Co to jest hiperpolaryzacja?

Hiperpolaryzacja występuje, gdy różnica potencjału elektrycznego między dwiema stronami błony komórkowej zmienia się znacząco, co powoduje duży potencjał elektryczny w poprzek błony. W szczególności wartość potencjału elektrycznego na membranie staje się bardziej ujemna, co oznacza, że ​​ładunek wewnątrz membrany komórki jest bardziej ujemny niż ładunek na zewnątrz membrany. Proces ten jest powszechnie obserwowany w neuronauce, ponieważ neurony są aktywowane przez procesy obejmujące zmiany potencjału elektrycznego. Przeciwieństwem hiperpolaryzacji jest depolaryzacja, w której potencjał komórki staje się bardziej dodatni, co oznacza, że ​​w błonie komórkowej jest znacznie mniej ładunku ujemnego.

Procesy elektrochemiczne są generalnie odpowiedzialne za występowanie hiperpolaryzacji w błonach komórkowych. Stężenia różnych substancji chemicznych po różnych stronach membrany mogą powodować rozwój potencjału elektrycznego przez membranę. Zasadniczo, gdy potencjał elektryczny osiągnie pewien punkt, zainicjowany zostanie pewien proces biologiczny, taki jak wystrzelenie neuronu. Po tym punkcie membrana ma tendencję do powrotu do swojego potencjału spoczynkowego lub potencjału elektrycznego, zanim jakiekolwiek bodźce spowodują wystąpienie zdarzenia elektrochemicznego. W neuronach proces ten zachodzi w sposób ciągły; bodźce powodują polaryzację zachodzącą na błonie, a gdy stopień tej polaryzacji przekroczy określony próg, neuron odpala i wraca do swojego potencjału spoczynkowego.

Neuron nie będzie strzelał, dopóki jego potencjał elektryczny nie przekroczy pewnego progu. Po osiągnięciu progu potencjał elektryczny gwałtownie wzrasta, umożliwiając neuronowi wysyłanie sygnału elektrycznego do innych części ciała. Hiperpolaryzacja występuje po tym wzroście potencjału; potencjał elektrochemiczny na krótko staje się ujemny, spadając poniżej potencjału spoczynkowego, po czym wraca do potencjału spoczynkowego. Zwykle ten etap hiperpolaryzacji trwa tylko ułamek sekundy.

Hiperpolaryzacja i potencjały elektryczne na błonach zasadniczo obejmują przenoszenie elektronów w jonach. Jon to atom, który ma ładunek dodatni lub ujemny. Jony potasu i chloru są zwykle zaangażowane w potencjały elektrochemiczne; ich względne stężenia określają wielkość elektrochemicznego potencjału komórkowego. W fazie spoczynkowej potas znajduje się w błonie komórkowej; po ekspozycji na bodziec potas wypływa, a ujemne jony chloru wpływają do komórki przez błonę. Czasami jony sodu i wapnia powodują również elektrochemiczne potencjały komórkowe w błonach komórkowych.