Als een hartcel elektrisch wordt geactiveerd, ontstaat er een actiepotentiaal. De membraanpotentiaal verandert dan snel en de hartcel trekt samen. De actiepotentiaal ontstaat doordat de doorlaatbaarheid van bepaalde ionen verandert wordt (zie paragraaf 4.2).
In figuur 26 is de membraanpotentiaal tijdens activatie weergegeven. De actiepotentiaal bestaat uit vier fasen. Tijdens fase 0 (depolarisatiefase) wordt de doorlaatbaarheid van Na+ ionen vergroot. Hierdoor kunnen de Na+ ionen de cel binnen stromen en stijgt de membraanpotentiaal richting de Nernstpotentiaal van Na+ ionen.
Tijdens fase 1 (repolarisatiefase) wordt het membraan doorlaatbaar voor K+ ionen. De K+ ionen stromen dan naar buiten en de membraanpotentiaal daalt richting de Nernstpotentiaal van K+.
Tijdens fase 2 (plateaufase) wordt het membraan ook doorlaatbaar voor Ca2+ ionen, die naar binnen stromen. Tegelijk stromen K+ ionen naar buiten. De instroom van Ca2+ ionen en de uitstroom van K+ ionen heffen elkaar op en daardoor blijft de membraanpotentiaal ongeveer gelijk. Ca2+ ionen zijn nodig om de hartcellen te laten samentrekken.
In fase 3 (repolarisatiefase) is het membraan niet meer doorlatend voor Ca2+ ionen, maar nog wel voor K+ ionen. Door de uitstroom van positief geladen daalt de membraanpotentiaal.
In fase 4 komt de membraanpotentiaal weer in de rusttoestand.