心肌细胞在细胞膜两侧存在着电位差，这种电位差称为跨膜电位，它包括静息状态下的静息电位和兴奋时的动作电位。 （一）心室肌细胞的跨膜电位及其产生原理
1．静息电位当完整无损的心室肌处于静息状态时，其表面各点的电位相等,唯膜内外存在跨膜电位差，用微电极可检测到其静息电位约为-90mV，并表现膜外带正电，膜内带负电的极化状态。心室肌细胞的静息电位及其形成原理，也是由于K+向细胞膜外流动所产生的K+跨膜电位或平衡电位。
2．动作电位是指心室肌细胞受到刺激而发生兴奋时，其静息电位经历去极化与复极化的转变过程。 主要经历以下几个时期：
(1)去极过程(0期)为动作电位的上升支。持续的时间很短，仅1～2ms。但其去极化的速度很快，
0期主要由于Na+的快速内流所致。 (2)复极过程包括四个时期：
①快速复极初期（１期）在复极初期，仅出现部分复极，膜内电位由+30mV左右迅速下降到0mV左右，故称为快速复极初期，占时约10ms。０期除极和１期复极这两个时期的膜电位变化都很快，记录图形上表现为尖峰状，故称为锋电位。研究表明，Ｋ＋是该外向电流的主要离子成分。
②平台期(2期) 当1期复极结束后，膜内电位达到０mV左右, 复极过程变得非常缓慢，膜内电位基本上停滞于0 mV左右，细胞两侧呈等电位状态，记录图形比较平坦，故复极２期又称为坪或平台期，持续约100～150ms，是整个动作电位持续时间长的主要原因，是心室肌细胞以及其它心肌细胞的动作电位区别于骨骼肌和神经纤维的主要特征。通常认为，平台期是由Ca2+(以及Na+)的内向离子流而形成的。
③快速复极末期（３期）平台期后，由于Ca2+通道完全失活，内向离子流终止，外向Ｋ＋流进一步增强，因而膜的复极加速，导致膜电位快速复极化直至完成复极。此期主要是快钾通道（在平台期已被激活）开放，Ｋ＋依其膜内外的浓度差快速外流的结果。此期约占时100～150ms。
④静息期（４期） ３期之后膜电位稳定在-90mV的水平。此时的膜电位虽已恢复到静息水平，但离子分布状态尚未复原。心肌细胞膜上存在有Na+—K+泵，通过泵的作用，将Na+的外运与Ｋ＋的内运相耦联起来, 形成Na+—K+交换，实现Na+、K+的主动转运。关于Ca2+的逆浓度梯度外运，有人认为与Na+顺浓度梯度的内流相耦联，形成Na+－Ca2+交换。
由于离子主动转运过程的电荷量基本相等，对心室肌细胞而言，４期膜电位基本保持稳定的静息水平，故称静息电位，四期又称为静息期。 （二）窦房结细胞跨膜电位的特点
窦房结细胞是一种自律细胞（autorhythmic cell），它在没有外来刺激的情况下，也会自动去极化。因此，其跨膜电位的变化，尤其在动作电位的产生过程中，有别于其它心肌细胞。窦房结细胞的动作电位只表现为０、３、４三个时期。 (三)心肌的快反应细胞和慢反应细胞
１．快反应细胞此类细胞有心房肌细胞、心室肌细胞、优势传导通路、房室束和浦肯野氏纤维。快反应细胞的０期去极化由Na+的快速内流引起。其特点是：动作电位的幅度较大，上升的速度较快，传播的速度也较快。其中心房肌和心室肌细胞的４期稳定，不能发生自动去极化，没有自律性，因此又叫快反应非自律性细胞。
2．慢反应细胞此类细胞包括窦房结、房室交界的房结区和结希区等的细胞。慢反应细胞的０期去极化由Ca２＋内流所引起，其电位幅度较小，０期去极化速度和动作电位传播速度较慢。慢反应细胞的４期不稳定，能发生自动去极化，因此具有自律性。
二、心肌的生理特性 (一)自动节律性
组织细胞在没有外来刺激的条件下，能自动地发生节律性兴奋的特性，称为自动节律性，简称自律性(autorhythmicity)。具有自动节律性的组织或细胞，叫自律组织或自律细胞。
窦房结的自律细胞，依组织学的特点定名为苍白细胞(pale cell)，简称P细胞。4期自动除极是自律性的基础，窦房结P细胞的自律性最高，心脏始终是依照当时情况下自律性最高的部位所发出的兴奋来进行活动的。 概念：
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正常起搏点：窦房结是主导整个心脏兴奋和跳动的正常部位，称之为正常起搏点。 潜在起搏点：其他部位的自律组织并不表现出它们自身的自动节律性，只是起着兴奋传导的作用，称之为潜在起搏点。
3、异位起搏点：在某种异常情况下，窦房结以外的自律组织也可以自动产生兴奋，而心房或心室则依从当时情况下节律性最高部位的兴奋而跳动，这些异常的起搏部位称为异位起搏点。
