动作电位上升支的产生是因膜受刺激后,电压门控Na+通道开放,由于细胞膜外Na+浓度高于细胞内,Na+迅速大量的内流导致膜两侧电位差减小直至膜外带负电,而膜内带正电。上升支的顶点接近Na+平衡电位。在上升支达到顶点时,膜上的Na+通道迅速关闭,膜对Na+的通透性迅速下降,Na+停止内流。此时,K+通道开放,细胞膜对K+通透性增大,K+外流导致膜内电位迅速下降,直至恢复到静息电位的水平。由动作电位导致的膜两侧Na+、K+离子浓度的变化,通过Na+泵的工作恢复正常。