生物电产生的前提

生物电产生需要细胞膜内外存在离子浓度差。钠离子在细胞外浓度约为140毫摩尔/升，细胞内仅约10毫摩尔/升；钾离子则相反，细胞内约140毫摩尔/升，细胞外仅约5毫摩尔/升。这种浓度差形成静息电位，神经元约-70毫伏，心肌细胞约-90毫伏。细胞膜上的钠钾泵消耗ATP维持这种梯度，每次活动能转运3个钠离子出细胞和2个钾离子进细胞。

生物电产生还依赖细胞膜上的离子通道蛋白。电压门控钠通道在刺激下迅速开放，钠离子内流导致去极化；电压门控钾通道随后开放，钾离子外流引发复极化。动作电位传导速度因细胞类型而异，有髓神经纤维可达120米/秒，无髓纤维仅约2米/秒。这种电信号传导机制确保了神经冲动、肌肉收缩等生理过程的快速准确实现。