تعمل السلسلة التنفسية كمضخة للبروتونات

تفترض النظرية الكيميائية التناضحية، المعروفة كذلك باسم واضعها العالم ميتشل Mitchell، أن الطاقة الناتجة عن أكسدة مكونات السلسلة التنفسية تقترن مع انتقال (Translocation) أيونات الهيدروجين (البروتونات، H) من الجانب الداخلي للجانب الخارجي من غشاء الممايتوكوندرياالداخلي، مما يؤدي لتشكل فرق جهد كيميائي كهربائي ناجم عن التوزع اللامتناظر لأيونات الهيدروجين ويستخدم هذا الفرق لتشغيل الآلية المسؤولة عن تشكيل الـATP (الشكل 14-10).

تعمل معقدات السلسلة التنفسية I وIII وIV  كل منها كمضخة بروتونية. حيث يكون الغشاء الداخلي غير نفوذ للأيونات عموماً وبخاصة للبروتونات، التي تتراكم خارج الغشاء الداخلي (بالفراغ بين الغشائين)، محدثة بذلك فرقاً بالجهد الكهربائي الكيميائي عبر الغشاء (+ HΔμ)، ويتألف هذا الفرق من جهد كيميائي (الاختلاف بدرجة الباهاء pH) وجهد كهربائي.

الشكل 14-10 : أسس النظرية الكيميائية التناضحية للفسفتة التأكسدية. تحدث الدورة الرئيسة للبروتون بتقارن الأكسدة في السلسلة التنفسية مع إزفاء البروتون من داخل إلى خارج الغشاء، مندفعا خلال معقدات السلسلة التنفسية؟ و IVIII، التي يعمل كل منها كمضخة بروتونية. Q: يوبيكينون؛ C: الستيوكروم F_o ، F1 ،c :الوحيدات البروتينية التي تستعمل الطاقة من المدروج البروتوني لتعزيز الفسفتة. تسمح العوامل المفككة للاقتران مثل ثنائي نتروالفينول بتسرب ال +H خلال الغشاء، فينهار بذلك المدروج الكهربائي الكيميائي البروتوني. ويحاصر الأوليجومايسين بشكل نوعي توصيل ال +H من خلال F_o. الشحميات الفسفورية.