与细胞外液相反，细胞质基质具有高浓度的钾离子和低浓度的钠离子。离子浓度的这种差异对于是至关重要的，因为如果离子水平在细胞内与外部相同，则水会通过渗透不断进入 - 因为细胞内的大分子水平高于其外部的水平。 相反，钠离子被排出并且钾离子被钠钾泵(Na⁺/K⁺-ATPase酶)吸收，然后钾离子通过钾选择离子通道向下流过它们的浓度梯度，这种正电荷的损失产生负膜电位。 为了平衡这种电位差，负氯离子也通过选择性氯离子通道离开细胞。 钠离子和氯离子的损失弥补了细胞内有机分子浓度较高的渗透作用。通过在细胞质中积累例如