线粒体

主要三个阶段：1,EMP(糖酵解）2，TCA（三羧酸循环） 3，氧化磷酸化（呼吸链，产生ATP）。 1，EMP途径 二，糖酵解过程的12步反应 ⑴ 葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖 ⑵ 6-磷酸葡萄糖 → 6-磷酸果糖 ⑶ 6-磷酸果糖 → 1,6-二磷酸果糖 ⑷ 1,6-二磷酸果糖 →磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛 ⑸ 磷酸二羟丙酮 → 3-磷酸甘油醛 ⑹ 3-磷酸甘油醛 → 1,3-二磷酸甘油酸 ⑺ 1,3-二磷酸甘油酸→ 3-磷酸甘油酸 ⑻ 3-磷酸甘油酸 → 2-磷酸甘油酸 ⑼ 2-磷酸甘油酸 → 磷酸烯醇式丙酮酸 ⑽ 磷酸烯醇式丙酮酸→ 烯醇式丙酮酸 ⑾ 烯醇式丙酮酸 → 丙酮酸 ⑿ 丙酮酸 → 乳酸 ⒀ 糖原 → 1-磷酸葡萄糖 ⒁ 1-磷酸葡萄糖 → 6-磷酸葡萄糖 A,葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖的意义： a,葡萄糖磷酸化后容易参与反应 b,磷酸化后的葡萄糖带负电荷，不能透过细胞质膜，因此是细胞的一种保糖机制 B，PK-1的调解与其生物学意义 （1）磷酸果糖激酶-1是糖酵解三个调节酶中催化效率最低的酶,因此是糖酵解作用限速酶。 （2）PK-1靠ATP调解 ATP升高，PK-1与底物结合力就越差。 而柠檬酸通过控制ATP对PK-1的抑制力，来实现对PK-1的调解 （3）因为，PK-1是EMP中最慢的酶所以对PK-1的调节作用对EMP整个过程都有影响 C，进行糖酵解的组织/器官 （1）视网膜、神经、白细胞、骨髓、肿瘤细胞等 （2）成熟红细胞：无线粒体，无法通过氧化磷酸化获得能量，只能通过糖酵解获得能量。 2，TCA 丙酮酸从细胞质进入线粒体中须经过琥珀酸脱氢酶系的 一系列反应（不爱打了，你可以翻阅大学书） 总之，TCA是三大物质代谢的纽带，反映步骤大概二十多步，如果你高中学生物竞赛会背的。（我是高中学生物竞赛的）哈，前面的是从我总结的笔记上截的，TCA因为太变态没有做笔记，都在书上了，哈 3，呼吸链 定义: 分布于线粒体内膜，由递氢体和递电子体按一定顺序排列构成的氧化还原体系，与细胞利用氧的呼吸过程有关，通常称为呼吸链，又称电子传递链。 2.呼吸链的组成 NAD+或NADP+将底物上的氢激活并脱下。 NADH-Q还原酶是一个大的蛋白质复合体，FMN和铁-硫聚簇（Fe-S）是该酶的辅基，辅酶Q是该酶的辅酶，由辅基或辅酶负责传递电子和氢。 FMN通过氧化还原变化可接收NADH+H+的氢以及电子。NADH-Q 还原酶先与 NADH 结合并将NADH 上的两个氢转移到 FMN 辅基上，电子经铁硫蛋白的铁硫中心传递给辅酶Q。 铁硫聚簇通过Fe3+ Fe2+ 变化，将氢从FMNH2上脱下传给CoQ，同时起传递电子的作用，每次传递一个电子.（分步的） 辅酶Q（泛醌、亦简称Q。是许多酶的辅酶) 是脂溶性醌类化合物，而且分子较小，可在线粒体内膜的磷脂双分子层的疏水区自由扩散。功能基团是苯醌，对电子的传递亦是分步的。 细胞色素还原酶（细胞色素bc1复合体、复合体Ⅲ）含有两种细胞色素（细胞色素b、细胞色素c1）和一铁硫蛋白（2Fe-2S）。细胞色素bc1复合体的作用是将电子从QH2转移到细胞色素c： 细胞色素c在复合体III和Ⅳ之间传递电子。（细胞色素c 交互地与细胞色素还原酶的C1和细胞色素氧化酶接触）是唯一能溶于水的细胞色素 琥珀酸-Q还原酶（复合体Ⅱ）琥珀酸脱氢酶也是此复合体的一部分，其辅基包括FAD和Fe-S聚簇。琥珀酸脱氢酶催化琥珀酸氧化为延胡索酸，同时其辅基FAD还原为FADH2，然后FADH2又将电子传递给Fe-S聚簇。最后电子由Fe-S聚簇传递给琥珀酸-Q还原酶的辅酶CoQ。 这样一来，细胞膜内外就通过上述的一系列传氢体，而产生了氢离子的浓度差，氢离子通过细胞膜上的ATP-H酶将这种浓度差产生的势能转化成ATP中的能量储存起来 （光合作用产生ATP的机理与其相似。）其实大部分ATP都在此时产生

寡霉素（oligomycin）可与F0的OSCP结合，阻塞氢离子通道，抑制氢离子回流，从而抑制ATP合成，导致电子传递阻断和氧的利用停止。

线粒体相关ER膜（MAM）]是日益认识到在细胞生理学和其关键作用的另一个结构元件的动态平衡。一度被认为是在细胞分离技术的技术障碍，这往往出现在线粒体分数涉嫌ER囊泡的污染物已经被重新确定为从MAM-线粒体和ER之间的接口派生的膜结构。这之间的物理耦合2细胞器此前在电子显微照片中观察到，并且被探测用荧光显微镜。这样的研究估计，在MAM，其可包括最高达20%的线粒体外膜的，内质网和线粒体被分开仅10-25纳米和由蛋白质束缚络合物保持在一起。从亚细胞分离纯化MAM已经表明在参与磷脂交换酶被富集，除了与钙有关的信道信令。这些为MAM在细胞脂质存储的调节突出作用的提示和信号转导已被证实，对线粒体相关细胞现象显著影响，如下面所讨论。不仅具有将MAM提供洞察机械基础，例如生理过程如内在凋亡和钙信号的传播底层，但它也有利于线粒体的一个更精确的图。虽然常常被看作是静态的，孤立的“大力士”，通过一种古老的共生事件被劫持的细胞代谢，对MAM的演变强调到线粒体已被纳入整体的细胞生理学，与亲密的物理和功能耦合内膜系统的程度。

由于肌肉和脑组织高度依赖氧化磷酸化等代谢,无论nDNA或mtDNA单独缺陷或二者均同时受累,临床出现症状往往是全身性的,只是由于各酶体系缺失受累程度不同而临床表现各有侧重，人为地将线粒体疾病划分为两大类,即线粒体肌病和线粒体脑肌病。其中线粒体脑肌病包括：MELAS综合征；MERRF综合征；KSS综合征；Pearson综合征；Alpers病；Leigh综合征；Menke病；LHON；NARP；Wolfram综合征。现仅就主要综合征的临床特点概述如下：1.MELAS综合征即线粒体脑肌病伴乳酸血症和卒中样发作等一组临床症状,多为母系遗传。10岁前发育正常。10～40岁发病,首发症状为运动不耐受、卒中样发作、偏轻瘫、失语、皮层盲或聋。并有肢体无力、抽搐或阵发性头痛、智能低下、痴呆及乳酸血症,肌活检见RRF、异常线粒体和晶格样包涵体。CT可见30%～70%苍白球钙化,MRI皮层有层状异常信号的特征所见。基因检测可见3243或3271核苷酸点突变。MELAS患者卒中样发作急性期主要累及颞顶或颞枕叶,病灶可累及皮质和深部的白质。与缺血性脑梗死不同,MELAS梗死灶与脑动脉灌注供血区分布不一致,主要集中在代谢旺盛的微血管区域,周围水肿不明显,伴有星型胶质细胞增生。MELAS患者累及神经系统的其他常见症状包括神经性耳聋、偏头痛、认知功能受损、周围神经病、抑郁及一些精神症状等。隐性起病的神经性耳聋常是MELAS的早期表现,常有家系遗传,在未发病的患者亲属中也可发生。随访研究发现超过半数的MELAS患者有不同程度的听力下降和母系遗传的糖尿病和/或耳聋（MIDD）。其次,发病前出现不规则的偏头痛也是MELAS患者早期的常见症状,头痛常发生在疾病的间歇期，推测可能是线粒体能量代谢受损,一方面增加了神经元的兴奋性,另一方面降低了诱发头痛的阈值所致。再次，MELAS患者发病时可有不同程度的认知障碍,包括语言、记忆、定向力障碍等。最常见是前额叶的执行功能受损,MRI上表现为脑干后部、扣带回的缺血样改变,可能与脑皮质神经元变性有关。另外，少部分患者可出现周围神经病，表现轻微感觉异常、袜套样麻木感等，以隐匿性、渐进性起病为主，常累及远端肢体。2.MERRF综合征即肌阵挛癫痫发作、小脑共济失调、乳酸血症和RRF，少数有智能低下、痴呆，亦有神经聋、矮小、弓形足等畸形。脑电图显示为棘慢波综合，肌活检见RRF、异常线粒体和包涵体。CT和MRI可见小脑萎缩和大脑白质病变。基因检测可见8344或8356核苷酸点突变。3.KSS综合征视网膜色素变性、心脏传导阻滞和眼外肌麻痹。多在20岁前发病，其他症状可有头痛发作、肢体无力、矮小、智能低下，少数有内分泌功能低下、甲状旁腺功能低、苍白球钙化、MRI皮层和白质异常信号。肌活检少数患者可见RRF和异常线粒体，CT和MRI有的可见基底节钙化和白质病变。基因检测特点为mtDNA缺失或大量重排。4.CPEO综合征各年龄均可发病，以儿童或成年早期发病为多。除眼外肌麻痹逐渐加重，少数可伴有肢体无力、消瘦或萎缩。肌活检RRF、异常线粒体和包涵体。基因检测变异大，可见mtDNA缺失或大量重排。5.Leigh病即主要为复合体Ⅳ细胞色素氧化酶缺乏所致的亚急性坏死性脑脊髓病，多有母系遗传史，2个月至3岁发病，少数亦有少年发病。较常见的临床表现为喂养困难、共济失调、肌张力低及锥体束征。若脑干受累，可致眼肌麻痹、视力、听力减低。少数可有精神运动性癫痫发作，病理显示双侧对称性基底节和脑干灰质核团损害。影像学MRI有特征所见。肌活检RRF和线粒体包涵体均少见。可见细胞色素C氧化酶缺乏。6.Alpers病家族性原发性进行性大脑灰质萎缩症。多在出生后几个月发病，少数亦有8岁以后发病，多有家族史。首发症状为癫痫发作，视力、听力减退及皮层盲和皮层聋，可见轻偏瘫、失语、智力低下——痴呆。病理特点：皮层灰质神经细胞变性脱失，小血管和星形细胞增生，呈层性坏变，MRI可见特征性层状异常信号。肌活检少数可见RRF和异常线粒体。7.Menke病多在出生后几个月发病，3岁死亡，亦有报道儿童晚期发病，临床表现：卷发、癫痫发作、共济失调、锥体外系或锥体束征、智能低下、发育迟缓。病理特点：脑萎缩神经细胞脱失伴白质病变，小脑Purkinje细胞特征性改变为树突粗大、变长、分叉多。血铜含量减低，肠粘膜铜量升高。肌活检偶可见RRF和异常线粒体。8.Leber遗传性视神经病（LHON）突发性双侧视力减低和丧失。其发病高峰年龄为20～24岁，最小5岁发病。多数双侧视力丧失。少数先一眼发病，数周或数月后另眼亦发病。多为球后视神经损害而致失明、黄斑区水肿和视网膜小血管病。男性多见，至少有85%以上为青年男性，具有X-连锁遗传特点。本病多以视神经损伤为主，较少伴有其他神经系统症状和体征，只少数报道伴有共济失调、腱反射亢进、病理征和遗传性周围神经病（CMT）。CT、MRI影像学检查和肌活检多无特征性所见。9.视网膜色素变性共济失调性周围神经病（NARP）Holt于1990年报道3代4个家族病例，其临床特点为视网膜色素变性、共济失调、发育迟滞痴呆、抽搐、近端四肢无力伴感觉性周围神经病等不同症状的组合。多在3岁前后发病，有报道其为母系遗传与Leigh病并发，具有CT、MRI特征性改变，肌活检未证实RRF。10.其他（1）Wolfram综合征为糖尿病伴有神经性聋，基因检测mtDNA点突变与MELAS相同，为nt3243；（2）线粒体周围神经病并胃肠型脑病（MNGIE）基因检测mtDNA缺失。临床特点为儿童期发病，眼外肌麻痹，感觉运动性神经病，常有假性肠梗阻胃肠道症状。

识别表面信号厚度约为1微米左右，因此用SEM观察必须要线粒体暴露出来 2，因此细胞要做切片处理1、扫描电镜只能观察放入的样品表面、透射电镜只能观察亚微米级别（＜1微米）厚度样品，切出线粒体

试剂1．Ringer 溶液氯化钠 0.85g氯化钾 0.25g氯化钙 0.03g蒸馏水 100ml2. l%、1/5000詹纳斯绿B溶液称取50rug詹纳斯绿B溶于5mi Ringer溶液中．稍加微热(30—40℃)，使之溶解，用滤纸过滤后，即为1%原液1mI，加入49ml Ringer溶解，即生1/5000工作液装入瓶中备用。最好现用现配，以保持它的充分氧化能力。实验操作 1. 人口腔粘膜上皮细胞线粒体的超活染色观察(1) 取清洁载玻片放在37℃恒温水浴锅的金属板上，滴2 滴詹纳斯绿B 应用染液。(2) 实验者用牙签宽头在自己口腔粘膜处稍用力刮取上皮细胞，将刮下的粘液状物放入载玻片的染液滴中，染色10～15min(注意不可使染液干燥，必要时可再加滴染液)，盖上盖玻片，用吸水纸吸去四周溢出的染液，置显微镜下观察。(3) 在低倍镜下，选择平展的口腔上皮细胞，换高倍镜或油镜进行观察。可见扁平状上皮细胞的核周围胞质中，分布着一些被染或蓝绿色的颗粒状或短棒状的结构，即是线粒体。 顺便推荐一下“生物秀”这个网站

Ringer溶液是缓冲溶液，模拟体液环境的，当然无法用蒸馏水代替

对不起,无此网络资源

nmn主要就是抗衰老物质，是人体本身的东西，所以多补充是可以延缓衰老的

【答案】：线粒体是各类真核细胞中存在的一种双层膜围成的能量转换细胞器，能高效地将有机物中储存的能量转换为细胞生命活动的直接能源ATP。细胞活动所需能量的大部分(80%～90%)是靠线粒体中合成的ATP提供的，故线粒体有细胞的“动力站”、“动力工厂”之称。最早发现这种细胞器的是Kollicker，他于1857年在昆虫横纹肌中看到这种颗粒状结构，1890年，另一学者Petzins将其命名为“肌粒”(sarcosome)。1894年Altman认为细胞中一切生命现象都受这种小体的支配，命名为“生命小体”或“细胞质活粒”(bioblast)。1897年，Benda根据自己的研究认识水平，将“生命体”这一颇具玄学意味的名词改为线粒体一直沿用至今。mitochondria来自希腊字，mito线条，chondria颗粒。

健那绿，即Janus green B 染液，原来也曾译为詹纳斯绿 B，常用作线粒体专一性活体染色剂。 分子式C30H31ClN6 分子量511.07 【原理】线粒体中细胞色素氧化酶使染料保持氧化状态(即有色状态)呈蓝绿色,而在周围的细胞质中染料被还原,成为无色状态.（仅供参考）

线粒体（mitochondrion)我给你解析一下字根吧：mito-是前缀，来自希腊语，是thread的意思，翻译成线，丝-chondri或者是-chondro，来自希腊语，原义为谷物，这里翻译成粒状物最后的-on的原义是单位，希腊语，这里翻译成体，单位由于线粒体形态上有线状，粒状，所以为了成为方便就把mito-跟-chondri放一起了，就是现在的线粒体。

ATP什么地方都有，而线粒体只有在细胞内才有。线粒体释放出来的能量一部分用于维持体温，一部分用于提供能量，一部分用来合成ATP。

有做线粒体融合分裂相关蛋白的线粒体的融合是与分裂协同进行的,过程高度保守,需要在多种蛋白质的精确调控下完成.两者一般保持动态平衡,这种平衡对维持线粒体正常的形态、分布和功能十分重要.线粒体融合与分裂间的失衡可产生巨型线粒体,这种过大的线粒体常见于病变的肝细胞、恶性营养不良患者的胰脏细胞和白血病患者骨髓的巨噬细胞中.分裂异常会导致线粒体破碎,而融合异常则会导致线粒体形态延长,两者都会影响线粒体的功能.分裂与融合活动异常的线粒体膜电位通常会降低,并最终经线粒体自噬作用清除.线粒体的分裂在真核细胞内经常发生.为了保证在细胞发生分裂后每个子细胞都能继承母细胞的线粒体,母细胞中的线粒体在一个细胞周期需要至少复制一次.即使是在不再分裂的细胞内,线粒体为了填补已老化的线粒体造成的空缺也需要进行分裂.的线粒体以与细菌的无丝分裂类似的方式进行增殖,可细分为三种模式：间壁分离(见于部分动物和植物线粒体)：线粒体内部首先由内膜形成隔,随后外膜的一部分内陷,插入到隔的双层膜之间,将线粒体一分为二.收缩分离(见于蕨类植物和酵母菌线粒体)：线粒体中部先缢缩同时向两端不断拉长然后一分为二.出芽分离(见于藓类植物和酵母菌线粒体)：线粒体上先出现小芽,小芽脱落后成长、发育为成熟线粒体.线粒体的融合也是细胞中的基本事件,对线粒体正常功能的发挥具有非常重要的作用.人类细胞需要通过线粒体融合的互补作用来抵抗衰老;酵母细胞线粒体融合发生障碍会引起呼吸链缺陷.线粒体间的融合需在一种分子量约为800kDa的蛋白质复合物——“融合装置”(fisionmachinery)的介导下进行,该过程可大致分为四个步骤：锚定、外膜融合、内膜融合以及基质内含物融合.

在自然界生命自然进化的神奇过程中，从单细胞到多细胞生物，从海洋脊椎类动物到陆地爬行类动物，演化到直立行走的人类，最后形成了人这一极为复杂的生命系统。 在人的进化过程中，许多共生环境中的微生物被吸纳进人类的生命系统中，变成人体的寄生物。线粒体或者叫端粒体，就是人体大多数器官细胞中的一种寄生细胞。线粒体 或 粒体线 (mitochondrion)或者端粒体，是真核细胞内包含的一种半自主的细胞器，有双层膜组成的囊状结构；其内膜向腔内突起形成许多嵴（cristae），主要功能在于通过呼吸作用将食物分解产物中贮存的能量逐步释放出来，供应身体细胞各项活动的需要，故有“细胞动力站”（power house ro power plant）之称。 线粒体是1897年由德国学者C.本达首先命名的。Mitochondrion来源于希腊字mito（线）chondrion (颗粒)。上图是一个胰腺细胞内的线粒体细胞，有外膜和带有深层基底皱褶的线粒体嵴，扩展成线粒体基质，线粒体细胞制造能量的化学反应就发生在线粒体嵴上。 线粒体（mitochondria）是人体细胞内最复杂的一种生物机器，同时也是最为令人惊奇的。我们原先知道线粒体与人体寿命有关，一般来说线粒体长，则寿命长，有正相关性。 现在哈佛医学院霍华德休斯研究所更多的研究发现，当线粒体功能发挥正常的时候，会给人体提供足够的能量供人体细胞消耗；当线粒体功能失常的时候，会带来连锁的神经退行性失常、糖尿病、癌症、更改免疫反应，甚至加速老化。（implicated in neurodegenerative disorders, diabetes, cancer, altered immune response, and even aging） 线粒体通过氧化碳水化合物、蛋白质和脂肪酸，制造代谢能量。在五步呼吸链的化学反应过程中，线粒体细胞器（mitochondria organelle）捕捉氧气，同葡萄糖和脂肪酸（glucose and fatty acids）一起创造复杂的有机化学物质三磷酸腺苷（ATP， adenosine triphosphate），作为燃料供应身体生命的运转。 现在认知的五步呼吸链化学反应释放能量。由电子传递体和氢的传递体组成，其中大多是带有辅基的蛋白质。这些辅基由于加入或移去电子或氢原子（电子＋质子）而进行氧化还原作用。 三羧酸循环或脂肪酸氧化提供的NADH或FAD进入呼吸链，通过电子和H+的传递最后与氧结合。当电子通过呼吸链进行传递时，能量逐步释放出来。被释放的大部分能量及时转换合成ATP，这个过程成为氧化磷酸化。 呼吸链主要组份为:①与吡啶-核苷酸连接的脱氢酶，②黄素蛋白③铁硫蛋白，④辅酶Q，⑤细胞色素（包括细胞色素a、b、c三类）。 目前认知的呼吸链组份的排列次序，有不同意见和疑问，不一定是完全正确的。 身体内的细胞在没有线粒体细胞器的帮助下通过厌氧过程的糖酵解，（anaerobic process called glycolysis）也可以制造快速方便的以糖原为基础的能量，但是效率太低。线粒体细胞器通过氧化催化反应同样的糖原，可以制造15倍的能量供人体细胞使用。 这种能量转化的优势，被认为是形成于10亿或者15亿年前。当一个单体自由生活的细菌进入一个带有细胞核的单体细胞器官，形成共生共荣的共生体的时候，就存在了。那个进入单体细胞器官核内的的细菌，就是现在的线粒体，变成了细胞核内细胞器。 这种共存关系，不仅存在于所有的动物细胞内，也包括所有的植物细胞和真菌细胞。（plants and fungi） 这种共生关系，也带来了不利因素。就像开窗带来新鲜空气，同时苍蝇蚊子和臭味也可能进来。人类的有些疾病，比如莱姆关节炎，斑疹伤寒症和衣原体感染等与此有关，称为线粒体疾病。比如四环素类抗生素（tetracyclines, antibiotics）对健康人群无害，但是对于线粒体疾病人群需要谨慎避开。 ①第一例文字记载的线粒体疾病案例 1958年5月，一位30岁的瑞典妇女来到位于斯德哥尔摩附近的卡罗林斯卡罗尔夫鲁夫特诊所，（Rolf Luft），告诉医生她总是感到身体持续发热。据记载，患者告诉医生，她在7岁时开始出现这种症状，看过很多医生，但是都不明原因。 鲁夫特测量了患者体内和皮肤体温，注意到虽然虽然她不断吃东西，但是患者仍然瘦弱和不增体重。因为大量出汗带来水分流质丧失，她需要不断喝大量的水。尽管患者经常处于昏昏沉沉的状态（lethargic, basal metabolic rate）但是患者的身体基础代谢率仍然是正常人的两倍，心脏每分钟心率超过100次。 鲁夫特对患者骨骼肌活组织切片检查（biopsied skeletal muscle），发现患者细胞的线粒体嵴上存在不正常的过大和过多的线粒体细胞器聚集。 为什么患者总是感觉热？可能是因为超过正常密度和个头的线粒体细胞器，制造出更多的细胞能量，释放到身体里。 鲁夫特最后也是无计可施，不知如何下手去改善患者的线粒体疾病症状，来降低线粒体制热效率，最后只能提供冰块降温，患者随后等于是自己烧死了。 在自然界里，有一种植物臭菘（skunk cabbage）携带有一种特殊的线粒体，可以自我发热提高植物体温度30摄氏度，植物的热量可以融化周围积雪，释放出植物体内混合物来吸引传粉者来授粉。（pollinators）②线粒体研究人员认识到，线粒体发热能力最好是中度的，既能满足身体生命细胞对能量的需要，又不至于燃烧过多让身体耗空。 也许在进化过程中存在线粒体基因和环境的互相作用，因此特定的线粒体基因突变被选择来适应特殊的环境，比如冬季的臭崧。 在2005年的一项实验室动物线粒体研究中，研究人员给一组实验动物线粒体赋予长距离奔跑能力，另一组赋予线粒体基因糖尿病、肥胖、和其它代谢疾病，在经历11代际的遗传之后，开始固定下来。11代，相当于人类的275年，只不过是进化过程中一眨眼瞬间。 在美国，因为线粒体基因突变导致的线粒体疾病，影响大约有5万病人。这种罕见疾病（orphan diseases, pathologies too rare to attract market-driven pharmaceutical cures），对病人来说是致命的，也让医生困惑不解。因为即使基因检测同样两个线粒体缺陷病人，一个可能是视力和听力障碍，神经退化，心脏肌肉疾病和难以吞咽；另一个可能仅仅是视力障碍，其它器官系统方面尚好。 因为我们身体所有的组织都有线粒体细胞，为身体细胞制造能量，一旦你的线粒体蛋白质组有缺陷（mitochondrial proteome），一些身体器官就会受到影响。 这些线粒体疾病原先称作母体遗传疾病（maternally inherited syndromes），因为线粒体DNA是排他性从母体继承得来，这推论就回溯到人类的共同母体祖先线粒体伊娃。（mitochondrial Eve） 随着基因科学发展，人们对于细胞器的基因理解越多，研究人员认为许多线粒体疾病也可以父系遗传，因为绝大多数线粒体蛋白质实际上是在细胞核被DNA 编码组成，而不是线粒体DNA。 通过研究发现，线粒体失调与多种共同疾病相关：包括糖尿病，心脏病，帕金森症和阿紫海默尔症，听力损失，和精神失常，包括抑郁。 随着线粒体研究的发展，研究人员发现线粒体除了制造能量之外还有大量的功能。 线粒体基因，作为编码构成蛋白质，是细胞内线粒体主要的功能单位。1981年线粒体基因组排序揭示有13种蛋白质（mtDNA codes for just 13 proteins），无法解释如此之多的线粒体疾病。研究人员知道线粒体可以制造超过1000多种蛋白质，这种差距如何解释？ 答案被认为藏在进化历史过程中。在10亿年前，线粒体细胞进入细胞器官寄生以来，也许一些基因从线粒体中转化到了寄主的细胞里，也就是大多数DNA存在的细胞核里。这种线粒体基因组的转移，由原来的DNA版块中的16000碱基对（base pairs），玻璃只剩下精华部分。 相比较于线粒体的远祖形式和现在生存下来的近属，例如引起斑疹伤寒症的立克次氏体细菌（Rickettsia bacterium that causes typhus）拥有100万碱基对，线粒体的基因组是非常小。 结合每个细胞核中的DNA，这些古老遗传的基因制造出三分之二的线粒体蛋白质。另外三分之一，是进化过程中的原始细菌和细胞的发明创造，现在能让人体细胞里的线粒体做远祖细菌做不到的事情。 现在哈佛总医院和麻省理工学院Vamsi Mootha和他的团队，已经在2008年发布了1158个哺乳类编码蛋白质的动物线粒体基因图谱，在2015年进行更新。蛋白质总量（proteome inventory），所有细胞器、细胞、组织和器官当中的线粒体蛋白质，称为MitoCarta。线粒体和它的寄主细胞，通过钙的传递交换信息。（calcium signaling）通过追踪钙信号，可以发现一些线粒体基因疾病。 ①传统线粒体研究聚焦在制造能量上，但是无法解释线粒体疾病的发病原理。虽然可以用缺乏能量，和供能不足来解释，但有些牵强。 一些发现线粒体疾病的器官，并不一定是有最高能量需求的器官。一些研究转向线粒体在管理规范细胞死亡凋零方面不可替代的作用，包括对免疫系统的作用，和细胞信号传递的作用。 10亿年前，当第一个线粒体细胞进入细胞寄主的时候，地球大气中的含氧量相当低，后来逐渐升高。一般人认为氧气是生命必须，另一方面氧气还带有腐蚀性。在生物界，氧气和它的副产品可以引起细胞氧化损害，可以导致细胞核器官老龄化。 线粒体，是氧气的消耗者。研究者推测，生物进化过程中，细胞寄主选择线粒体细菌，可能不仅仅是为了能够高效率制造能量，还同时能够更好控制氧气的副作用。 正常的基因表达支持这种观点。基因打开线粒体，同时也就打开了抗氧化程序。（antioxidant programs）这些线粒体基因通过增加线粒体数量，来调整激活抗氧化水平。比如你造辆汽车从内连六缸发动机到V8发动机，你就需要更大的催化转化器。上图为卵巢细胞，黄色为密集分布的线粒体细胞器，细胞被激活分泌荷尔蒙。 ②2009年的一项研究发现广泛使用的抗氧化维他命补充品，会干扰线粒体细胞器的这种自然抗氧化反应机制。试验中，把参与实验者分为四组：锻炼然后服用抗氧化维他命的，如维他命E；锻炼不服用抗氧化维生素的；不锻炼而且服用抗氧化维生素的；不锻炼不服用抗氧化维生素的。 几个月后，锻炼的两组比不锻炼的两组要健康一些。有趣的是，锻炼并且不服用抗氧化维生素的那一组，是身体状况变化最佳的。通过锻炼，线粒体之外的细胞也感觉到了这些刺激，因此身体调整适应到一个身体器官有益的状态。而服用抗氧化维他命，则干扰了身体细胞的这一自然适应机制。 在线粒体10亿年的进化过程中，对压力无数的适应反应使线粒体基因的突变没有杀死细胞，而是采取了一种援救反应，压力损失下的一系列线粒体化学反应去制造能量。在一些情况下，一部分细胞器和寄主细胞的过载和损伤路径，可以对细胞和整个器官提供净收益。 ③另一个有趣的例子是身体的代偿机制。（overcompensation） 糖尿病人服用二甲双胍（Metformin），就会干扰身体正常的线粒体功能。服用二甲双胍后，线粒体产生能量呼吸链五步过程中的第一步遭到破坏，但是二甲双胍引起的弱抑制可以触发糖尿病人的身体适应机制。 就像人打疫苗应对病毒一样，二甲双胍引起身体的一种毒物兴奋效应，（hormesis）一种身体代偿的保护机制。有些研究者走的更远，尝试二甲双胍导致的毒物兴奋效应是不是可以延缓老化。 ④2014年的线粒体基因检测研究发现，低大气含氧量浓度可以触发身体器官的一种反应可以保护亚急性坏死性脑脊髓病，（Leigh syndrome）一种中枢神经系统疾病。这种疾病可以由75个基因中的任何一个基因突变导致得病，婴幼儿在3-16个月患病会呼吸衰竭而死亡。 当研究者用实验鼠来检验线粒体疾病的时候，结果令人惊奇。一个正常的老鼠生活两年，一个有线粒体疾病的老鼠只活了55天。当Mootha的团队把空气中的氧气浓度降低11%，也就是相当于在14000英尺的高原上，研究人员发现可以从开始预防疾病。有线粒体疾病的老鼠，在氧气含量低的空气中活到了一年。 即使那些已经濒临死亡的实验鼠，通过限制氧气摄入可以重新焕发活力。Mootha称为复活效应，（the Lazarus effect）。另一方面，摄入过多的氧气，可以像毒药一样，在几天之内就把一只老鼠杀死。 低氧环境对人类也十分有益。Mootha在研究印度驻军在12000和18000英尺边境高原的军队人员的健康效应报告，与那些在平原服役的人员相比，长期高原地区服役的人员患急性感染的比例高。但是长期比较，在高原的人患糖尿病、中风、心脏病和认知缺陷的疾病病例明显降低。 人类的研究数据和实验鼠的数据，显示太多的氧气对动物身体是坏事情。所以，有的时候在医院用高压氧仓补充特殊的氧气来治疗线粒体疾病，不仅无益而且有害。有的病人在经理高压氧舱治疗后，反而加重病情或者导致死亡。过多的氧气，还可以导致线粒体衰退，与寿命缩短有关。 线粒体的数量减少与年龄老化有关，增加人们罹患帕金森病和糖尿病的概率，都是由于线粒体功能失调。老年人较少的线粒体，效率比年轻人也更低。 但是，锻炼对于无论什么年龄，可以促进线粒体数量和长度。当你的骨骼肌细胞增加线粒体后，会消除坏的影响和增加总的效率。 总起来说，锻炼和健康饮食的有益效果，会通过线粒体来发挥功能。线粒体的研究未来前景诱人，可以发展精准线粒体医疗。（precise mitochondrial medicine） 有三个方面：第一个对抽出的血液进行分子诊断；第二个可以分析血液的代谢循环产品，由此判断线粒体功能失调的严重程度；第三个可以开发靶向治疗方案，不仅针对线粒体基因突变引起的稀少、致命的线粒体失调疾病，也包括一些普通的线粒体失调病症。 对于没有条件生活在高原地区的人来说，没准下一步还会开发出低氧治疗。

线粒体病通常表现为ATP能量减少、活性氧自由基（ROS）增多和乳酸中毒等造成细胞损伤或细胞凋亡等。线粒体疾病可发生在身体某一部位或多个部位，形成多系统疾病，患者常有两种或更多病症的综合表现，形成综合症。临床症状十分复杂多样和明显个体差异，这与线粒体遗传的异质性（Heteroplasmy）和在体内的特定分布有关。线粒体疾病独特的临床表型多表现为肌无力运动不耐受、听力伤失、共济失调、症状突发（中风）、学习障碍、白内障、心衰、糖尿病和生长缓慢等，但如果一患者兼有三种以上的上述病症，或累及多器官和多系统，很可能就是线粒体病。但由于它没有标志性诊断标准，尚需在临床上作出进一步测试和确诊水平。根据流行病学调查，线粒体疾病的流行率和死亡率都很高（流行率达1/8500），是代谢病中最常见的疾病之一。对原发性线粒体呼吸链疾病目前尚缺乏有效治疗手段，随着病程发展，必然导致严重丧失活动能力和早期死亡。

会不会