Возбуждение — активный физиологический процесс, которым некоторые виды клеток отвечают на внешнее воздействие. Способность клеток к возникновению В. называется возбудимостью. К возбудимым клеткам относятся нервные, мышечные и железистые. Все остальные клетки обладают только раздражимостью, т.е. способностью изменять свои метаболические процессы при действии на них каких-либо факторов (раздражителей). В возбудимых тканях, особенно в нервной. В. может распространяться по нервному волокну и является носителем информации о свойствах раздражителя. В мышечных и железистых клетках В. является фактором, запускающим их специфическую деятельность, — сокращение, секрецию.
С этого момента процессы В. на мембране осуществляются по закону «все или ничего», когда развитие В. уже не зависит от силы вызвавшего его фактора. Процесс В. не ограничивается только изменением проницаемости мембраны для ионов, но взаимосвязан с внутриклеточными метаболическими процессами. В качестве связующего звена выступают так называемые вторичные посредники — циклические нуклеотиды и ионы кальция.
Возникновение В. в клетке сопровождается кратковременной фазой полной потери возбудимости (абсолютная рефрактерность): эта фаза совпадает с длительностью потенциала действия и составляет для нервных клеток и скелетных мышечных волокон 2,5—4 мс, а для толстых нервных волокон 0,4 мс. Затем возбудимость постепенно восстанавливается до исходного уровня (относительная рефрактерность) и вторично незначительно снижается во время следовой гиперполяризации мембраны. Циклические изменения возбудимости клетки накладывают ограничения на максимальную частоту возникновения В., и при высоких частотах воздействующего раздражителя происходит трансформация ритма возникающего В. (свойство лабильности или функциональной подвижности). Подобное свойство возбудимых клеток и тканей учитывается при определении параметров физиотерапевтических и диагностических воздействий на организм человека с помощью электрического тока различной частоты. При длительно действующих и медленно нарастающих по силе раздражителях в возбудимой ткани В. может не возникать; в клетках развивается процесс аккомодации и приспособления к воздействующему фактору.
Циклические нуклеотиды взаимодействуют с внутриклеточным рецептором протеинкиназой, которая катализирует процесс фосфорилирования белка. В эту реакцию может вовлекаться и геном клетки, что приводит к длительным изменениям функционального состояния клетки. Ионы кальция влияют на величину рН, активность ряда внутриклеточных ферментов, а также на уровень цикличных нуклеотидов.