A mitokondriumok belső membránja a mitokondriális mátrixot és a membránközi teret elválasztó mitokondriális membrán .
A belső membrán számos cristae-nak nevezett redőből áll , amelyek nagymértékben megnövelik a membrán felületét, és részekre bontják a mitokondriumok belsejét. A cristákat egymás között speciális fehérje jellegű jumperek kötik össze, amelyek segítenek megőrizni alakjukat. Ugyanezek a hidak biztosítanak kapcsolatot a külső és a belső membrán között a mitokondriális külső membrán transzporter (TOM) helyein, amely a fehérjék citoplazmából a külső membránon keresztül történő szállításáért felelős.
A belső membrán a mitokondriumokat két részre bontja: a membránközi térre, amely fokozatosan citoszollá válik , és a belső membránon belül található mitokondriális mátrixra.
A cristae-nak köszönhetően a belső membrán területe többszöröse lehet a külső membrán területének. Például a májsejtek mitokondriumaiban a belső membrán területe ötször nagyobb, mint a külső membrán területe. Egyes sejtekben, amelyekben fokozott az ATP -igény , például az izomsejtekben, ez az arány még magasabb is lehet.
A belső membrán redőit speciális fehérjehidak kötik össze. Mindegyik crista széle részben transzmembrán fehérjekomplexekkel van varrva, amelyek fejet a fejhez kapcsolva megkötik az egymáson fekvő membránokat, egyfajta membránzsákot képezve [1] . A cristák között hidat képező MINOS komplex részét képező Mitofilin/Fcj1 fehérjék deléciója a belső membrán potenciál csökkenéséhez és növekedési kudarchoz [2] , valamint a belső membrán rendellenes szerkezetéhez vezet. membrán, amely a tipikus invaginációk helyett koncentrikus halmokat képez [3] .
A belső mitokondriális membrán fehérjetartalma a legmagasabb az összes sejtmembrán közül: tömegének 80%-át fehérjék teszik ki. Összehasonlításképpen: a mitokondriumok külső membránjában tömegének csupán 50%-át teszik ki [4] . Lipidösszetételét tekintve a belső membrán hasonló a bakteriális membránokhoz, ami jól megmagyarázható az endoszimbiotikus hipotézis keretein belül .
A sertésszívből származó mitokondriumokban a belső membrán 37,0% foszfatidil -etanol-amint , 26,5% foszfatidil -kolint , 25,4% kardiolipint és 4,5% foszfatidil - inozitot tartalmaz 16,2%, kardiolipin 16,1%, foszfatidil -szerin 3,8% és foszfatidsav 1,5% [6] .
A belső membrán csak oxigén , szén-dioxid és víz számára áteresztő [7] . Ionok és kismolekulák számára lényegesen kevésbé áteresztő, mint a külső membrán, ennek köszönhetően hatékonyan választja el a mitokondriális mátrixot a citoplazmától, ami elengedhetetlen a mitokondriumok működéséhez. A mitokondriumok belső membránja elektromos szigetelő és kémiai gát is egyben. A komplex iontranszporterek specifikus transzportot biztosítanak bizonyos molekulák számára ezen a gáton keresztül. Számos antiport létezik, amelyek lehetővé teszik a molekulák (többnyire anionok) cseréjét a citoszol és a mitokondriális mátrix között [4] .