La perméabilité membranaire pour chaque ion est responsable du potentiel membranaire
Dans notre exemple simple où la cellule ne possède que des canaux laissant passer les seuls ions potassium, le potentiel de membrane sera alors égal au potentiel d'équilibre du potassium.
Si dans cette même cellule on trouve en plus des canaux laissant passer d'autres espèces ioniques, alors le potentiel de membrane dépendra de la perméabilité de la membrane pour chaque espèce ionique. L'équation de Goldman-Hodgkin et Katz (GHK) permet de calculer le potentiel de membrane engendré par l'influence de tous les ions traversant la membrane (dans l'équation ci-dessous, seuls les ions potassium, sodium et chlore sont considérés) :
P indique la perméabilité de la membrane pour l'ion
Au repos, les neurones sont essentiellement perméables aux ions potassium et légèrement perméable aux ions sodium.
Au vu de l'équation de GHK, il est donc facile de comprendre pourquoi le potentiel de repos est proche du potentiel d'équilibre du potassium. Puisque le potentiel de repos n'est égal ni au potentiel d'équilibre du potassium, ni à celui du sodium, le potassium aura alors tendance à sortir de la cellule alors que le sodium tendra à y pénétrer jusqu'à égalité des concentrations de part et d'autre de la membrane, provoquant la mort cellulaire.
Une autre protéine membranaire, la pompe Na/K, va alors permettre de transporter activement 2 ions potassium vers l'intérieur de la cellule et 3 ions sodium vers l'extérieur afin de maintenir les différences de concentrations intra et extra cellulaires.
