Hiperpolarizasyon, bir hücresel zarın iki tarafı arasındaki elektrik potansiyelindeki fark önemli ölçüde değiştiğinde ve bu, membran boyunca büyük bir elektrik potansiyeli ile sonuçlandığında meydana gelir. Spesifik olarak, zardaki elektrik potansiyelinin değeri daha negatif hale gelir, bu da hücrenin zarının içindeki yükün, zarın dışındaki yükten daha negatif olduğu anlamına gelir. Bu işlem genellikle nörobilimde gözlenir, çünkü nöronlar elektrik potansiyelindeki değişiklikleri içeren işlemlerle aktive edilir. Hiperpolarizasyonun zıttı, bir hücrenin potansiyelinin daha pozitif hale geldiği depolarizasyondur, yani hücre zarının içinde önemli ölçüde daha az negatif yük olduğu anlamına gelir.
Elektrokimyasal işlemler genellikle hücresel membranlar arasında hiperpolarizasyonun meydana gelmesinden sorumludur. Bir zarın farklı taraflarındaki çeşitli kimyasalların konsantrasyonları, zar boyunca elektriksel bir potansiyel oluşmasına neden olabilir. Genel olarak, elektrik potansiyeli belirli bir noktaya ulaştığında, bir nöronun ateşlenmesi gibi bir miktar biyolojik işlem başlatılacaktır. Bu noktadan sonra, zar, elektrokimyasal olayın meydana gelmesine neden olan herhangi bir uyarıcıdan önce dinlenme potansiyeline veya elektrik potansiyeline geri dönme eğilimindedir. Nöronlarda bu süreç sürekli gerçekleşir; uyaranlar, bir membran üzerinde polarizasyonun oluşmasına neden olur ve bu polarizasyonun derecesi belirli bir eşiği geçtiğinde, nöron ateşlenir ve dinlenme potansiyeline geri döner.
Bir nöron, elektrik potansiyeli belirli bir eşiğin üzerine çıkana kadar ateş etmeyecektir. Eşiğe ulaşıldığında, elektrik potansiyeli şiddetli bir şekilde artar ve nöronun vücudun diğer bölgelerine elektrik sinyali göndermesine izin verir. Hiperpolarizasyon, potansiyel olarak bu yükselmeden sonra gerçekleşir; elektrokimyasal potansiyel kısaca negatifleşerek dinlenme potansiyeline dönmeden önce dinlenme potansiyelinin altına düşer. Genellikle, hiperpolarizasyonun bu evresi bir saniyenin sadece kısa bir kısmı için sürer.
Genel olarak membranlar arasında hiperpolarizasyon ve elektrik potansiyelleri iyonların elektron transferini içerir. Bir iyon, pozitif veya negatif yükü olan bir atomdur. Potasyum ve klor iyonları genellikle elektrokimyasal potansiyellerde rol oynar; nispi konsantrasyonları elektrokimyasal hücresel potansiyelin büyüklüğünü belirler. Dinlenme aşamasında, potasyum hücresel zarın içinde bulunur; Bir uyarana maruz kaldığında, potasyum akar ve negatif klorin iyonları membrandan hücreye akar. Nadiren, sodyum ve kalsiyum iyonları, hücresel membranlarda da elektrokimyasal hücresel potansiyellere neden olmaktadır.
