Предположение о том, что в состоя­нии покоя мембрана нервных и мышечных волокон избирательно проницаема для К+ и что именно их диффузия создает потенциал покоя, было высказано Бернштейном еще в 1902 г. и подтверждено Ходжкиным с сотр. в 1962 г. в опытах на изолированных гигантских аксонах кальмара. Из волокна диаметром около 1 мм осторожно выдавливали цитоплазму (аксоплазму) и спавшуюся оболочку заполняли искусственным солевым раствором. Когда концентрация К+ в растворе была близка к внутриклеточной, между внутренней и наружной сторонами мембраны устанав­ливалась разность потенциалов, близкая к значению нормального потенциала покоя (—50—— 80 мВ), и волокно проводило импульсы. При уменьшении внутриклеточной и повышении наружной концентрации К.+ потенциал мембраны уменьшался или даже изменялся его знак (потенциал становился положительным, если в наружном растворе концентрация К+ была выше, чем во внутреннем).

Такие опыты показали, что концентрированный градиент К+ действительно является основным фактором, определяющим величину потенциала покоя нервного волокна. Од­нако покоящаяся мембрана проницаема не только для К+, но (правда, в значительно меньшей степени) и для Na+. Диффузия этих положительно заряженных ионов внутрь клетки уменьшает абсолютную величину внутреннего отрицательного потенциала клет­ки, создаваемого диффузией К+. Поэтому потенциал покоя волокон (—50 – 70 мВ) менее отрицателен, чем рассчитанный по формуле Нернста калиевый равновесный по­тенциал.