В генерации и поддержании мембранного потенциала основную роль играют два транспортных белка ( см рис. ). Первый - это натрий-калиевый насос . Второй белок служит каналом утечки ионов калия, позволяющим ионам калия выходить из клетки по градиенту их концентрации. Вследствие утечки ионов калия содержимое клетки становится отрицательно заряженным по отношению к ее наружной поверхности. Возникающий при этом мембранный потенциал препятствует движению ионов калия наружу через каналы утечки ионов калия, и при значении потенциала - 75 мВ стремление ионов калия выйти из клетки, обусловленное градиентом концентрации, полностью компенсируется стремлением этих ионов войти в клетку из-за наличия электрического градиента. В этой равновесной точке электрохимический градиент ионов калия исчезает и, как следствие, прекращается поток ионов калия через мембрану: сколько ионов калия входит в аксон, столько и выходит.
Поскольку канал утечки калия слегка проницаем и для ионов натрия, некоторое количество этих ионов медленно проникает в клетку по своему электрохимическому градиенту. В результате этого потока содержимое клетки становится менее электроотрицательным по отношению к ее наружной поверхности вследствии чего мембранный потенциал уменьшается и тем самым облегчается выход из клетки ионов калия. Это могло бы в конце концов привести к выравниванию концентраций ионов натрия и калия с обеих сторон мембраны и к исчезновению мембранного потенциала, если бы не ATP-аза натрий-калиевая, которая поддерживает градиенты концентраций этих ионов по обе стороны мембраны, качая ионы натрия наружу, а ионы калия внутрь клетки.
