En aktionspotential är förändringen i den relativa laddningen över membranet hos vissa celler som finns i djur och växter. Celler som genomgår aktionspotentialer kallas exciterbara celler och inkluderar nervceller, muskelceller och celler i det endokrina systemet – eller hormonproducerande systemet. Aktionspotentialgenerering är den process som orsakar förändringen i laddningen över membranet.
Det finns fyra grundläggande steg som är involverade i generering av aktionspotential. När en aktionspotential inte uppstår sägs cellen vara i vilofasen. Inom en nervcell är den relativa laddningen i cellen cirka -70 milliVolt (mV) i detta skede. Cellens vilopotential upprätthålls av laddade joner som finns inom och runt cellen. För nervceller finns positivt laddade kaliumjoner med cellmembranet, medan positivt laddade natriumjoner och negativt laddade kloridjoner finns utanför cellen.
Nivåerna av joner som finns inom och utanför cellen styrs av jonportar och pumpar. Under vilopotentialstadiet för nervceller pumpas kaliumjoner in i cellen och natriumjoner pumpas ut. Koncentrationen av dessa joner i förhållande till varandra är det som orsakar laddningen över membranet. Vid denna tidpunkt sägs cellen vara polariserad.
För att en aktionspotential ska triggas måste laddningen i cellen vändas. När en stimulans appliceras på cellen kan det orsaka en depolarisering. Generering av handlingspotential behöver en stimulans som når eller överstiger en viss tröskelnivå. Om tröskeln inte uppnås genereras inte aktionspotentialen. Storleken på aktionspotentialen är densamma oavsett om tröskeln nås eller överskrids, så generering av aktionspotential kallas en ”all eller ingen händelse.”
Under depolarisering öppnas jonkanalerna så att natriumjoner rusar in i cellen. Detta gör att cellerna genomgår en omvänd laddning. För nervceller är tröskeln för generering av aktionspotential en laddning på +40 mV. Detta sker på mindre än två millisekunder, eller två tusendelar av en sekund. Så snart aktionspotentialen har genererats, börjar repolarisering av det området av cellmembranet.
När en aktionspotential väl har utlösts inom en av dessa typer av celler, sägs den vara självförökande. Detta innebär att aktionspotentialen i ett område av membranet stimulerar cellerna att påbörja processen med aktionspotentialgenerering i den intilliggande delen av membranet. Som ett resultat rör sig aktionspotentialen längs cellens längd.