Dans une membrane biologique, le potentiel d’inversion (également appelé potentiel de Nernst) d’un ion est le potentiel de membrane auquel il n’y a pas de flux net (global) de cet ion particulier d’un côté de la membrane à l’autre. Dans le cas des neurones post-synaptiques, le potentiel d’inversion est le potentiel de membrane auquel un neurotransmetteur donné ne provoque aucun flux de courant net d’ions à travers le canal ionique de ce récepteur de neurotransmetteur.
Dans un système à un seul ion, le potentiel d’inversion est synonyme de potentiel d’équilibre ; leurs valeurs numériques sont identiques. Les deux termes font référence à des aspects différents de la différence de potentiel membranaire. L’équilibre fait référence au fait que le flux ionique net à une tension donnée est nul. En d’autres termes, les taux de déplacement des ions vers l’extérieur et vers l’intérieur sont les mêmes ; le flux ionique est en équilibre. L’inversion fait référence au fait qu’une modification du potentiel de la membrane de part et d’autre du potentiel d’équilibre inverse la direction globale du flux ionique.
Le potentiel d’inversion est souvent appelé » potentiel de Nernst « , car il peut être calculé à partir de l’équation de Nernst. Les canaux ioniques conduisent la majeure partie du flux d’ions simples entrant et sortant des cellules. Lorsqu’un type de canal sélectif pour une espèce d’ion domine au sein de la membrane d’une cellule (parce que les autres canaux ioniques sont fermés, par exemple), la tension à l’intérieur de la cellule s’équilibre (c’est-à-dire devient égale) au potentiel d’inversion pour cet ion (en supposant que l’extérieur de la cellule est à 0 volt). Par exemple, le potentiel de repos de la plupart des cellules est proche du potentiel d’inversion K+ (ion potassium). Cela s’explique par le fait qu’au potentiel de repos, la conductance du potassium domine. Au cours d’un potentiel d’action typique, la petite conductance ionique de repos médiée par les canaux potassiques est submergée par l’ouverture de nombreux canaux Na+ (ions sodium), ce qui amène le potentiel membranaire vers le potentiel d’inversion du sodium.
La relation entre les termes « potentiel d’inversion » et « potentiel d’équilibre » ne vaut que pour les systèmes à un seul ion. Dans les systèmes multi-ioniques, il existe des zones de la membrane cellulaire où la somme des courants des multiples ions sera égale à zéro. Bien qu’il s’agisse d’un potentiel d’inversion dans le sens où le potentiel de la membrane s’inverse, ce n’est pas un potentiel d’équilibre car tous les ions (et dans certains cas, aucun) ne sont pas en équilibre et ont donc des flux nets à travers la membrane. Lorsqu’une cellule présente des perméabilités importantes à plus d’un ion, le potentiel cellulaire peut être calculé à partir de l’équation de Goldman-Hodgkin-Katz plutôt que de l’équation de Nernst.