活動電位
濃度勾配を維持する要因はNa - Kポンプであるが、静止電位の値を支配している大きな要因は、K漏洩チャネルである。
NaとKは、開いたイオンチャネルを通して電気化学的勾配の影響の下で拡散する。通常、細胞膜においてKの透過性はNaの透過性よりも75倍大きい。これはK漏洩チャネルが常に開いていることに起因する。静止電位が−70mVと、Naの平衡電位+45mVよりもKの平衡電位−90mVに近い値をとるのは、この透過性の違いが主な要因である。
静止電位と同様、多くの神経の活動電位はNaとKの透過性に依存している。
伝導を妨げる主な原因は膜上に存在する電荷である。コンデンサーの蓄える電荷は、二枚の板の間の距離を遠くすると減少する。神経系は、細胞に髄鞘を巻くことによって絶縁部分を太くし、膜上に存在する電荷の減少を図っている。
その結果、髄鞘のある部位における伝導速度は格段に向上する。しかし同時にこの部位では、髄鞘があるために電位依存性チャネルが存在できず、活動電位の再生は妨げられる。よって、髄鞘のまかれていないランヴィエ絞輪においてのみ活動電位が再生される。ランヴィエ絞輪では電位依存性Naチャネルが豊富に存在するので(無髄線維における密度より4桁ほど多い)、効率的に活動電位を再生することが出来るようになっている。
活動電位(かつどうでんい、英: action potential)は、なんらかの刺激に応じて細胞膜に生じる一過性の膜電位の変化である。活動電位は、主としてナトリウムイオンやカリウムイオンが、細胞内外の濃度差に従ってイオンチャネルを通じて受動的拡散を起こすことにより、起きるものである。
活動電位は動物の本質的な必要条件であり、素早く組織間・内で情報を伝えることができる。また、動物のみならず、植物にも存在する。活動電位はさまざまな種類の細胞から生み出されるが、最も広範には神経系において神経細胞同士や、神経細胞から筋肉や腺などの他の体組織に情報を伝達するために使われる。
活動電位はすべての細胞で同じわけではなく、同じ種類の細胞でも細胞個体によって性質が異なることがある。例えば、筋肉は神経に次いで活動電位を発する組織として知られるが、中でも心筋活動電位は大抵の細胞間で大きく異なる。この項では神経細胞の軸索の典型的な活動電位について扱う。
興奮刺激による膜の局所的な脱分極は、神経細胞の表面の膜にある電位依存性Naチャネルを開く。その結果Naは濃度勾配および電気的勾配が推進力となり、細胞内へ流入する。
活動電位は、太さ以外の条件が同じであるとき、より太い軸索上でより速く伝導する。神経伝達を妨げる主な原因は電位差のために細胞内側の膜上に集まった陰イオンであり、直径が大きいと膜から離れた部分、つまりマイナスに帯電していない領域が増えるため、脱分極の波が速く伝わる。
イカは伝導速度の向上のため、直径を太くした巨大軸索 (Giant axon) を持っている。特にアメリカオオアカイカの巨大軸索は直径が1mm以上もある。だがこれらは無髄線維であるため、細い有髄線維と比べて伝達速度はあまり変わらない。
哺乳類においては、自律神経系の交感神経の節後神経は無髄線維である。直径2μmの無髄線維はおよそ1m/sの伝達速度を示す。これに対し、同じ直径を持つ有髄線維はおよそ18m/sの速度をもつ。