(a) Na+/K+ポンプはATPを使って常に作動していますが、活動電位の速い上昇・下降を直接作っているわけではありません。イオンの濃度差(Na+は外に多く、K+は内に多い)を長期的に維持する役目です。活動電位そのものは電位依存性チャネルを通る受動的なイオンの流れで生じます。
(b) ポンプは1回の反応で 3Na+を細胞外へ出し、2K+を細胞内へ取り込みます(3:2)。
(c) Na+チャネルの活性化ゲートは脱分極で素早く(約0.1ms)開き、不活性化ゲート(ボール&チェーン)は遅れて(約1ms)閉じます。この時間のズレの間だけNa+が流れ込みます。不活性化中はいくら刺激しても再び開けません(絶対不応期)。K+チャネルはさらに遅く開いて遅く閉じるため、再分極の後に過分極(後過分極)が起こります。
図の向き: 上が細胞外・下が細胞内。Na+流入は下向き矢印(外→内)、K+流出は上向き矢印(内→外)で示します。
モデル: Hodgkin–Huxley型の式(静止膜電位 -70mV、Na+平衡電位 +50mV、K+平衡電位 -87mV、閾値 約-55mV)を数値計算しています。粒子の流れの量は計算した電流に比例し、グラフと同じ時刻で描いています。ポンプと漏れチャネルの寄与は漏れ電流にまとめ、静止電位-70mVを保つように設定しています。時間はアニメ1秒=2.5ms×再生速度。