細(xì)胞外鈉離子的濃度比細(xì)胞內(nèi)高的多，它有從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)擴(kuò)散的趨勢(shì)，但鈉離子能否進(jìn)入細(xì)胞是由細(xì)胞膜上的鈉通道的狀態(tài)來(lái)決定的。當(dāng)細(xì)胞受到刺激產(chǎn)生興奮時(shí)，測(cè)單一神經(jīng)纖維靜息和動(dòng)作電位的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綀D首先是少量興奮性較高的鈉通道開(kāi)放，很少量鈉離子順濃度差進(jìn)入細(xì)胞，致使膜兩側(cè)的電位差減小，產(chǎn)生一定程度的去極化。當(dāng)膜電位減小到一定數(shù)值（閾電位）時(shí)，就會(huì)引起細(xì)胞膜上大量的鈉通道同時(shí)開(kāi)放，此時(shí)在膜兩側(cè)鈉離子濃度差和電位差（內(nèi)負(fù)外正）的作用下，使細(xì)胞外的鈉離子快速、大量地內(nèi)流，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)正電荷迅速增加，電位急劇上升，形成了動(dòng)作電位的上升支，即去極化。當(dāng)膜內(nèi)側(cè)的正電位增大到足以阻止鈉離子的進(jìn)一步內(nèi)流時(shí)，也就是鈉離子的平衡電位時(shí)，鈉離子停止內(nèi)流，并且鈉通道失活關(guān)閉。在此時(shí)，鉀通道被激活而開(kāi)放，鉀離子順著濃度梯度從細(xì)胞內(nèi)流向細(xì)胞外，大量的陽(yáng)離子外流導(dǎo)致細(xì)胞膜內(nèi)電位迅速下降，形成了動(dòng)作電位的下降支，即復(fù)極化。此時(shí)細(xì)胞膜電位雖然基本恢復(fù)到靜息電位的水平，但是由去極化流入的鈉離子和復(fù)極化流出鉀離子并未各自復(fù)位，此時(shí)，通過(guò)鈉鉀泵的活動(dòng)將流入的鈉離子泵出并將流出的鉀離子泵入，恢復(fù)動(dòng)作電位之前細(xì)胞膜兩側(cè)這兩種離子的不均衡分布，為下一次興奮做準(zhǔn)備。