Vnitřní membrána mitochondrií je mitochondriální membrána oddělující mitochondriální matrix a mezimembránový prostor .
Vnitřní membrána se skládá z mnoha záhybů zvaných cristae , které značně zvětšují povrch membrány a rozbíjejí vnitřek mitochondrií na oddíly. Mezi sebou jsou kristy propojeny speciálními propojkami proteinové povahy, které pomáhají udržovat jejich tvar. Stejné můstky zajišťují spojení mezi vnější a vnitřní membránou v místech mitochondriálního vnějšího membránového transportéru (TOM), který je zodpovědný za transport proteinů z cytoplazmy přes vnější membránu.
Vnitřní membrána rozděluje mitochondrie na dva oddíly: mezimembránový prostor, který se postupně stává cytosolem , a mitochondriální matrici, umístěnou uvnitř vnitřní membrány.
Díky cristae může být plocha vnitřní membrány mnohonásobně větší než plocha vnější. Například v mitochondriích jaterních buněk je plocha vnitřní membrány pětkrát větší než plocha vnější. U některých buněk se zvýšenou potřebou ATP , jako jsou svalové buňky, může být tento poměr ještě vyšší.
Záhyby vnitřní membrány jsou propojeny speciálními proteinovými můstky. Okraj každé kristy je částečně sešitý transmembránovými proteinovými komplexy, které spojují hlavu s hlavou a vážou membrány ležící na sobě a vytvářejí jakýsi membránový vak [1] . Delece proteinů Mitofilin/Fcj1, které jsou součástí komplexu MINOS, který tvoří můstky mezi kristami, vede ke snížení potenciálu na vnitřní membráně a poruše růstu [2] , jakož i k abnormální struktuře vnitřní membrána, která místo typických invaginací tvoří soustředné stohy [3] .
Vnitřní mitochondriální membrána má nejvyšší obsah bílkovin ze všech buněčných membrán: bílkoviny tvoří 80 % její hmoty. Pro srovnání, ve vnější membráně mitochondrie tvoří pouze 50 % její hmoty [4] . Z hlediska lipidového složení je vnitřní membrána podobná bakteriálním membránám , což je dobře vysvětleno v rámci endosymbiotické hypotézy .
V mitochondriích z prasečího srdce je vnitřní membrána 37,0 % fosfatidylethanolaminu , 26,5 % fosfatidylcholinu , 25,4 % kardiolipinu a 4,5 % fosfatidylinositolu [5] U S. cerevisiae mitochondria . 16,2 %, kardiolipin 16,1 %, fosfatidylserin 3,8 % a kyselina fosfatidová 1,5 % [6] .
Vnitřní membrána je propustná pouze pro kyslík , oxid uhličitý a vodu [7] . Je výrazně méně propustný pro ionty a malé molekuly než vnější membrána, díky čemuž efektivně odděluje mitochondriální matrix od cytoplazmy, což je pro fungování mitochondrií nezbytné. Vnitřní membrána mitochondrií je jak elektrický izolátor, tak chemická bariéra. Komplexní iontové transportéry zajišťují specifický transport pro určité molekuly přes tuto bariéru. Existuje několik antiportů , které umožňují výměnu molekul (většinou aniontů) mezi cytosolem a mitochondriální matrix [4] .