A propagação do potencial de ação ao longo das membranas excitáveis
Quando a membrana do neurônio é atingida por um estimulo de natureza química, elétrica ou mecânica, com um ou mínimo de intensidade, os canais (formados por proteínas da membrana) que estavam fechados para a passagem de íons de sódio se abrem. Com isso, a membrana torna-se mais permeável a esses íons, que passam a entrar na célula por difusão, com velocidade maior que a dois íons lançados para fora pela bomba de sódio.
A entrada de sódio provoca inversão da carga elétrica na membrana, que, então, fica negativa por fora e positiva por dentro. A diferença de potencial agora é de cerca 35mV. Dizemos que houve despolarização da membrana. Essa alteração da carga elétrica é chamada de potencial de ação, não se restringe à região do neurônio estimulada. Ela se propaga ao longo dele a uma velocidade entre 15m/s e 120m/s, dependendo do tipo de neurônio. Tal sequencia de trocas de cargas elétricas propagando-se pelo neurônio constitui o impulso nervoso.
Logo após a entrada de sódio na célula, os canais de sódio se fecham e os e potássio se abrem. Assim, a membrana torna-se mais permeável ao íon potássio, que sai a célula, e volta a ficar positiva na face externa e negativa interna. A diferença de potencial retorna aos 70mV. Portanto, a saída de potássio provoca a repolarização da membrana, ou seja, restabelece a polaridade e o potencial originais. Desse modo, o neurônio torna-se apto a conduzir um novo impulso nervoso.
A quantidade de íons mobilizados em cada impulso é muito pequena e o neurônio pode conduzir de 50 mil a 1 milhão de impulsos. Após essa quantidade, é necessário um período de repouso, quando a concentração original de íons dentro e fora da célula é restabelecida pela bomba de sódio e potássio.