Hyperpolarisation
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LoslegenSynonyme: Nachpotenzial, Nachpotential, Nachhyperpolarisation
Englisch: hyperpolarization
Definition
Als Hyperpolarisation bezeichnet man in der Physiologie die übermäßige Polarisierung einer Zellmembran durch Senkung des Ruhemembranpotentials. Das Phänomen der Hyperpolarisation kommt sowohl bei Neuronen, als auch bei anderen erregbaren Zellen vor.
Hyperpolarisation ist das Gegenteil der Depolarisation.
Physiologie
Eine Nervenzelle weist in Ruhe ein negatives Membranpotential auf. Nach der Erregung kommt es durch eine lange Öffnungszeit von kalziumaktivierten Kaliumkanälen zu einem übermäßigen Ausstrom von K+-Ionen, sodass das Ruhepotential von ca. -70 mV überschritten wird. Die Spannung zwischen der Innen- und Außenseite der Membran wird damit noch negativer. Die kalziumaktivierten Kaliumkanäle werden durch Kalziumionen, die während des Aktionspotentials über Kalziumkanäle in die Zelle einströmen, aktiviert. Sie bleiben solange offen, bis die intrazelluläre Kalziumkonzentration Werte unter 100 nM aufweist.
Eine kurzfristige Hyperpolarisation der Nervenzellmembran erfolgt als "Nachpotential" nach jeder Depolarisation. Damit trägt die Hyperpolarisation entscheidend zur Refraktärzeit bei und schützt vor Übererregung. Nach der Hyperpolarisation schließen sich die Kaliumkanäle wieder und das Ruhemembranpotential stellt sich wieder ein.
Die Hyperpolarisation ist auch ein grundlegender Mechanismus hemmender ("inhibitorischer") Synapsen, der durch GABAA- und GABAB-Rezeptoren vermittelt wird. Sie öffnen oder schließen bestimmte Ionenkanäle an der postsynaptischen Membran, deren Erregbarkeit durch die Hyperpolarisation herabgesetzt wird.