ナトリウムチャネル
十分な量のNaが神経細胞に進入し膜電位が十分に高くなると、ナトリウムチャネルは不活性化ゲート(inactivation gate)を閉じることで自身を不活性化する。不活性化ゲートは、αサブユニットのドメインIIIとIVをつなぐ細胞内の領域が「プラグ」のように機能することで開閉が行われていると考えられている。不活性化ゲートが閉じるとNaの流れが止まり、膜電位の上昇は止まってチャネルは不活性化状態となる。ナトリウムチャネルが膜電位に寄与しなくなるため、膜電位は静止電位へ向かって低下し、神経細胞は再分極し、その後過分極状態となる。この電位低下は活動電位の下降相(falling phase)を構成する。
膜電位が十分低くなると、不活性化ゲートが再び開き、活性化ゲートは閉じる。この過程は脱不活性化と呼ばれ、再びチャネルが活動電位の生成過程に加わる準備が整う。
自身の不活性化が行われないイオンチャネルでは、持続的な活性化状態(persistently activeまたはtonically activeと呼ばれる)となる。一部のイオンチャネルは元来このような持続的活性化を行う性質を有するが、遺伝的変異によってそれ以外のチャネルで持続的活性化が起こるようになると、特定種の神経細胞での過剰な活性化が引き起こされ、疾患の原因となる。ナトリウムチャネルの不活性化を妨げるような変異は、window current(窓電流、ウィンドウ電流)による筋肉や神経細胞の過剰な活性化を引き起こし、心血管疾患やてんかん発作に寄与する。