В результате работы дыхательной цепи митохондрий концентрация

${\mathrm{H}}^{+}$

в межмембранном пространстве существенно превышает их концентрацию в матриксе, что создает направленный внутрь митохондрий градиент концентрации протонов. Энергия этого градиента используется ферментом АТФ-синтетазой, которая по градиенту концентрации пропускает в матрикс ионы

${\mathrm{H}}^{+}$

и синтезирует АТФ из АДФ и ФH.