Ang hyperpolarization ay isang biological na proseso kung saan ang boltahe ng lamad ay nagdaragdag at lumampas sa halaga ng pahinga. Ang mekanismong ito ay mahalaga para sa pagpapaandar ng kalamnan, nerve pati na rin ang mga sensory cell sa katawan ng tao. Sa pamamagitan nito, ang mga pagkilos tulad ng paggalaw ng kalamnan o paningin ay maaaring paganahin at kontrolin ng katawan.
Ano ang hyperpolarization?
Ang hyperpolarization ay isang biological na proseso kung saan ang boltahe ng lamad ay nagdaragdag at lumampas sa halaga ng pahinga. Ang mekanismong ito ay mahalaga para sa pagpapaandar ng kalamnan, nerve pati na rin ang mga sensory cell sa katawan ng tao. Ang mga cell sa katawan ng tao ay nakapaloob sa isang lamad. Tinatawag din itong plasma membrane at binubuo ng isang lipid bilayer. Pinaghihiwalay nito ang intracellular area, ang cytoplasm, mula sa nakapalibot na lugar. Ang pag-igting ng lamad ng mga cells sa katawan ng tao, tulad ng mga cell ng kalamnan, nerve cells, o sensory cells sa mata, ay may potensyal na pahinga sa estado ng pamamahinga. Ang boltahe ng lamad na ito ay sanhi ng ang katunayan na mayroong isang negatibong pagsingil sa loob ng cell at isang positibong singil sa extracellular area, ibig sabihin, sa labas ng mga cell. Ang halaga para sa potensyal na pahinga ay nag-iiba depende sa uri ng cell. Kung ang potensyal na nagpapahinga na ito ng boltahe ng lamad ay lumampas, nangyayari ang hyperpolarization ng lamad. Bilang isang resulta, ang boltahe ng lamad ay nagiging mas negatibo kaysa sa panahon ng potensyal na nagpapahinga, ie ang pagsingil sa loob ng cell ay naging mas negatibo. Karaniwan itong nangyayari pagkatapos ng pagbubukas o kahit na pagsara ng mga ion channel sa lamad. Ang mga ion channel na ito ay potasa, kaltsyum, klorido , at sosa mga channel, na gumana sa isang paraan na umaasa sa boltahe. Ang hyperpolarization ay nangyayari dahil sa umaasa sa boltahe potasa ang mga channel na tumatagal ng oras upang isara matapos ang lumipas na potensyal na pahinga. Dinadala nila ang positibong sisingilin potasa mga ions sa extracellular na rehiyon. Ito ay madaling magresulta sa isang mas negatibong pagsingil sa loob ng cell, hyperpolarization.
Pag-andar at gawain
Ang hyperpolarization ng lamad ng cell ay bahagi ng tinaguriang potensyal na pagkilos. Binubuo ito ng maraming mga yugto. Ang unang yugto ay ang pagtawid ng potensyal na threshold ng lamad ng cell, sinundan ng depolarization, mayroong isang mas positibong singil sa loob ng cell. Sinundan ito ng repolarization, na nangangahulugang naabot muli ang potensyal na pahinga. Sinundan ito ng hyperpolarization bago maabot muli ng cell ang potensyal na pahinga. Naghahatid ang prosesong ito upang magpadala ng mga signal. Ang mga cell ng nerve ay bumubuo ng mga potensyal na pagkilos sa axon burol na rehiyon matapos makatanggap ng isang senyas. Pagkatapos ay maililipat kasama ang axon sa anyo ng mga potensyal na pagkilos. Ang synapses ng mga nerve cells pagkatapos ihatid ang signal sa susunod mga selula ng nerbiyos sa anyo ng mga neurotransmitter. Maaari itong magkaroon ng isang aktibong epekto o isang epekto ng pagbabawal. Mahalaga ang proseso sa paghahatid ng mga signal sa utak, Halimbawa. Ang paningin ay nangyayari rin sa isang katulad na paraan. Ang mga cell sa mata, ang tinaguriang mga tungkod at kono, ay tumatanggap ng signal mula sa panlabas na pampasigla ng ilaw. Nagreresulta ito sa pagbuo ng potensyal na pagkilos at ang pampasigla ay naipadala sa utak. Kapansin-pansin, narito ang pagpapaunlad ng pampasigla ay hindi nagaganap sa pamamagitan ng pag-depolarization tulad ng sa iba pang mga nerve cells. Ang mga cell ng nerve ay may potensyal na lamad ng -65mV sa kanilang posisyon sa pamamahinga, samantalang ang mga photoreceptors ay may potensyal na lamad na -40mV sa potensyal na nagpapahinga. Sa gayon, mayroon na silang isang mas positibong potensyal na lamad kaysa sa mga nerve cells sa kanilang estado ng pamamahinga. Sa mga cell ng photoreceptor, ang pagpapaunlad ng stimulus ay nangyayari sa pamamagitan ng hyperpolarization. Bilang isang resulta, ang mga photoreceptors ay naglalabas ng mas kaunti neurotransmitter at ang mga hilaw na neuron ay maaaring matukoy ang tindi ng ilaw signal batay sa pagbawas sa neurotransmitter. Pagkatapos ay naproseso at sinusuri ang signal na ito sa utak. Ang hyperpolarization ay nagpapalitaw ng isang nagbabawal na potensyal na postsynaptic (IPSP) sa kaso ng paningin o ilang mga neuron. Sa kaso ng mga neuron, sa kabilang banda, madalas na ito ay nagpapagana ng mga potensyal na postsynaptic
(APSP). Ang isa pang mahalagang pag-andar ng hyperpolarization ay pinipigilan nito ang cell mula sa muling pagpapalit ng an potensyal na pagkilos masyadong mabilis dahil sa ibang signal. Sa gayon, pansamantalang pinipigilan nito ang pagbuo ng stimulus sa mga selula ng nerbiyos.
Mga karamdaman at karamdaman
puso at mga cell ng kalamnan ay may mga channel ng HCN. Ang HCN dito ay nangangahulugang mga hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation channel. Ang mga ito ay mga cation channel na kinokontrol ng hyperpolarization ng cell. Sa mga tao, ang 4 na anyo ng mga HCN channel na ito ay kilala. Ang mga ito ay tinukoy bilang HCN-1 sa pamamagitan ng HCN-4. Ang mga ito ay kasangkot sa pagsasaayos ng ritmo ng puso pati na rin sa aktibidad ng kusang pag-activate ng mga neuron. Sa mga neuron, pinipigilan nila ang hyperpolarization upang ang cell ay maaaring maabot ang natitirang pontential na mas mabilis. Sa gayon ay pinapaikli nila ang tinatawag na repraktoryang panahon, na naglalarawan sa yugto pagkatapos ng pag-depolarization. Sa puso Ang mga cell naman ay kumokontrol sa diastolic depolarization na nabuo sa nod na buko ng puso. Sa mga pag-aaral na may daga, ang pagkawala ng HCN-1 ay ipinakita upang makabuo ng isang depekto sa paggalaw ng motor. Ang kawalan ng HCN-2 ay humahantong sa pinsala sa neuronal at puso, at ang pagkawala ng HCN-4 ay sanhi ng pagkamatay ng mga hayop. Napagpalagay na ang mga channel na ito ay maaaring maiugnay himatay sa mga tao. Bilang karagdagan, ang mga mutasyon sa form na HCN-4 ay alam na sanhi cardiac arrhythmia sa mga tao. Nangangahulugan ito na ang ilang mga mutasyon ng channel ng HCN-4 ay maaari mamuno sa cardiac arrhythmia. Samakatuwid, ang mga channel ng HCN ay target din ng mga medikal na therapies para sa puso arrhythmias, ngunit din para sa mga depekto sa neurological kung saan ang hyperpolarization ng mga neuron ay tumatagal ng masyadong mahaba. Ang mga pasyente na may puso arrhythmias dahil sa HCN-4 na pagdidisenyo ng channel ay ginagamot sa mga tukoy na inhibitor. Gayunpaman, dapat banggitin na ang karamihan sa mga therapies patungkol sa mga channel ng HCN ay nasa yugto pa rin ng pang-eksperimento at samakatuwid ay hindi pa naa-access sa mga tao.
