La palabra "matriz" proviene del hecho de que este espacio es viscoso, en comparación con el citoplasma relativamente acuoso.
[4] No se sabe cómo las mitocondrias mantienen el equilibrio osmótico a través de la membrana mitocondrial interna, aunque la membrana contiene acuaporinas que se cree que son conductos para el transporte regulado de agua.
En la matriz mitocondrial hay entre una y varias cadenas dobles de ADN, principalmente circulares.
El ciclo del ácido cítrico incluye acil-CoA, piruvato, acetil-CoA, citrato, isocitrato, α-cetoglutarato, succinil-CoA, fumarato, succinato, L- malato y oxaloacetato.
[2] El ciclo de la urea utiliza L-ornitina, carbamoil fosfato y L -citrulina.
La síntesis de proteínas utiliza ADN, ARN y ARNt mitocondriales.
[6] Metabolitos adicionales presentes en la matriz son CO2 , H2O, O2 , ATP, ADP, y Pi.
[2] El ciclo de la urea es facilitado por la carbamoil fosfato sintetasa I y la ornitina transcarbamilasa.
[1] La membrana sólo permite que entren en la matriz moléculas no polares, como el CO2 y el O2, y pequeñas moléculas polares no cargadas, como el H2O.
[10][11] Tras la glucólisis, el ciclo del ácido cítrico se activa con la producción de acetil-CoA.
La beta oxidación de los ácidos grasos sirve como una vía catabólica alternativa que produce acetil-CoA, NADH y FADH2.
[2] El NADH y el FADH2 se producen en la matriz o se transportan a través de porinas y proteínas transportadoras para someterse a la oxidación mediante la fosforilación oxidativa.
Una diferencia de pH entre la matriz y el espacio intermembrana crea un gradiente electroquímico por el que la ATP sintasa puede pasar un protón a la matriz de forma favorable.
Estas reacciones son facilitadas por las transaminasas para producir aspartato y asparagina a partir de oxaloacetato.