शरीर की कुछ cells में ionic movement का स्तर अन्य की अपेक्षा काफी अधिक होता है, जो एक स्थान से दूसरे स्थान से किसी current के रूप में प्रवाहित तक हो सकता है. यह cells किसी बाहरी stimulus के मिलने पर इन्हीं electrical activities के रूप में respond भी करती हैं, जिसके कारण इन्हें excitable cell भी कहा जा सकता है. उदाहरण – nerve एवं muscle cells. अपने magnitude of response के कारण, किसी ionic activity को समझने के लिए यही आदर्श model होती हैं.

Resting membrane potential (RMP) – कार्य के पूर्व की तैयारी

किसी घड़ी के चलते रहने के लिए आवश्यक है कि उसमें चाबी भरी हो एवं उसकी स्प्रिंग कसी हो. स्प्रिंग यदि पूरी खुल चुकी हो तब तो घड़ी चलना बंद हो जाएगी. इसी प्रकार प्रत्येक cell में, cell membrane के दोनों और यदि ions एवं electrical charges की मात्रा समान हो जाये, तब तो इस से होने वाला सारा आवागमन ही रुक जायेगा. तब वह cell जीवित कैसे रह पाएगी? इसलिए resting cell (या resting neuron, जिसमें होने वाली electrical activities का वर्णन हम आगे करेंगे) भी एक charged अवस्था में रहती है, जिसमें cell membrane के दोनों और ions एवं electrical charges की मात्रा भिन्न-भिन्न रहती है. यही स्थिति resting membrane potential (RMP) कहलाती है. यह RMP को किस प्रकार उत्पन्न होता है, यह तुम पहले ही समझ चुके हो.।

Na-K pump में विशेष बात यह है कि, Na+ के outward pump को वरीयता दी जाती है, अर्थात यदि 3 Na+ बाहर pump किये जाते हैं तब केवल 2 K+ भीतर लिए जाते है. इस प्रकार cell के बाहर positive charges एकत्रित होते जाते है, जिससे बाहर की अपेक्षा cell के भीतर का भाग negative potential में चला जाता है. यही RMP है. किसी resting neuron का यह RMP -90mv होता है, अर्थात neuron के बाहर की अपेक्षा neuron का भीतरी भाग, 90mv अधिक electro-negative होता है. Cell membrane के दोनों ओर यह electrical gradient उत्पन्न कर सकने के कारण ही Na+K+ pump को electrogenic pump भी कहा जा सकता है.।

परन्तु इस प्रक्रिया से लाभ क्या मिला? Na+ (एवं अन्य positive charges) की मात्रा neuron के बाहर बढ़ गयी (142 meq/l), जो neuron के भीतर (14 meq/l) की अपेक्षा लगभग दस गुनी हो गयी. स्वाभाविक है कि Na+, concentration gradient को दूर करने का प्रयास करते रहेंगे एवं अवसर मिलते ही neuron में भीतर घुस आना चाहेंगे. दूसरी और K+ की मात्रा neuron के भीतर बढ़ गई (140 meq/l) जो neuron के बाहर (4 meq/l) की अपेक्षा 35 गुना अधिक है. पुनः स्वाभाविक रूप से इस concentration gradient को दूर करने के लिए K+ का प्रयास होगा कि वह अवसर मिलते ही neuron के बाहर निकल जाएं. वास्तव में Na+ एवं K+ का यह concentration gradient उत्पन्न करना ही तो इस pump का उद्देश्य था जिससे जब वह ions अपने concentration gradient के अनुसार वापस लौटने का प्रयास करें, तब इस प्रक्रिया को अपनी आवश्यकतानुसार regulate कर cellular activities को चलाया जा सके. जिस प्रकार खिलौने में चाबी भरने के बाद वह चलने को तैयार हो जाता है, वैसे ही Na+ एवं positive charges को cell से बाहर निकलकर neuron भी वास्तव में activate हो जाता है. ध्यान रहे RMP किसी cell को polarize करता है या charged अवस्था में लाता है, equilibrium में नहीं.