La vacuolización mitocondrial es un signo definitivo de lesión celular irreversible. La mitocondria aparece como una vacuola esférica llena de líquido bajo el microscopio electrónico, como se ve en una célula vegetal.
Cuando existe un tipo de lesión celular hipóxica, la primera alteración de la célula es la disminución en la producción de ATP debido al cambio de la respiración aeróbica a la respiración anaeróbica. Esto causa acumulación de ácido láctico y disminución en el ph de la célula. Disminución del pH causa deterioro de las enzimas celulares como fosfolipasas, proteinasas, etc. que se requieren para la sustitución y renovación de los fosfolípidos de la membrana. Esto causa anormalidades de la membrana de la célula y los orgánulos celulares junto con las mitocondrias. También aumentan los radicales libres (debido al deterioro de las enzimas de los mecanismos antioxidantes celulares) y los iones de calcio (debido a la permeabilidad alterada de la membrana celular resultante de la reducción de la bomba Na + K + ATPasa) que causan daño adicional a la membrana y acumulación de calcio. Esto hace que la membrana de la mitocondria se aplaste y pierda su característica apariencia de doble capa en forma de barra.
