Hyperpolarisering

Hyperpolarisatie is het proces waarbij de membraanpotentiaal van een cel, met name een neuron, negatiever wordt dan het rustpotentiaal. Het rustpotentiaal ligt bij veel neuronen ongeveer tussen -60 en -70 millivolt (mV). Tijdens hyperpolarisatie stroomt er meer positieve lading uit of komt er meer negatieve lading binnen, waardoor de binnenzijde van de cel sterker negatief wordt.

De belangrijkste oorzaken zijn: (1) afterhyperpolarisatie (AHP) na een actiepotentiaal, waarbij K+-kanalen openen en K+ de cel uitlaat; (2) inhibitory postsynaptic potentials (IPSPs), meestal via GABA_A-receptoren, die Cl--ionen toestaan om de cel in te stromen en zo de binnenkant negatiever maken; (3) in sommige neuronen kan de Cl--concentratie- en potentiaalregeling de IPSP-werking versterken of versterken als Cl- de membraanpotentiaal verder verlaagt. Daarnaast kan een combinatie van factoren de hyperpolarisatie beïnvloeden.

Functioneel gezien vormt hyperpolarisatie een refractaire periode: de neuronale excitabiliteit neemt tijdelijk af, waardoor snelle opeenvolgende actiepotentialen minder waarschijnlijk zijn. Dit helpt de timing van signalen te coderen en voorkomt foutieve re-acties. Na de hyperpolarisatie keren Na+-kanalen terug naar een beschikbaar toestand, waardoor het absolute en relatieve refractaire perioden ontstaan.

In onderzoek en klinische context speelt hyperpolarisatie een rol bij neurologische verwerking en bij technieken die neuronen tijdelijk uitschakelen, bijvoorbeeld in experimentele settings met optogenetische methoden om activiteit te onderdrukken. Verstoringen in ionenhomeostase, zoals Cl--regeling, kunnen de aard en effectiviteit van hyperpolarisatie beïnvloeden en hebben implicaties voor inhibitory signaling.