动作电位的产生原理涉及离子跨膜流动和膜电位变化，具体过程如下：

一、静息电位基础

离子分布 ：细胞膜内钾离子（K⁺）浓度高于膜外，细胞外钠离子（Na⁺）、钙离子（Ca²⁺）浓度高于细胞内，形成外正内负的静息电位。

离子泵作用：

钠-钾泵通过主动转运维持离子浓度差，每3个Na⁺流出细胞对应2个K⁺流入细胞。

二、动作电位产生机制

有效刺激触发：

当细胞膜受到阈强度刺激时，电压门控Na⁺通道开放，大量Na⁺顺浓度差内流，导致膜内负电荷减少甚至出现正电荷，形成去极化。

去极化与阈电位：

去极化达到阈电位（通常为-55mV）时，触发更多Na⁺通道开放，形成“正反馈”机制，使去极化迅速达到Na⁺平衡电位（约+30mV）。

复极化过程

下降支：

Na⁺通道失活后，电压门控K⁺通道开放，K⁺顺浓度差外流，膜内正电荷减少，电位恢复至静息电位水平。

离子泵恢复：K⁺外流同时激活钠泵，将Na⁺泵出细胞外，K⁺泵入细胞内，进一步维持离子浓度差。

三、关键特点

全或无特性：

动作电位要么不产生（未达阈值），要么产生且幅度固定，不随刺激强度变化。

不衰减性传导：

通过局部电流沿细胞膜传播，可迅速扩散至整个细胞。

离子通道调控：

Na⁺通道和K⁺通道在动作电位中起关键作用，且存在静息态、激活态和失活态。

四、波形组成

锋电位：包括去极化上升支（Na⁺内流）和复极化下降支（K⁺外流）。

后电位：包括负后电位（K⁺外流滞后）和正后电位（Na⁺泵活动增强）。

通过上述机制，动作电位实现了细胞间信号的高效传递，是神经传导和肌肉收缩的基础。