Для живых, нормально функционирующих клеток, характерно неравномерное распределение ионов между клеткой и окружающей средой, обеспечиваемое постоянной работой ионных насосов в мембранах клеток. Так, внутри клеток содержание Са2+ примерно в 10 000 раз ниже, чем в окружающей среде; в клетках гораздо больше К+ и меньше Na+, чем в плазме крови или межклеточной жидкости. Благодаря различию в концентрации ионов в клетке и окружающей среде на цитоплазматической мембране имеется разность потенциалов со знаком «минус» внутри клетки (около -70 мВ для нервных и мышечных клеток). Уменьшение мембранного потенциала происходит как при неспецифическом увеличении ионной проницаемости мембран, так и при выравнивании концентраций ионов вследствие выключения работы клеточных насосов; последнее происходит как при прямом повреждении Na+—К+—АТФазы, так и при снижении уровня АТФ вследствие нарушения биоэнергетических процессов в митохондриях Например, установлено снижение мембранного потенциала клеток печени у лабораторных животных при асфиксии. Снижение мембранного потенциала наблюдается также при холодовом, радиационном, аллергическом и других повреждениях клеток, лизосом и прочих субклеточных структур.