A cardiolipina, quimicamente designada por difosfatidilglicerol, é um fosfolípido estrutural e funcionalmente único que se localiza quase exclusivamente na membrana mitocondrial interna, onde desempenha um papel fundamental na bioenergética celular. Descoberta originalmente no tecido cardíaco bovino na década de 1940, esta molécula distingue-se da maioria dos outros lípidos membranares devido à sua invulgar estrutura dimérica, que inclui dois grupos de fosfatidilo unidos por uma ponte de glicerol, resultando em quatro cadeias de ácidos gordos e duas cargas negativas. Esta geometria cónica particular permite-lhe induzir e estabilizar a curvatura acentuada da membrana necessária para a formação das cristas mitocondriais, otimizando fisicamente os complexos proteicos da cadeia respiratória para a produção eficiente de ATP. Para além da sua função central na respiração celular, a cardiolipina atua como um regulador crucial da dinâmica mitocondrial (processos de fusão e fissão) e atua na sinalização da apoptose (morte celular programada), translocando-se para a membrana externa sob stress para se ligar ao citocromo c e facilitar a sua libertação para o citoplasma. Devido à sua elevada concentração de ácidos gordos poli-insaturados, é fortemente suscetível à peroxidação por espécies reativas de oxigénio, estando a sua oxidação ou depleção diretamente implicada no envelhecimento celular e em doenças neurodegenerativas como o Parkinson e o Alzheimer. No âmbito clínico, as anomalias no seu metabolismo estão na génese da síndrome de Barth, uma doença genética rara ligada ao cromossoma X que causa miocardiopatia e fraqueza muscular devido a mutações no gene da tafazina (responsável pela remodelação deste lípido), e a molécula é também o alvo principal dos anticorpos anticardiolipínicos na síndrome antifosfolipídica (SAF), uma patologia autoimune sistémica caracterizada por um risco severamente aumentado de tromboses vasculares e complicações obstétricas.
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