hyperpolarisieren

Hyperpolarisieren bezeichnet in der Biologie den Vorgang, bei dem das Membranpotenzial einer Zelle gegenüber dem Ruhepotenzial weiter negativer wird. Das Geschehen entsteht durch den Nettozustrom negativer Ladung oder den Nettoausstrom positiver Ladung über die Zellmembran.

In Nervenzellen führt Hyperpolarisation typischerweise zu einer Verringerung der Erregbarkeit. Sie kann durch inhibitorische Synapsen entstehen, zum Beispiel über GABA_A-Rezeptoren, wenn Cl− in die Zelle einströmt, oder durch Öffnung von Kaliumkanälen, die Kalium nach außen schleusen. Die Folge ist eine höhere Schwelle für die Auslösung eines Aktionspotentials und oft eine Nachhyperpolarisation, bei der das Membranpotenzial vorübergehend stärker negativ bleibt, bevor es zur Ruhe zurückkehrt.

Außerhalb der Neurophysiologie wird der Begriff auch in anderen Bereichen verwendet. In der Kardiologie beeinflusst Hyperpolarisation die Refraktärzeit und die spontane Schrittmacheraktivität des Herzens, während sie in der medizinischen Bildgebung Techniken beschreibt, die die Kernspinpolarisation erhöhen, um die Empfindlichkeit der Kernspintomografie zu steigern. Dazu zählen Verfahren wie Dynamic Nuclear Polarization und PHIP.

Der Begriff leitet sich vom griechischen hyper- „über“ und Polarisierung ab. In der Forschung unterscheidet man oft zwischen passiver Hyperpolarisation durch Kanalaktivität und aktiver Hyperpolarisation durch pharmakologische oder technologische Mittel.