iperpolarizzazione

L’iperpolarizzazione è un termine utilizzato principalmente in biologia cellulare e neurofisiologia per descrivere un cambiamento del potenziale di membrana che rende la cellula più negativa rispetto al potenziale di riposo. In neuroni e altre cellule eccitabili, questo avviene quando la membrana perde ioni positivi o guadagna ioni negativi, ad esempio per l’apertura di canali potassio che permettono l’uscita di K+ o per l’ingresso di Cl−. L’iperpolarizzazione riduce la probabilità che la cellula raggiunga il potenziale di soglia e quindi di generare un nuovo potenziale d’azione. In ambito sinaptico, è spesso associata a potenziali postsinaptici inibitori (IPSP), che contribuiscono al controllo dell’attività neuronale e all’integrazione delle segnali.

In fisica chimica, l’iperpolarizzazione può riferirsi a un aumento della differenza di popolazione tra stati energetici o di spin, migliorando la sensibilità o l’intensità del segnale. In spettroscopia e imaging non invasivi, l’iperpolarizzazione nucleare o elettronica è impiegata per amplificare i segnali NMR o MRI, consentendo di osservare processi biologici a concentrazioni basse o su tempi rapidi. Tecniche comuni includono dynamic nuclear polarization (DNP), parahydrogen-induced polarization (PHIP) e SABRE. Tali metodi hanno applicazioni in diagnostica, metabolomica e ricerca biologica, ma i loro effetti sono di solito transitori, a causa del rapido rilassamento dei sistemi spin.

Riassumendo, l’iperpolarizzazione indica uno stato più negativo del potenziale di membrana nelle cellule eccitabili o un aumento temporaneo della polarizzazione di spin nelle tecniche di spettroscopia e imaging, con implicazioni diverse ma importanti in fisiologia e diagnostica.