Darbības potenciāla repolarizācija ir viens no posmiem, kas notiek, kad tiek pārraidīts nervu impulss. Nervu impulsi ir elektroķīmiski ziņojumi, kas tiek nosūtīti visā neirona vai nervu šūnas garumā no dendritiem uz aksona gala pumpuriem. Tiek ziņots, ka ziņojumi tiek pārraidīti elektroķīmiski, jo ķīmiskās vielas organismā izraisa elektriskā signāla pārvietošanos caur neironu. Posmi, ko neirons iziet, ir atpūtas, darbības potenciāla depolarizācija un darbības potenciāla repolarizācija.
Nervu sistēmā elektriski lādētiem joniem ir galvenā loma nervu impulsa nosūtīšanas izraisīšanā. Konkrēti, īpašie iesaistītie joni ir nātrijs, kālijs, hlorīds un kalcijs. Gan nātrija, gan kālija pozitīvs lādiņš ir +1, savukārt kalcija pozitīvs lādiņš ir +2. Hlorīda joni ir negatīvi lādēti (-1).
Kad neirons atpūšas vai netiek sūtīts nervu impulss, šūnu membrāna kontrolē, kādi joni atrodas šūnā un kuri no tiem tiek turēti ārpus tās. Tā rezultātā neirona iekšpusei ir negatīvs lādiņš, salīdzinot ar to apkārtējo zonu. Jonu kanāli un sūkņi membrānā novērš jonu difūzijas ietekmi, lai uzturētu aptuveni -70 milivoltu (mV) miera potenciālu.
Lai tiktu nosūtīts nervu impulss, neironā jānotiek darbības potenciālam. Neirona depolarizācija ir nepieciešama, lai darbības potenciāls tiktu nosūtīts gar nervu šūnu. Tas nozīmē, ka pāri neirona šūnu membrānai notiek jonu apmaiņa, ko izraisa kāda veida stimulācija. Kad neirons tiek stimulēts, nātrija kanāli membrānā atveras, kas ļauj nātrija joniem ieplūst nervu šūnā. Jo vairāk nātrija jonu nonāk neironā, šūnas iekšpuse kļūst arvien pozitīvāka salīdzinājumā ar tās ārpusi.
Lai nosūtītu darbības potenciālu, ir jāsasniedz vismaz -55 mV slieksnis. Ja slieksnis netiek sasniegts, darbības potenciāls jeb nervu impulss netiek nosūtīts. Kad tiek sasniegts slieksnis, lielākā daļa nātrija jonu kanālu atveras, tāpēc lādiņš šūnā sasniedz +30 mV. Šis smaile ir darbības potenciāls, kas ir elektrisks impulss, kas pārvietojas nervu šūnas garumā. Darbības potenciāls stimulē nākamo neirona sekciju, savukārt iepriekšējā sekcijā sāk iziet darbības potenciāla repolarizāciju.
Darbības potenciāla repolarizācijas laikā neirona relatīvais lādiņš tiek atgriezts tā miera stāvoklī. Kad tiek sasniegts +30 mV, sāk atvērties kālija kanāli un aizveras nātrija kanāli. Kad kālija kanāli atveras, kālijs izplūst no šūnas, lai mēģinātu līdzsvarot lādiņus abās membrānas pusēs. Kālija kanāli paliek atvērti, līdz tiek sasniegts -70 mV miera potenciāls.