局部电位描述了细胞在阈下刺激下的反应，表现为细胞膜两侧产生的微弱电变化，这种变化可以是去极化或超极化，取决于膜通道的开放程度。局部电位的形成不消耗能量，由离子顺着浓度差流动引起。值得注意的是，局部电位的幅度与刺激强度成正比，但与膜两侧的离子浓度无关，这表明局部电位并非“全或无”式的。局部电位具有可叠加性，即多个阈下刺激引起的局部电位叠加可导致膜去极化达到阈电位，从而触发动作电位。此外，局部电位仅能以电紧张方式扩散，其影响范围有限，随扩散距离增加而衰减。
动作电位则是一种在阈上刺激下发生的快速、可逆且可传播的细胞膜两侧电变化。这种变化主要由峰电位组成。动作电位的形成需满足特定条件：细胞膜两侧存在离子浓度差，细胞膜对不同离子的通透性随膜电位变化而变化，且必须受到阈上刺激。动作电位的形成过程始于膜部分去极化，随后Na+少量内流，去极化达到阈电位后，Na+内流增加形成正反馈，使膜电位迅速达到Na+平衡电位，产生动作电位的上升支。膜去极化到一定电位水平后，Na+通道失活，K+通道开放，导致K+外流，形成动作电位的下降支。动作电位的幅度受细胞内外Na+浓度差的影响，Na+通道被阻断或细胞外Na+浓度降低会阻碍动作电位的产生。
简而言之，局部电位和动作电位的主要区别在于：局部电位是阈下刺激引起的微弱电变化，幅度与刺激强度相关，具有可叠加性和电紧张扩布特性；而动作电位是阈上刺激引起的快速可逆且可传播的电变化，幅度决定于细胞内外的离子浓度差，形成过程包括Na+内流和K+外流。局部电位和动作电位在生理过程同作用，确保细胞信号的有效传递。
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