La función y la supervivencia de las células eucariotas dependen del uso de un gradiente mitocondrial electroquímico de protones, que se compone de un potencial de membrana mitocondrial interna y un gradiente de pH. Dicho gradiente electroquímico es generado por la función de la cadena de transporte de electrones, que transfiere los electrones de los sustratos provenientes de la dieta al oxígeno. Este proceso ocurre de forma acoplada a un bombeo de protones de un lado a otro de la membrana. Hasta ahora, se suponía que el potencial de membrana mitocondrial estaba compuesto exclusivamente de protones. Un estudio publicado en Cell, realizado por el grupo GENOXPHOS(CNIC y CIBERFES) en colaboración con los grupos de Proteómica Cardiovascular (CNIC y CIVERCV) y el Laboratorio de Membranas Mitocondriales (Universidad Complutense), ha descubierto que el potencial de membrana mitocondrial también está compuesto por un gradiente de sodio. Utilizando una colección de modelos genéticos mitocondriales y nucleares, demuestran que el gradiente de sodio es paralelo al de protones y puede llegar a constituir hasta la mitad del potencial de membrana mitocondrial en mamíferos. El gradiente de sodio se forma por la actividad del intercambiador sodio/protón, cuya identidad molecular se ha buscado desde hace casi seis décadas y lo habían identificado como el módulo P del complejo I. La desregulación de esta función, sin afectar la actividad enzimática canónica o el ensamblaje del CI, ocurre en la neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON), lo que desemboca en una profunda afectación del potencial de membrana mitocondrial y la homeostasis del calcio celular explicando así la patogénesis molecular previamente desconocida de esta enfermedad neurodegenerativa.
