1. Creación de un gradiente de proton: La membrana mitocondrial interna es impermeable a la mayoría de las moléculas, incluidos los protones (H+). Esta impermeabilidad es crucial para la cadena de transporte de electrones, una serie de complejos de proteínas incrustados en la membrana interna. A medida que los electrones se mueven a través de la cadena, liberan energía que se usa para bombear protones de la matriz mitocondrial a través de la membrana interna y hacia el espacio entremembrana. Esto crea un gradiente de protones, una diferencia en la concentración de protones entre los dos compartimentos.

2. aprovechando el gradiente de protones para la síntesis de ATP: El gradiente de protones creado por la cadena de transporte de electrones es una forma de energía potencial. Esta energía es utilizada por ATP sintasa, otro complejo de proteínas incrustado en la membrana interna. La ATP sintasa permite a los protones fluir hacia atrás a través de la membrana, por su gradiente de concentración, y esta energía se usa para impulsar la síntesis de ATP de ADP y fosfato inorgánico. Este proceso se conoce como fosforilación oxidativa.

En resumen, las membranas mitocondriales juegan un papel vital en el metabolismo energético por:

* Creando un gradiente de proton: La membrana interna actúa como una barrera para los protones, lo que permite que la cadena de transporte de electrones aumente un gradiente de concentración de protones.

* aprovechando el gradiente de protones para la síntesis de ATP: El gradiente de protones impulsa la síntesis de ATP por ATP sintasa, generando en última instancia la moneda de energía de la célula, ATP.