La hiperpolarización es un cambio en el potencial de membrana de la célula, lo que la hace más negativa. Esto es lo opuesto a la despolarización . Suprime los potenciales de acción aumentando el estímulo requerido para mover el potencial de membrana al umbral del potencial de acción .
La hiperpolarización a menudo es causada por una salida de K+ (catión) a través de los canales de iones K+ o una entrada de Cl- (anión) a través de otro canal de Cl- . Por otro lado, la entrada de cationes, como Na+ a través de los canales de Na+ o Ca2+ a través de los canales de Ca2+, suprime la hiperpolarización. Si la célula tiene corrientes de Na+ o Ca2+ en reposo, la inhibición de estas corrientes también conducirá a la hiperpolarización. Esta respuesta del canal iónico dependiente de voltaje es cómo se logra el estado de hiperpolarización. La neurona entra en un estado de hiperpolarización inmediatamente después de generar un potencial de acción. Al estar la neurona hiperpolarizada, se encuentra en un periodo refractario , que dura aproximadamente 2 milisegundos, durante los cuales la neurona no puede generar potenciales de acción posteriores. Las ATPasas de sodio y potasio redistribuyen los iones K+ y Na+ hasta que el potencial de membrana vuelve a su potencial de reposo de alrededor de −70 milivoltios , momento en el que la neurona vuelve a estar lista para transmitir otro potencial de acción. [una]
Los canales iónicos dependientes de voltaje responden a cambios en el potencial de membrana. Los canales iónicos como el potasio, el cloruro y el sodio son componentes clave en la generación de potencial de acción, así como en la hiperpolarización. Estos canales funcionan seleccionando un ion en función de la atracción o repulsión electrostática, lo que permite que el ion se una al canal. [2] Esto libera la molécula de agua adherida al canal y el ion pasa a través del poro. Los canales de sodio dependientes de voltaje se abren en respuesta a un estímulo y se cierran de nuevo. Esto significa que el canal está abierto o no, parcialmente no hay camino abierto. A veces, el canal se cierra pero se puede volver a abrir de inmediato, lo que se denomina activación del canal , o se puede cerrar sin abrirlo de inmediato, lo que se denomina inactivación del canal .
En el potencial de reposo , los canales de sodio y potasio dependientes de voltaje se cierran, pero a medida que la membrana celular se despolariza, los canales de sodio dependientes de voltaje comienzan a abrirse y la neurona comienza a despolarizarse , creando un bucle de retroalimentación de corriente conocido como el modelo de Hodgkin - Huxley . [2] Sin embargo, los iones de potasio salen naturalmente de la célula, y si el evento de despolarización inicial no fue lo suficientemente significativo, la neurona no genera un potencial de acción. Sin embargo, si todos los canales de sodio están abiertos, la neurona se vuelve diez veces más permeable al sodio que al potasio, lo que da como resultado una rápida despolarización de la célula hasta un pico de +40 mV. [2] A este nivel, los canales de sodio comienzan a desactivarse y los canales de potasio dependientes de voltaje comienzan a abrirse. Esta combinación de canales de sodio cerrados y canales de potasio abiertos hace que la neurona se repolarice y vuelva a ser negativa. La neurona continúa repolarizándose hasta que la célula alcanza ~ −75 mV, [2] que es el potencial de equilibrio de los iones de potasio. Este es el punto en el que la neurona se hiperpolariza, entre −70 mV y −75 mV. Después de la hiperpolarización, los canales de potasio se cierran y la permeabilidad natural de la neurona al sodio y al potasio permite que la neurona vuelva a su potencial de reposo de −70 mV. Durante el período refractario , que ocurre después de la hiperpolarización pero antes de que la neurona regrese a su potencial de reposo, la neurona puede disparar un potencial de acción debido a la capacidad de abrir los canales de sodio, sin embargo, a medida que la neurona es más negativa, se vuelve más difícil de alcanzar. el umbral del potencial de acción.
Los canales HCN se activan por hiperpolarización.
La hiperpolarización es un cambio en el potencial de membrana. Los neurocientíficos lo miden utilizando la técnica de pinzamiento de parche . Usando este método, pueden registrar corrientes de iones que pasan a través de canales individuales. Esto se hace con una micropipeta de vidrio, también llamada pipeta , de 1 micrómetro de diámetro. Hay una pequeña área que contiene algunos canales iónicos y el resto está cerrado, lo que lo convierte en un punto de entrada para la corriente. El uso de un amplificador y una pinza de voltaje, que es un circuito de retroalimentación electrónica, permite al experimentador mantener el potencial de membrana en un punto fijo, y la pinza de voltaje luego mide pequeños cambios en la corriente. Las corrientes de membrana que causan la hiperpolarización son un aumento en la corriente externa o una disminución en la corriente entrante. [2]