Che cos'è l'iperpolarizzazione?
L'iperpolarizzazione si verifica quando la differenza nel potenziale elettrico tra i due lati di una membrana cellulare cambia significativamente, determinando un grande potenziale elettrico attraverso la membrana. In particolare, il valore del potenziale elettrico attraverso la membrana diventa più negativo, il che significa che la carica all'interno della membrana della cellula è più negativa della carica all'esterno della membrana. Questo processo è comunemente osservato nelle neuroscienze poiché i neuroni vengono attivati attraverso processi che comportano cambiamenti nel potenziale elettrico. L'opposto dell'iperpolarizzazione è la depolarizzazione, in cui il potenziale di una cellula diventa più positivo, il che significa che c'è una carica negativa significativamente inferiore all'interno della membrana cellulare.
I processi elettrochimici sono generalmente responsabili del verificarsi di iperpolarizzazione attraverso le membrane cellulari. Le concentrazioni di vari prodotti chimici su diversi lati di una membrana possono causare lo sviluppo di un potenziale elettrico attraverso la membrana. Generalmente, quando il potenziale elettrico raggiunge un certo punto, verrà avviato un processo biologico, come l'accensione di un neurone. Dopo questo punto, la membrana tende a ritornare al suo potenziale a riposo, o al potenziale elettrico prima che qualsiasi stimolo abbia causato l'evento elettrochimico. Nei neuroni, questo processo avviene continuamente; gli stimoli causano la polarizzazione sopra una membrana e quando il grado di quella polarizzazione attraversa una certa soglia, il neurone si attiva e ritorna al suo potenziale di riposo.
Un neurone non spara fino a quando il suo potenziale elettrico non supera una certa soglia. Al raggiungimento della soglia, il potenziale elettrico aumenta drasticamente, consentendo al neurone di inviare un segnale elettrico ad altre parti del corpo. L'iperpolarizzazione si verifica dopo questo picco di potenziale; il potenziale elettrochimico diventa brevemente negativo, scendendo al di sotto del potenziale a riposo, prima di ritornare al potenziale a riposo. Di solito, questa fase dell'iperpolarizzazione dura solo una breve frazione di secondo.
L'iperpolarizzazione e i potenziali elettrici attraverso le membrane in generale comportano il trasferimento di elettroni negli ioni. Uno ione è un atomo che ha una carica positiva o negativa. Gli ioni potassio e cloro sono comunemente coinvolti nei potenziali elettrochimici; le loro concentrazioni relative determinano l'entità del potenziale cellulare elettrochimico. Nella fase di riposo, il potassio si trova all'interno della membrana cellulare; in seguito all'esposizione a uno stimolo, il potassio fuoriesce e gli ioni di cloro negativi fluiscono nella cellula attraverso la membrana. Occasionalmente, gli ioni sodio e calcio causano potenziali elettrochimici cellulari anche attraverso le membrane cellulari.