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Hyperpolarisation (Biologie)


Als Hyperpolarisation (engl. hyperpolarization) oder Hyperpolarisierung bezeichnet man eine Steigerung der Membranspannung an einer Sinnes-, Nerven- oder Muskelzelle über den Ruhewert. Genauer: Die Spannung zwischen der Innen- und Außenseite der Membran wird noch negativer. Die Hyperpolarisation erfolgt durch Aktivierung inhibitorischer Synapsen, durch das Öffnen oder Schließen bestimmter Ionenkanäle oder durch das Anlegen von Spannung geeigneter Polarität an die erregbare Membran. Hyperpolarisation ist das Gegenteil der Depolarisation, bei der das Potential im Zellinneren positiver wird. Durch die Hyperpolarisation wird zugleich – im Sinne einer Hemmung – die Schwelle für die Auslösung einer Erregung angehoben.

Kurz nach der abgeschlossenen Depolarisation bewirkt das Öffnen der spannungsabhängigen K+-Kanäle ein Unterschreiten des Ruhepotentials um circa 10 bis 30 mV auf etwa -100 mV. Der Grund hierfür ist, dass das Schließen der Kaliumkanäle beim Erreichen des Ruhepotentials lange dauert und in dieser Zeit weiterhin Kalium diffundiert. Man nennt diese Hyperpolarisation auch „Nachpotential“. Dieses verhindert die Reizbarkeit der Nervenzelle für einen neuen Impuls für etwa eine Millisekunde (absolute Refraktärzeit).

In Fotorezeptorzellen liegt das Ruhepotential wegen des Dunkelstroms bei ca. -40 mV. Die Absorption von Photonen löst eine Signalkaskade aus, die zum Schließen von cGMP-abhängigen Na+-Kanälen führt. Dies wiederum bewirkt eine Hyperpolarisation der Membran, womit der äußere Reiz (Licht) in ein elektrisches Signal (Änderung des Membranpotentials) übersetzt ist.

Siehe auch


Kategorien: Elektrophysiologie

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