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线粒体功能障碍与神经退行性疾病的关系在我们探索健康与疾病的奥秘时，神经退行性疾病一直是备受关注的领域。
而近年来，越来越多的研究表明，线粒体功能障碍在神经退行性疾病的发生和发展中扮演着至关重要的角色。
线粒体，这个被称为细胞“能量工厂”的细胞器，其主要功能是通过呼吸作用产生三磷酸腺苷（ATP），为细胞的各种生命活动提供能量。
然而，当线粒体的功能出现障碍时，就会对细胞，特别是对神经细胞产生一系列不良影响。
神经退行性疾病是一类以神经元进行性丧失为主要特征的疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈病等。
这些疾病的共同特点是神经元的结构和功能逐渐受损，导致认知、运动和行为等方面的障碍。
那么，线粒体功能障碍是如何与神经退行性疾病产生联系的呢？首先，线粒体能量产生不足是一个关键因素。
在正常情况下，神经细胞对能量的需求极高，因为它们需要不断地进行电信号的传递和神经递质的释放。
如果线粒体无法有效地产生足够的 ATP，神经细胞的功能就会受到严重影响。
例如，在阿尔茨海默病中，患者大脑中的神经元线粒体能量代谢出现异常，导致神经元的功能减退和死亡，进而引发认知障碍和记忆力下降等症状。
其次，线粒体的氧化应激反应增强也是一个重要环节。
氧化应激是指体内氧化与抗氧化系统失衡，导致活性氧（ROS）产生过多。
过多的 ROS 会对线粒体的 DNA、蛋白质和脂质等造成损伤，进一步影响线粒体的功能。
在帕金森病中，研究发现患者黑质多巴胺能神经元中的线粒体氧化应激水平明显升高，这可能导致神经元的变性和死亡。
再者，线粒体的钙离子调节失衡也与神经退行性疾病密切相关。
钙离子在神经细胞的信号传导中起着关键作用，但过量的钙离子会导致线粒体功能紊乱。
当线粒体无法有效地调节钙离子浓度时，可能会引发一系列细胞损伤反应，从而促进神经退行性疾病的发展。
此外，线粒体的生物合成障碍也在其中发挥作用。
正常情况下，细胞会根据自身的能量需求调节线粒体的数量和质量。
然而，在神经退行性疾病中，线粒体生物合成的相关信号通路可能出现异常，导致线粒体的更新和修复能力下降，无法满足细胞的能量需求。
神经科学中的神经退行性疾病知识点神经退行性疾病是指神经系统结构和功能的进行性丧失，通常与神经细胞的退行性改变有关。
这类疾病包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病等，它们对患者的生活质量产生了严重的影响。
本文将重点讨论这些神经退行性疾病的知识点，以加深对其理解。
一、阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease）阿尔茨海默病是一种常见的神经退行性疾病，通常发生在老年人中。
其主要病理特征是神经细胞的死亡和脑组织的萎缩，导致认知能力的丧失和记忆力的下降。
虽然具体的发病机制尚不清楚，但已知与β-淀粉样蛋白沉积、tau蛋白异常聚集以及神经炎症反应等有关。
二、帕金森病（Parkinson's Disease）帕金森病是一种常见的运动障碍性疾病，其主要病理特征是黑质多巴胺能神经元的丧失。
患者会出现肌肉僵硬、震颤、运动缓慢等症状。
帕金森病的发病机制与氧化应激、线粒体功能障碍、神经元蛋白异常聚集等因素有关。
目前尚无根治方法，但可以通过药物治疗和物理疗法缓解症状。
三、亨廷顿病（Huntington's Disease）亨廷顿病是一种遗传性的神经退行性疾病，由亨廷顿蛋白的突变引起。
其主要病理特征是大脑特定区域的神经元丧失，导致精神和运动功能的进行性恶化。
亨廷顿病的临床表现包括不随意的肌肉收缩、认知和情绪变化等。
目前还没有有效的治疗方法，但可以通过药物和康复治疗来缓解症状。
四、多发性硬化症（Multiple Sclerosis）多发性硬化症是一种免疫介导的神经退行性疾病，影响中枢神经系统的功能。
其特征是自身免疫攻击导致神经髓鞘的损害，最终导致神经冲动传导的障碍。
患者常常出现运动和感觉障碍、疲劳、注意力不集中等症状。
通过免疫调节剂和康复治疗可以减轻病情。
五、肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS）肌萎缩侧索硬化症是一种进行性的神经退行性疾病，主要累及运动神经元。
线粒体功能与神经退行性疾病发生关系分析线粒体是细胞中的一个重要细胞器，其功能与神经退行性疾病的发生密切相关。
本文将对线粒体功能与神经退行性疾病的关系进行深入分析，以期增进人们对于神经退行性疾病的认识。
首先，我们需要了解线粒体的功能。
线粒体是细胞内能量代谢的中心，主要负责细胞内的三大基本生化过程：糖解、脂解和氧化磷酸化。
其中，糖解和脂解产生的ATP是细胞体内能量的主要来源，而氧化磷酸化是指通过线粒体内的呼吸链产生ATP的过程。
此外，线粒体还参与氧自由基的清除、细胞信号传导、钙离子调节等多种生物学过程。
可以说，线粒体在细胞内起到了至关重要的作用。
神经退行性疾病是一类临床上常见的疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等。
这些疾病主要由于神经细胞的功能异常或死亡引起，导致大脑和神经系统功能的衰退。
研究表明，线粒体功能的异常与神经退行性疾病的发生密切相关。
首先，线粒体功能的异常可能导致氧化应激和细胞能量代谢的紊乱，从而损害神经细胞的正常功能。
氧化应激是指细胞内氧自由基过量产生，抗氧化剂系统失衡导致的一系列病理过程。
线粒体是氧自由基的主要产生源，线粒体功能异常会导致氧自由基产生的增加，损害神经细胞的DNA、脂质和蛋白质等重要生物分子，从而引起细胞的损伤。
另外，线粒体功能的缺陷还可能导致能量代谢的紊乱，影响神经细胞的正常功能。
神经细胞是高代谢细胞，对于能量的需求量较大，而线粒体是细胞内的能量工厂，能生成大部分细胞内的ATP。
若线粒体功能异常，将导致神经细胞能量供应不足，进而影响其正常的生理功能。
其次，线粒体DNA的突变与神经退行性疾病的发生也有密切关系。
线粒体DNA是细胞内唯一的外源基因组，其突变或缺陷与一些神经退行性疾病的发生有关。
临床研究发现，一些神经退行性疾病患者的线粒体DNA中常常检测到突变，如线粒体DNA的大片段缺失、突变等。
这些突变可能导致线粒体的功能异常，通过氧自由基的产生和细胞能量代谢的干扰，最终损伤神经细胞。
神经退行性疾病中的线粒体功能研究神经退行性疾病可能是人类面临的最大挑战之一。
在各种神经退行性疾病中，线粒体功能确实扮演了一个非常重要的角色。
因此，研究线粒体在神经退行性疾病中的功能及其治疗可能成为解决这种疾病的一个重要的方向。
什么是神经退行性疾病？神经退行性疾病是一种慢性、进行性的脑神经系统疾病，包括多种疾病，如阿尔茨海默病、老年痴呆和帕金森病等。
这些疾病最终导致神经元死亡或失去功能，引起认知、运动和感知功能的退化。
线粒体在神经退行性疾病中的角色所有细胞都拥有线粒体，这是一个细胞器，其主要作用是产生细胞能量。
神经系统尤其依赖线粒体生成的ATP 产生能量。
因此，神经元需要大量的 ATP 以维持其生存和正常功能。
此外，线粒体还具有重要的生物合成和氧化还原反应的功能，这些反应对于神经系统健康和功能起着至关重要的作用。
不幸的是，神经退行性疾病在神经元中引起了线粒体的异常，包括线粒体的形态学和结构异常、ATP 生产减少以及 ROS 生产异常等。
这些异常可能导致神经元的死亡和功能退化，并最终导致神经退行性疾病的发生和发展。
线粒体在阿尔茨海默病中的研究阿尔茨海默病是一种成年后常见的神经退行性疾病，其特征为认知功能障碍和神经系统退化。
许多研究揭示线粒体异常与阿尔茨海默病的发生和发展有很大关系。
例如，形态和结构异常的线粒体在阿尔茨海默病患者的脑组织中广泛存在。
另外，ATP 产生减少也与阿尔茨海默病的病理进展存在密切关系。
最近的一项研究表明，长链非编码 RNA LINC01116 可以控制线粒体内 ATP 的含量，从而影响神经元的代谢和功能。
此外，其他一些研究发现线粒体发生异常时会产生 ROS（自由基），这可能对脑组织产生毒性作用，促进阿尔茨海默病的发生和进展。
线粒体在帕金森病和亨廷顿舞蹈病中的研究帕金森病和亨廷顿舞蹈病也是与线粒体异常密切相关的神经退行性疾病。
帕金森病是一种与运动功能障碍有关的神经退行性疾病，也发现了线粒体缺陷。
线粒体功能障碍与神经退行性疾病随着人类寿命的延长，神经退行性疾病（Neurodegenerative diseases）也成为了一个日益严峻的健康问题。
所谓神经退行性疾病，是指由于神经系统细胞的死亡、突触损伤或者某些非炎症性病理生理过程，导致神经系统结构和功能的进行性丧失的一类疾病，例如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病和脊髓性肌萎缩症等。
虽然这些疾病各自存在一些独特的发病机制和症状，但是一些研究发现，它们之间存在一些共性，正如一个随着年龄增长而逐渐老化的人体一样，某些由内而外的生物学变化似乎在这些疾病中发挥了重要的作用。
其中，线粒体功能障碍（mitochondrial dysfunction）是引起神经退行性疾病的一个主要机制。
线粒体是细胞内的一种重要器官，主要存在于能量代谢高度活跃的组织，如心脏、肌肉和神经系统。
线粒体是产生大部分ATP分子的地方，而ATP是细胞功能和存活所必需的能量来源。
除了能量代谢，线粒体还参与调节细胞所需的一系列重要生理过程，如钙离子稳态、细胞凋亡、细胞代谢和氧化还原（Redox）平衡等。
然而，当线粒体遭受到氧化应激、毒素、神经兴奋毒性、凋亡途径或某些基因突变时，它们可能遭遇损害，以至于无法正常执行以上功能。
这时，线粒体内膜可能变得渗透性增加，导致代谢和细胞分化的缺陷、DNA氧化损伤、能量生成降低、ROS生成增加、细胞自噬被降低以及细胞凋亡被激活，这些因素都可能诱导神经系统的损伤和一系列疾病的发生。
因此，将线粒体功能障碍作为神经退行性疾病的一个基本生物学特征，有助于更好地理解这些疾病，有效地建立疾病的早期诊断、预防和治疗方法。
以阿尔茨海默病（AD）为例，该疾病是老年人中最常见的神经退行性疾病，通常以认知障碍、记忆障碍和空间定向能力下降等症状为特征。
近年来的研究表明，线粒体功能障碍是AD发生和发展不可避免的因素。
例如，线粒体DNA（mtDNA）损伤现象，在AD患者的大脑中存在的频率较高；线粒体外膜蛋白（VDAC）减少，在AD大脑中具有较高的表达水平；线粒体ATP酶复合物V的降低，与AD严重程度呈正比关系等。
线粒体功能障碍与疾病关系探究线粒体是细胞中的一种细胞器，负责产生细胞所需的能量。
这种能量主要通过线粒体内呼吸链系统产生，进而转化为细胞所需的ATP。
线粒体的健康和能量产生对维持人体正常生理功能至关重要。
然而，许多疾病与线粒体功能障碍（MFD）有关。
本文将探讨线粒体功能障碍和疾病之间的联系。
一、线粒体功能障碍与肌肉疾病线粒体在身体中的细胞可以发生一种称为线粒体病的疾病。
这种疾病与细胞内线粒体DNA的变化或线粒体数量的缺乏有关。
线粒体病多表现为肌无力、心肌病、神经病变和视网膜萎缩等症状。
其中，肌肉骨骼系统可能是线粒体病最突出的表现，肌无力会导致肌肉弱化甚至不能使用。
线粒体脂肪肌肉疾病（MELAS）是一种非常常见的线粒体病，其表现为肌肉疼痛、麻木和障碍，同时还表现为多种其他症状，如猝死倾向、视力丧失、耳聋、呼吸困难、心肌病等。
二、线粒体功能障碍与神经疾病除了线粒体病外，MFD与其他神经疾病也有紧密的联系。
多种神经系统疾病的症状可以被归结于线粒体功能障碍。
线粒体功能障碍可能会导致神经元细胞死亡，大脑、中枢神经系统和脊髓的疾病都可能发生。
例如，线粒体病变可以导致帕金森病的一些症状，包括身体僵硬、震颤和运动迟缓。
还与阿尔茨海默病和神经退行性疾病等神经系统疾病有相关性。
三、线粒体功能障碍与代谢疾病线粒体病还与代谢性疾病有关。
代谢疾病通常指的是从基因到酶等各层面的代谢障碍性疾病，关键步骤发生故障时该代谢通路便受影响。
例如，丙酮酸和乳酸堆积，氨基酸代谢中的高血症等都与MFD有关。
代谢疾病还包括能量代谢障碍，最常见的是糖尿病。
与线粒体功能有关的代谢疾病还包括肥胖，由于线粒体对脂肪酸处理的缺陷，导致能量在身体里转化为脂肪而不是葡萄糖。
此外，线粒体功能的障碍也与某些心血管、消化道和免疫系统疾病有关。
四、线粒体功能障碍的研究策略鉴于线粒体功能障碍与多种疾病存在关联，研究人员需要探索与该问题有关的各种方面。
首先，需要确定线粒体障碍在不同疾病中的作用，探讨影响线粒体功能障碍的因素和机制，并提供开发治疗和预防策略的机会。
神经退行性疾病的研究进展神经退行性疾病是一类严重威胁人类健康的疾病，包括阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿舞蹈症、肌萎缩侧索硬化症等。
这些疾病的共同特点是神经元进行性丧失，导致神经系统功能障碍，给患者及其家庭带来了巨大的痛苦和负担。
近年来，随着科学技术的不断进步，神经退行性疾病的研究取得了显著的进展，为疾病的治疗和预防带来了新的希望。
一、神经退行性疾病的发病机制神经退行性疾病的发病机制非常复杂，涉及多种因素的相互作用。
目前认为，氧化应激、线粒体功能障碍、蛋白质聚集、神经炎症、细胞凋亡等是导致神经元损伤和死亡的主要原因。
氧化应激是指体内氧化与抗氧化系统失衡，导致活性氧（ROS）等自由基过度产生。
ROS 可以损伤细胞膜、蛋白质和 DNA，从而引发神经元的损伤和死亡。
线粒体是细胞内产生能量的主要场所，线粒体功能障碍会导致能量供应不足，同时也会产生过多的 ROS，进一步加重神经元的损伤。
蛋白质聚集是神经退行性疾病的一个重要特征。
例如，在阿尔茨海默病中，β淀粉样蛋白（Aβ）和 tau 蛋白的异常聚集形成斑块和神经纤维缠结，破坏神经元的正常功能。
在帕金森病中，α突触核蛋白的聚集形成路易小体，导致多巴胺能神经元的死亡。
神经炎症在神经退行性疾病的发生和发展中也起着重要作用。
小胶质细胞和星形胶质细胞的激活会释放炎症因子，如肿瘤坏死因子α（TNFα）、白细胞介素-1β（IL-1β）等，这些炎症因子可以直接损伤神经元，也可以通过激活其他细胞信号通路间接导致神经元的损伤。
细胞凋亡是一种程序性细胞死亡方式，在神经退行性疾病中，神经元可能会通过细胞凋亡途径主动死亡。
研究发现，多种凋亡相关基因和信号通路的异常与神经退行性疾病的发生密切相关。
二、神经退行性疾病的诊断方法早期诊断对于神经退行性疾病的治疗和干预至关重要。
目前，神经退行性疾病的诊断主要依靠临床症状、神经影像学检查、脑脊液检测和生物标志物检测等方法。
临床症状是诊断神经退行性疾病的重要依据，但由于疾病的早期症状往往不明显，容易被忽视或误诊。
神经退行性疾病与线粒体功能异常的关系研究神经退行性疾病是一类严重危害人类健康的疾病，如阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病等。
这些疾病的共同特点是神经元的死亡和功能损害，导致人的认知、行为和运动等能力下降，最终导致身体失能和死亡。
而线粒体功能异常是导致神经原细胞死亡和损害的原因之一，因此研究神经退行性疾病与线粒体功能异常的关系具有重要的临床意义和科学价值。
一、线粒体功能异常导致神经退行性疾病的机制线粒体是细胞内的能量工厂，在细胞呼吸中发挥着重要的作用。
神经元具有高度的能量代谢需求，因此对线粒体的依赖性较高。
如果线粒体功能异常，将导致细胞内能量代谢不足，导致神经元的死亡和损害。
此外，线粒体负责调节细胞内的离子平衡，如果线粒体功能异常会导致细胞内钙离子平衡失调，引起神经元的细胞凋亡。
因此，神经退行性疾病的发生和发展与线粒体功能的异常密切相关。
二、线粒体DNA与神经退行性疾病的关系线粒体DNA是线粒体内的DNA分子，具有细胞内遗传物质的作用。
线粒体DNA的异常会导致线粒体功能的受损，导致神经元的死亡和损害。
研究发现，许多神经退行性疾病与线粒体DNA的异常有关。
例如，亨廷顿病患者的线粒体DNA发生突变，导致线粒体功能异常。
阿尔茨海默病患者也存在线粒体DNA的异常，导致线粒体功能减退。
因此，线粒体DNA的异常与神经退行性疾病的发生和发展密切相关。
三、线粒体功能调控与神经退行性疾病的关系线粒体功能的调控是细胞内代谢的调节中心。
研究发现，线粒体功能与神经元的生存密切相关。
一些线粒体功能调控蛋白在神经退行性疾病的发生和发展中具有重要作用。
例如，PTEN诱导激酶（PINK1）和Parkin是神经元质膜内膜蛋白，能够清除线粒体内的受损线粒体，促进神经元的生存，缺乏这些蛋白会导致线粒体的功能异常和神经退行性疾病的发生。
此外，线粒体中的Bcl-2家族蛋白也对神经元的生存具有重要的调节作用，这些蛋白对抗线粒体的损伤和应激，防止神经元的死亡，因此可以成为神经退行性疾病的新靶点。
神经生物学的前沿研究神经退行性疾病的解析神经生物学的前沿研究：神经退行性疾病的解析近年来，神经退行性疾病在全球范围内迅速增加，给人类的健康和社会经济带来了巨大的挑战。
这类疾病主要包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等。
为了更好地理解和解决这些疾病，神经生物学的前沿研究成为了科学界的热点话题。
本文将以神经退行性疾病研究为切入点，探讨神经生物学在这一领域的最新进展。
一、阿尔茨海默病的神经生物学解析阿尔茨海默病是老年人最常见的退行性疾病之一，其病理特征主要是脑中淀粉样斑块和神经纤维缠结的形成。
神经生物学研究发现，该病与β-淀粉样蛋白的积聚和突触损伤密切相关。
近期的研究表明，β-淀粉样蛋白是由孤儿受体（receptor orphan）介导的突触位点异常导致的。
具体来说，这些孤儿受体在突触失活过程中发挥重要作用，当受体功能异常时，突触失去恢复的能力，最终导致β-淀粉样蛋白的过度积聚。
这一发现为我们揭示了阿尔茨海默病的发病机制提供了新的线索。
此外，神经退行性疾病的解析还包括了多个方面的研究，如神经元死亡的机制、远距离线粒体输运的影响等。
这些研究为我们深入了解阿尔茨海默病的发病机理提供了更多的理论基础。
二、帕金森病的神经生物学解析帕金森病是一种以运动功能障碍为主要表现的退行性神经疾病。
过去，人们认为该病主要由多巴胺系统的功能障碍引起，但随着神经生物学的深入研究，这一观点正在逐步被重新解释。
在帕金森病的病理过程中，α-突触核蛋白（α-synuclein）的异常聚集起着重要作用。
研究人员发现，α-synuclein的积聚可以干扰突触功能，进而导致多巴胺能神经元死亡。
除此之外，线粒体功能障碍、氧化应激和神经炎症等因素也与帕金森病的发生和发展密切相关。
大量的研究表明，帕金森病是一个极其复杂且多因素共同作用的疾病。
充分理解疾病的发病机制对于开发有效的治疗方法至关重要。
神经生物学的研究为我们提供了解析帕金森病的新途径和新思路。
线粒体功能障碍对身体健康的影响线粒体，是细胞内一个重要的有细胞内呼吸和能量生成功能的器官，同时也是人体内一项最基本的机能和能量供应方式的核心。
随着研究技术的发展，越来越多的研究表明，线粒体功能障碍对身体健康产生了极其严重的影响。
本文将全面分析线粒体功能障碍对身体健康的影响，希望给读者带来一些启示，让身体更加健康。
一、线粒体功能障碍的危害随着人们生活水平和寿命的提高，人体代谢过程中产生了大量的自由基，尤其是线粒体制造的自由基量尤其大。
而自由基则常常被认为是氧化压力的主要来源，因为它们可引起细胞迅速衰老以及多种疾病的产生。
若线粒体功能出现障碍，则会影响能量供应，导致不足，从而引起一系列的疾病。
常见的线粒体功能障碍疾病有以下几种：1. 心肌病线粒体功能障碍常常会导致心肌病等心血管疾病的产生。
但是，最重要的是心肌病可能会导致心肌的缺氧，即并没有足够的血氧供应，从而导致心肌功能减退。
2. 神经退行性疾病线粒体功能障碍可能导致神经退行性疾病的产生，比如说帕金森病、阿尔茨海默病等等，导致这类疾病的主要原因是线粒体所提供的ATP(一种重要的能量供应方式)的减少。
3. 糖尿病等代谢性疾病线粒体功能障碍有时候还可能导致代谢性疾病，比如糖尿病、超重等等。
这种疾病的产生，主要原因是因线粒体的ATP产量下降，影响人体的代谢活动，从而使得人体内的血糖水平增高等。
二、正确的预防和治疗方法尽管线粒体功能障碍是一个看似不可避免的疾病，但是为了尽量减少它对身体健康的影响，还是有一些预防和治疗方法可以参考。
下面列出几点：1. 定期检查线粒体功能障碍虽然是无法避免的，但是通过定期的检查还是能够提早发现和防范各种疾病。
尤其是对于糖尿病等代谢性疾病和神经退行性疾病的，定期检查就尤为重要。
2. 健康的饮食和生活习惯对于心血管疾病和代谢性疾病，饮食和生活习惯可以起到很好的预防作用。
比如拒绝抽烟、限制咖啡因和酒精的摄入、优先选择蔬菜和水果而非高热量的食品等。
神经退行性疾病的早期信号：线粒体功能障碍高 欣，唐希灿＊（中国科学院上海生命科学研究院药物研究所，中国科学院研究生院，上海２０１２０３）摘 要：线粒体是广泛存在于各种真核细胞中，可以进行独立复制的特殊的细胞器，它既能提供细胞内各种生命活动所需要的能源，也参与多种其他极为重要的生理活动。
线粒体呼吸功能的障碍是许多神经退行性疾病发病早期共识的病理现象，探索线粒体在疾病发生过程中的变化，不仅对研究ＡＤ等神经退行性疾病的发病机理，对设计和开发创新药物也具有重要的指导意义。
本文就线粒体的结构功能及其在神经退行性疾病发病过程中出现功能障碍的证据、诱因和可能的治疗方案作一简要综述。
关键词：线粒体；能量代谢中图分类号：Ｑ２４４； Ｑ４９３．８ 文献标识码：ＡThe early sign of neurodegenerative disease: mitochondrial dysfunctionGAO Xin, TANG Xi-Can*(Shanghai Institute of Materia Medica, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences,Graduate School of CAS, Shanghai 201203, China)Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｏｎ ｉｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｓｅｍｉａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｏｒｇａｎｅｌｌｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｉｎ ｎｅａｒｌｙ ａｌｌ ｅｕｃａｒｙｏｔｉｃ ｃｅｌｌｓ． Ｉｔｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｍｏｓｔ ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃ ｄｅｍａｎｄｓ ｆｏｒ ａｌｌ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｓｕｂｓｅｒｖｅｓ ｓｅｖｅｒａｌｏｔｈｅｒ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌｉｔｉｅｓ ｉｎ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ａｒｅ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｔｏ ｐｒｅｃｅｄｅ ｓｏｍｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｓｉｇｎｓ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ ｉｎ ｍａｎｙ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｉｔ ｉｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｓｏｍｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ ｕｎｄｅｒ ｐａｔｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅ ｆｏｒ ｓｔｕｄｙｉｎｇ ｔｈｅｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ ｏｆ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｏｒｄｅｒ ａｎｄ ｄｉｓｃｏｖｅｒｉｎｇ ｎｅｗ ｄｒｕｇｓ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ｗｅ ｒｅｖｉｅｗ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａ， ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｓｏｍｅ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｎｅｕｒｏｄｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉｏｎ； ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ线粒体是广泛存在于各种真核细胞中，具有环状ＤＮＡ，可以进行独立复制的特殊的细胞器。
它不仅是有机体９０％的ＡＴＰ合成场所，还具有多种其他极为重要的生理功能，包括产生超氧阴离子等活性氧、调节细胞氧化还原电势和信号传导、调控细胞调亡和基因表达等［１］。
作为细胞代谢网络和信号传导网络的调控中心，线粒体在生长、发育、代谢、衰老、疾病、死亡以及生物进化等多个方面文章编号 ：１００４－０３７４（２００６）０２－０１３８－０７收稿日期：２００５－１２－２９；修回日期：２００６－０１－２４基金项目：国家自然科学基金（ＮＯ：３０５７２１６９）； 国家“９７３”资助项目（２００４ＣＢ５１８９０７）作者简介：高 欣（１９７７—），女，博士研究生；唐希灿（１９３２—），男，研究员，博士生导师，中国工程院院士，＊通讯作者。
表现出的重要作用，正日益受到人们的关注。
研究表明，人类许多疾病，如肿瘤、２型糖尿病、神经系统退行性疾病等都伴有不同程度的线粒体功能障碍［２］。
线粒体ＤＮＡ（ｍｔＤＮＡ）缺陷、氧化磷酸化异常及能量代谢障碍，通常能引起细胞结构、功能发生一系列渐进性，甚至不可逆性的病理改变，在脑组织中影响尤为明显，因为大脑虽然重量仅占身体总重的２％，但对氧的消耗量却要占到身体总消耗１３９第２期高 欣，等：神经退行性疾病的早期信号：线粒体功能障碍量的２５％［３］。
资料显示，许多神经退变病患者在出现神经元丢失、认知功能减退等明显的临床病理症状以前，大脑顶颞叶皮层和海马的糖代谢已出现异常，氧化磷酸化系统已受到损伤［４］，暗示线粒体功能下降、能量代谢衰减可能是老龄化神经退变病发病的早期信号。
研究线粒体在此过程中的变化和作用，不仅能为神经退行性疾病病理机制的研究提供新视点，对新药开发及相关疾病的治疗也能提供新思路。
１ 线粒体结构、基因组特征及主要功能１．１ 线粒体结构及基因组特征 电镜下的线粒体是由两层单位膜套叠而成的封闭囊状结构，从外向内依次分为外膜、膜间隙、内膜、基质。
不同于经典的“隔舱板”理论，最新提出的三维重构模型认为［５］： （１）外膜与内质网或细胞骨架连接形成网络；（２）内外膜间随机分布横跨两端，宽２０ｎｍ的接触点；（３）内膜通过界面与嵴膜接口部分相连，并不直接向内延伸形成嵴膜；（４）嵴膜非“隔舱板”式而是管状或扁平状，相互间可连接或融合，呈现不同的形式。
执行线粒体功能的生物大分子分布在不同的空间：外膜上有Ｂｃｌ－２家族蛋白、膜孔蛋白以及离子通道蛋白；内膜中有电子传递链（呼吸链）复合物Ｉ￣ＩＶ和复合物Ｖ（ＡＴＰ合成酶）； 膜间隙和嵴膜腔分布着细胞色素Ｃ、凋亡诱导因子（ａｐｏｐｔｏｓｉｓ ｉｎ－ｄｕｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ，ＡＩＦ）和Ｐｒｏｃａｓｐａｓｅ ２、３、９及其他酶蛋白；电压依赖性阴离子通道（ＶＤＡＣ）、ＡＤＰ／ＡＴＰ转换蛋白（ＡＮＴ）和线粒体膜转运孔道（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｐｅｒ－ｍｅａｂｌｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｐｏｒｅ，ＭＰＴＰ）存在于接触点；三羧酸循环（ＴＣＡ ｃｙｃｌｅ）酶系、存储钙离子的致密颗粒及线粒体基因组则包含于基质中。
与核基因组（ｎＤＮＡ）不同，ｍｔＤＮＡ结构简单，仅含１６５６９个碱基，编码２种ｒＲＮＡ、２２种ｔＲＮＡ和１３种参与呼吸链形成的多肽［６］。
通常裸露且不含内含子，既缺乏组蛋白保护和完善的自我修复系统，又靠近内膜呼吸链，极易受环境影响，突变频率比ｎＤＮＡ高１０￣２０倍［７］。
１．２ 线粒体功能 作为糖、脂肪、氨基酸最终氧化释能的场所，线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化、合成ＡＴＰ，为生命活动提供直接能量［８］。
除此以外，它还扮演着多种角色，其中之一是充当“钙库”，参与细胞内钙离子的信号传导［９］。
研究发现，一旦感受到周围形成的钙微区（ｃａｌｃｉｕｍｍｉｃｒｏｄｏｍａｉｎ），线粒体可以利用呼吸代谢时产生的电化学梯度，通过膜上协同转运体将钙摄入基质，然后以磷酸钙的形式储存在一些较大的致密颗粒中。
已经积累的Ｃａ２＋又可以通过钠－钙交换系统（２Ｎａ＋／Ｃａ２＋ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ，ＮＣＥ）和大分子ＭＰＴＰ转运孔道再次释放到胞质，从而调节胞浆中钙离子的动态平衡，影响细胞内许多相关的生理活动［１０］，如信号传导、能量代谢和细胞凋亡。
线粒体参与了细胞凋亡。
研究发现，在典型的凋亡特征，如染色质浓缩、ＤＮＡ碎片（ＤＮＡｌａｄｄｅｒ）、凋亡小体等出现以前，线粒体已经发生跨膜电位（??）丧失、外膜通透性增加、膜间隙蛋白释放等重大变化。
细胞色素Ｃ是诱发凋亡的重要信号分子［１１］，它是相对分子量为１．４５×１０４Ｄａ的水溶性蛋白，一般分散在膜间隙靠近内膜面，不能通过外膜。
凋亡发生时释放到胞质，在ＡＴＰ／ｄＡＴＰ的参与下，与Ａｐａｆ－１（ａｐｏｐｔｏｔｉｃ ｐｒｏｔｅａｓｅ ａｃｔｉｖａｔｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ）结合形成寡聚体（Ａｐｏｐｔｏｓｏｍｅ），Ａｐａｆ－１再通过其氨基端与Ｃａｓｐａｓｅ－９的功能前端相互作用，导致Ｃａｓｐａｓｅ－３活化并进一步激活下游的Ｃａｓｐａｓｅｓ［１２］。
此外，还有一种不依赖于Ｃａｓｐａｓｅ的凋亡诱导因子（ＡＩＦ），是分子量为５．７×１０４Ｄａ的黄素蛋白，与细菌铁氧还原蛋白和ＮＡＤＨ氧化还原酶有高度同源性，释放后可直接到达细胞核，激活核酸内切酶，引发凋亡［１３］。
目前认为，Ｂｃｌ－２家族蛋白的调控与ＭＰＴＰ孔道的开放，是造成外膜非特异性断裂、通透性增高、凋亡因子释放的主要原因［１４］，而氧自由基积聚、氧化应激产生，可能直接参与并诱导了??的下降和ＭＰＴＰ的开启，是构成凋亡信号传导的早期事件［１５￣１６］。
线粒体既是自由基的攻击靶点，也是自由基的产生源头。
胞内９５％以上的活性氧（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｏｘｙｇｅｎｓｐｅｃｉｅｓ，ＲＯＳ）来自线粒体氧化磷酸化，是分子氧（Ｏ２）接收呼吸链“漏电子”后还原形成的副产物，包括超氧阴离子（．Ｏ２－）、羟自由基（ＯＨ．）和过氧化氢（Ｈ２Ｏ２）等。
它们中２０％来自复合体Ｉ，８０％来自复合体ＩＩＩ，大致占呼吸态ＩＶ总耗氧量的２％￣６％，极易诱发氧化应激，造成细胞损伤［１７］。
不过，由于具有完善的抗氧化防御体系，细胞内多余的ＲＯＳ总能及时被清除。
已知的抗氧化系统分为酶性和非酶性两种，包括超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、谷胱甘肽过氧化物酶（ＧＳＨ－Ｐｘ）、过氧化氢酶（Ｃａｔａｌａｓｅ）以及谷胱甘肽（ＧＳＨ）、抗坏血酸、亲水性（疏水性）抗氧化物质等［１８］。
正是依赖这样的防御措施，体内自由基的140生命科学第１８卷产生和清除才始终保持动态平衡，新陈代谢才能正常进行。
任何破坏或扰乱该平衡的因素，都将引起一系列的自由基连锁反应，从而导致疾病的发生。
２ 神经退行性疾病的线粒体缺陷证据神经退行性疾病是神经系统最常见的病症，包括帕金森氏症（Ｐａｒｋｉｎｓｏｎ＇ｓ ｄｉｓｅａｓｅ，ＰＤ）、阿尔采末病（Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ＇ｓ ｄｉｓｅａｓｅ，ＡＤ）、肌萎缩性侧索硬化症（ａｍｙｏｔｒｏｐｈｉｃ ｌａｔｅｒａｌ ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ，ＡＬＳ）和亨廷顿症（Ｈｕｎｔｉｎｇｔｏｎ＇ｓ ｄｉｓｅａｓｅ，ＨＤ）等，是一些与年龄相关的疾病，发病率随老龄人口的增加而逐年增高。
虽然至今尚不清楚导致这些疾病的真正原因，但线粒体功能障碍、能量代谢异常［１９］，已成为共识的早期病理现象，正日益受到人们的关注。
