As mitocôndrias, frequentemente chamadas de "potência da célula", são responsáveis por produzir a maioria da energia da célula na forma de ATP através da respiração celular. Várias vias metabólicas cruciais estão localizadas dentro das mitocôndrias:

1. Ciclo de ácido cítrico (ciclo Krebs): Essa via metabólica central é responsável por oxidar o acetil-CoA derivado de carboidratos, gorduras e proteínas, produzindo portadores de elétrons (NADH e FADH2) e ATP.

2. Fosforilação oxidativa: Esse processo ocorre na membrana mitocondrial interna e envolve a cadeia de transporte de elétrons e a ATP sintase. Os elétrons de NADH e FADH2 são passados ao longo de uma série de complexos de proteínas, gerando um gradiente de prótons que impulsiona a síntese de ATP.

3. Oxidação de ácidos graxos (oxidação beta): Esse processo divide os ácidos graxos em acetil-CoA, que pode entrar no ciclo do ácido cítrico.

4. Metabolismo de aminoácidos: Alguns aminoácidos são divididos dentro das mitocôndrias, contribuindo para o ciclo do ácido cítrico.

5. Ciclo de uréia: A etapa final do ciclo da uréia, que remove o excesso de nitrogênio do corpo, ocorre nas mitocôndrias.

6. Biossíntese de Heme: A síntese do heme, um componente da hemoglobina, ocorre parcialmente dentro das mitocôndrias.

7. Síntese de hormônios esteróides: Alguns hormônios esteróides, como testosterona e estrogênio, são sintetizados nas mitocôndrias de tipos de células específicas.

8. Produção de espécies reativas de oxigênio (ROS): As mitocôndrias são um importante local de geração de ERO, que pode ser benéfico e prejudicial aos processos celulares.

9. Apoptose Sinalização: As mitocôndrias desempenham um papel no desencadeamento da morte celular programada (apoptose) através da liberação de fatores pró-apoptóticos.

10. Homeostase do cálcio: As mitocôndrias desempenham um papel na regulação dos níveis intracelulares de cálcio, que são cruciais para várias funções celulares.

É importante observar que as vias específicas ativas nas mitocôndrias podem variar dependendo do tipo de célula e de suas necessidades metabólicas.