第三章 线粒体功能及其相关毒性作用
线粒体功能及其与人类疾病的关系
线粒体功能及其与人类疾病的关系线粒体是细胞内的一种特殊结构，是细胞内能量代谢的中心，也是一种重要的内质网。
线粒体在细胞内能量代谢、细胞信号转导、钙离子调节、凋亡等方面扮演着重要的角色。
然而，当线粒体的功能发生异常时，就会导致一些人类常见的疾病。
线粒体基础结构线粒体是由多个不同的成分组成的，包括线粒体DNA，线粒体质膜和线粒体基质等。
线粒体DNA采用环状双链DNA的形式存在，大小约为16.5 kb，编码了多种线粒体蛋白以及RNA（包括tRNA和rRNA）。
线粒体基质是由细胞质基底矩组成的空间，富含线粒体酶和膜蛋白。
线粒体质膜由内膜和外膜两部分组成，它们之间形成间隙，也称作线粒体内外间隙。
线粒体质膜上存在多个重要的转运体，用于维持线粒体代谢、呼吸链和ATP合成。
线粒体的功能线粒体是维持生命的必要结构，它的功能主要集中在两个方面，即能量代谢和细胞凋亡。
能量代谢线粒体在能量代谢方面的功能主要表现为其参与体内细胞的氧化磷酸化作用，在这一过程中合成形成ATP（三磷酸腺苷）。
ATP是一个高能化合物，通过酸解反应将底物（葡萄糖、脂肪、蛋白质等）转化为ATP来实现能量代谢。
其中线粒体在氧化磷酸化的过程中起着至关重要的作用。
具体来说，在线粒体内，通过呼吸链将氧分解为单个电子，电子通过NADH和FADH2转移到呼吸链上的复合物中去，完成电子传递过程，产生了梯度，并提供了能量，促成ATP的合成。
此外，线粒体代谢过程中还涉及到各种酶、激素和离子通道的参与。
细胞凋亡细胞凋亡是指细胞在死亡前检测到一些不正常的情况（如DNA损伤、化学物质和病毒攻击等）并采取自行破坏的过程。
线粒体在细胞凋亡方面也起着关键作用，它会在一定条件下发挥负面作用，触发细胞自毁的过程。
很多反死因子和药物可以通过调节线粒体膜的渗透性和线粒体毒性通道来激活凋亡，这是由于线粒体内部有释放死亡因子所需的各种分子机制。
线粒体与人类疾病线粒体功能异常可以导致不同的人类疾病，包括巨细胞肌炎症病、肌病性眼外肌麻痹、多系统萎缩综合症和线粒体脑肌病等。
线粒体的细胞生物学功能
线粒体的细胞生物学功能
1.线粒体的主要功能是高效的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,线粒体是真核生物进行氧化代谢的部位，是糖类、脂肪和氨基酸最终氧化释放能量的场所。
线粒体负责的最终氧化的共同途径是三羧酸循环与氧化磷酸化，分别对应有氧呼吸的第二、三阶段。
细胞内储能的大分子化合物和脂肪经糖酵解或分解形成丙酮酸和脂肪酸，脂肪酸进入线粒体后进一步分解为乙酰CoA。
三羧酸循环酶系存在于线粒体基质中，乙酰CoA在线粒体基质中通过三羧酸循环，产生含有高能电子的NADH和FADH，这两种分子中的高能电子通过电子传递链最终传递给氧，生成水。
在电子传递过程中，内膜上的电子传递复合物将基质中的质子转运至膜间隙，形成ATP合酶工作所需的质子浓度梯度。
2.细胞凋亡调控：在细胞凋亡的内源途径中，线粒体处于中心地位。
当细胞受到凋亡信号刺激时，胞内线粒体的外膜通透性会发生改变，向细胞质中释放出凋亡相关因子，如Cyt c。
Cyt c 再与另一个凋亡因子Apaf-1结合，诱导细胞发生凋亡。
线粒体释放的另一个因子:限制性内切核酸酶G也能引发caspases非依赖性的细胞凋亡。
3.线粒体可以储存钙离子，与内质网、细胞外基质共同作用，调节细胞内钙离子浓度，从而调节与钙离子有关的细胞生命活动，如在细胞信号转导过程中，线粒体释放钙离子能激活第二信使IP3和DAG作为双信使G蛋白偶联受体介导的信号通路。
4.线粒体是半自主细胞器，它能储存遗传物质。
线粒体的作用
线粒体的作用
线粒体是细胞内的一个重要器官，也被称为“细胞的动力站”。
它在细胞内负责产生能量，并参与多种细胞代谢过程。
下面我们来详细介绍线粒体的重要作用：
1. 能量产生：线粒体通过细胞呼吸过程产生能量，主要通过氧化磷酸化反应来合成三磷酸腺苷（ATP），这是细胞能量的重要币种。
在线粒体的内膜上有一系列的蛋白质组成ATP合成酶，通过运动过程中的质子梯度来合成ATP。
这个过程称为氧化磷酸化。
2. 脂肪酸代谢：线粒体还参与脂肪酸的代谢过程，脂肪酸通过β-氧化分解成较小的单位，并最终与辅酶A结合进入线粒体的三羧酸循环（Krebs循环）。
脂肪酸的氧化代谢也可以提供细胞能量。
3. 糖代谢：线粒体还参与糖的代谢过程。
葡萄糖分子先进入细胞胞质内，通过糖酵解分解为丙酮酸和磷酸底物。
丙酮酸进一步进入线粒体内，通过CoA的催化，转化为乙酰辅酶A，能进入三羧酸循环提供能量。
4. 钙离子调节：线粒体内外浓度差异差异可通过线粒体内部的特殊蛋白质：线粒体钙离子携带蛋白（MCU）来调节。
膜电位的改变将钙离子从线粒体外摄取到线粒体内，并通过调节线粒体内的钙离子浓度，参与细胞凋亡和细胞信号传导等。
5. 热量产生：线粒体还可以分解食物，产生一种叫做褐色脂肪
组织的物质，这种物质可以将食物中的化学能转化为热能，用于保持体温平衡。
总结起来，线粒体的作用主要包括能量产生、脂肪酸和糖的代谢、钙离子调节和热量产生。
它们在细胞内起到重要的能量供应和代谢调节的作用，维持细胞的正常功能。
线粒体的功能异常或损伤常常与一些疾病和衰老过程相关，因此对于研究和了解线粒体的作用机制具有重要意义。
线粒体的功能
线粒体的功能
线粒体是细胞内常见的细胞器，其主要功能是参与细胞的能量代谢和合成ATP（三磷酸腺苷）。
1. ATP合成：线粒体是细胞内能量产生的中心，通过氧化磷
酸化过程（细胞呼吸）生成ATP。
在线粒体内存在线粒体内膜，内膜上有很多呼吸链酶和ATP酶，负责将营养物质（如
葡萄糖、脂肪和氨基酸）氧化分解，释放出的能量转化为ATP，供细胞进行各种生物学活动。
2. 脂肪酸氧化：线粒体内还有脂肪酸氧化的酶系统，可以将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，然后进入三羧酸循环进行进一步代谢。
这一过程产生的NADH和FADH2可以通过呼吸链产生更多
的ATP。
3. 三羧酸循环：线粒体内存在三羧酸循环，也称为柠檬酸循环。
该循环将乙酰辅酶A完全氧化为二氧化碳和高能物质（NADH，FADH2和GTP），并将这些高能物质用来合成ATP。
4. ATP转运：线粒体内膜具有丰富的载体蛋白携带ATP和亚
硝酸盐等离子通过膜。
这些载体蛋白可以将线粒体内的ATP
转运到细胞质，供细胞其他部分使用。
5. 钙离子调节：线粒体还参与细胞内钙离子的调节。
线粒体内存在多种钙离子通道蛋白，可以通过调控充电水平来控制线粒体内钙离子浓度的动态平衡，维持细胞内钙离子的稳态。
总之，线粒体的功能是非常重要的，它是维持细胞正常代谢和生命活动的关键细胞器。
通过参与能量合成、氧化代谢和调控细胞内离子平衡等多种功能，线粒体能够为细胞提供足够的能量，并维持细胞内环境的平衡，从而保证细胞正常工作和生存。
细胞的线粒体结构和功能
糖尿病
线粒体氧化应激与胰岛素抵抗相关 干预线粒体反应有助于疾病控制
02
神经退行性疾病
线粒体功能障碍与疾病发展密切相关
03
寻找治疗这些疾病的新途径
结语
线粒体在细胞内的氧化应激反应 是一个复杂而重要的过程。了解 线粒体的结构和功能，探索其与 细胞衰老、疾病的关联，对于揭 示细胞生命活动的奥秘、预防疾 病、延缓衰老具有重要意义。未 来的研究将进一步深化对线粒体 的认识，为人类健康提供更多的 启示和治疗方案。
THANKS FOR WATCH 谢谢观看
03 Wallace DC
Mitochondrial DNA mutations in disease and aging
结语
总的来说，线粒体作为细胞内的 重要功能器官，其结构和功能对 于细胞生物学具有至关重要的意 义。通过深入研究线粒体，可以 揭示细胞的生命活动规律、疾病 的发生机制，为人类健康和疾病 治疗带来新的突破。希望未来的 研究能够不断推动科学的发展， 造福人类。
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线粒体的凋亡调 控因子
线粒体凋亡通路受到多种调控因子的影响， 包括Bcl-2家族成员、凋亡诱导因子等。 这些调控因子在细胞内维持凋亡过程的平 衡，保证细胞凋亡的正确进行。对线粒体 凋亡调控因子的研究有助于深入理解细胞 凋亡的机制。
03 参与细胞凋亡
线粒体还参与细胞的凋亡过程和细胞信号传导
线粒体与细胞代谢
细胞呼吸
线粒体通过细胞呼吸产生的能量，维持细胞代谢的正常
01
进行
04
生物化学过程
线粒体结构与功能
线粒体（mitochondria）线粒体的研究历史1890: R.Altman（亚特曼）在动物细胞中首次发现线粒体,命名为生命小体(bioblast)。
1897: Von Benda 命名为线粒体(Mitochondrion)1900：L.Michaelis（米凯利斯) 用詹姆斯绿B对线粒体进行活体染色，发现线粒体存在大量的细胞色素氧化酶系。
1913：Engelhardt（恩格尔哈特）证明细胞内ATP磷酸化与细胞内氧消耗相偶联。
1943-1950：Kennedy等证明糖最终氧化场所在线粒体。
1952-1953：Palade（帕拉登）等用电镜观察线粒体的形态结构。
1976： Hatefi等纯化呼吸链四个独立的复合体。
1961-1980：Mitchell（米切尔）氧化磷酸化的化学渗透假说。
1963年：Nass首次发现线粒体存在DNA。
Contents线粒体的形态结构线粒体的化学组成及酶的定位线粒体的功能线粒体的半自主性线粒体的生物发生（自学）第一节线粒体的形态结构一、光镜下线粒体形态、大小、数量及分布（一）形态、大小光镜下常见线粒体呈线状和颗粒状，也可呈环形、哑铃形、分枝状等，随细胞生理状况而变。
一般直径0.5～1.0μm，长1.5～3.0μm。
不同细胞线粒体大小变动很大，大鼠肝细胞线粒体长5μm; 胰腺外分泌细胞线粒体长10～20μm，人成纤维细胞线粒体长40μm。
线粒体形态、大小因细胞种类和生理状况不同而异。
光镜下:线状、杆状、粒状二）数量依细胞类型而异，动物细胞一般数百到数千个。
利什曼原虫:一个巨大的线粒体；海胆卵母细胞：30多万个。
随细胞生理功能及生理状态变化需能细胞：线粒体数目多，如哺乳动物心肌、小肠、肝等内脏细胞；飞翔鸟类胸肌细胞：线粒体数目比不飞翔鸟多；运动员肌细胞：线粒体数目比不常运动人的多。
（三）分布分布: 不均，细胞代谢旺盛的需能部位比较集中。
肌细胞: 线粒体沿肌原纤维规则排列；精子细胞: 线粒体集中在鞭毛中区；分泌细胞：线粒体聚集在分泌物合成的区域；肾细胞：线粒体靠近微血管，呈平行或栅状列。
线粒体功能及其相关毒性作用33页PPT
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线粒体功能及其相关毒性作用
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里，没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多，公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿；只有处 罚才能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。— Nhomakorabea 威·厄尔
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
《环境生物学》 第三章
• 五、胞内共价结合和自由基损伤机制
• （一）共价结合机制
• 共价结合是重要的细胞损害机制之一，可 解释一些CAFs的中毒作用。CAFs或其具 有活性的代谢产物上具有亲电子基，可与 生物机体内核酸、蛋白质、酶、膜脂等分 子中的亲核部位或基团发生共价结合，形 成稳定的加合物（adducts），从而不可逆 地改变这些生物大分子的化学结构与生物 学功能。
二、BAFs的生物学效应
• 1、病原微生物污染
• 病原微生物是指能够使人或者动物致病的 微生物。
• 2、他感作用
• 他感作用是是指一种植物（包括微生物） 通过释放某些化学物质到环境中，而对其 它种属植物（包括微生物）产生直接或间 接的有害影响。
DNA损伤示意图
• DNA损伤修复是生物保持遗传机构相对稳 定的重要因素，主要修复途径有：
• 1、光复活修复（photoreactivation repair ）。
• 2、切除修复（excission repair）。 • 3、错配修复（mismatch repair）。 • 4、重组修复（recombination repair）。 • 5、SOS修复（SOS repair）。
• 一、靶位点结合机制
• CAFs损伤作用的靶位点通常是CAFs及其 代谢产物与生物体接触的部位，或是生物 转运和生物转化发生的部位，CAFs这种特 异性的损伤作用，主要取决于CAFs本身的 理化性质，同时也与生物体靶位点的生物 大分子结构及其功能密切相关。
• 二、生物膜损伤机制
• 生物膜的正常结构对维持机体内的生物转 运、信息传递及内环境稳定至关重要，而 CAFs在机体内的生物转运和生物转化过程 均与生物膜有关。近年来，环境毒理学发 展了一个新的分支――膜毒理学，主要研 究CAFs对生物膜的组成成分和生物物理功 能、膜上的酶或受体、信息传递和物质转 运过程的影响和损伤。
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电子传递复合物
电子传递复合物，组成两种呼吸链：NADH呼吸链, FADH2呼吸链， 电子传递链各组分在线粒体内膜上不对称分布。
复合物Ⅰ：NADH-CoQ还原酶（既是电子传递体又是质子移位体） 组成：含42个蛋白亚基，至少6个Fe-S中心和1个黄素蛋白。 作用：催化1对电子从NADH辅酶Q； 泵出4 H+ 复合物Ⅱ：琥珀酸-CoQ还原酶（是电子传递体而非质子移位体） 组成：含FAD辅基，2Fe-S中心， 作用：催化1对低能电子FADFe-S辅酶Q (无H+泵出) 复合物Ⅲ：CoQ- Cyt c还原酶（既是电子传递体又是质子移位体） 组成：包括1个cyt c1、1个cyt b、1个Fe-S蛋白
线粒体功能小结
线粒体主要功能是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；与细胞中氧自由基的生成，调节细
胞氧化还原电位和信号转导、调控细胞凋亡、细胞内多种离子 的跨膜转运及电解质稳态平衡。
线粒体的损伤
线粒体渗透转变
细胞内Ca2+异常
ATP合成酶异常
自由基的产生和积累
原发性代谢紊乱的相互作用
线粒体损伤的检测
线粒体膜势能检测
1. 线粒体在细胞凋亡的过程中起着枢纽作用，多种细胞凋亡刺激因子
均可诱导不同的细胞发生凋亡，而线粒体跨膜电位的下降，被认为
是细胞凋亡级联反应过程中最早发生的事件，它发生在细胞核凋亡 特征(染色质浓缩、DNA断裂)出现之前，一旦线粒体崩溃，则细胞凋
亡不可逆转。
2. 线粒体跨膜电位的存在，使一些亲脂性阳离子荧光染料可结合到线 粒体基质，其荧光的增强或减弱说明线粒体内膜电负性的增高或降
灭微生物、寄生虫并且可以破坏癌细胞，进一步氧化，可以消化被吞 噬的异物。阿霉素通过转化形成自由基破坏癌细胞DNA（同时损伤正
常细胞）。
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自由基损害作用
• 对脂类的作用：生物膜中的不饱和脂肪酸受到自由基的作用 而转变成过氧化脂质，从而导致膜的流动性改变，膜流动性 下降导致细胞脆性增加、膜受体、离子通道异常，变形能力
下降，出现动脉粥样硬化等，同样线粒体膜和溶酶体膜的脂
质过氧化反应也会出现相同的后果，并且脂质过氧化会诱发 新的自由基的产生。 • 对蛋白质的作用：会造成蛋白质的交联、聚合和肽链的断裂， 也可以使蛋白质和脂类结合形成聚合物，是蛋白质丧失功能。
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自由基损害作用
• 对核酸的作用：自由基作用于DNA，与碱基发生加成反应，造成对碱 基的修饰，从而引起基因突变；也可以引起DNA链的断裂，以及染色 体畸变和染色体断裂。 • 对细胞外基质的破坏：氧自由基可以使细胞外基质中胶原纤维的胶原 蛋白发生交联，使透明质酸降解，从而引起基质变得疏松，弹性下降， 出现皱纹。
同途径，氧化磷酸化
是生物体获得能量的
主要途径。
（二）电子传递链与电子传递
在电子传递的过程中，接受和释放的电子的分子和原子被称 为电子载体。 由电子载体组成的电子传递序列被称为电子传递链。
五种类型电子载体：黄素蛋白、细胞色素、泛醌、 铁硫蛋
白和铜原子。除泛醌外，其他氧化还原中心都是与蛋白质相 连的辅基。 呼吸链中的电子载体有严格的排列顺序和方向，按氧化还原 电位由低向高排列(NAD+/NADH最低，O2/H2O最高）。
膜间空间中的离子环境几乎与胞质相同。
线粒体内膜
内膜具有很高的蛋白质/脂质比，缺乏胆固醇，富含心磷脂。 内膜具有极高的不透性，因此限制了所有分子和离子的自由通过，是质子 电化学梯度的建立以及ATP合成所必须的。 线粒体内膜上的蛋白主要执行三种功能： 1）电子传递链；2）ATP合成；3）转运蛋白。
线 粒 体 产 能 （ ATP ） 示 意 图
糖 丙酮酸
脂肪 脂肪酸
CoA
三羧酸循环TCA NADH或FADH2 电子传递到 形成质子电化 氧生成水 学梯度
线粒体内膜 丙酮酸载体
ATP合成酶 合成ATP
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（一）线粒体中的氧化代谢
线粒体是糖类、
脂类和蛋白质最终氧
化释能的场所，TCA
是物质氧化的最终共
（三）质子转移与驱动力的形成 Ca2+调控
线粒体承担的能量转换实质 上就是把H+跨膜电位差和质 子浓度梯度形成的质子驱动
力转换成ATP分子中的高能
磷酸键。 TCA循环提供的质子驱动力 和高能电子是线粒体合成 ATP的基本能源。
（四）ATP形成机制—氧化磷酸化
氧化(电子传递、放能)与磷酸化(ADP+Pi，储能)同时进行自由基是指能够独立存在的具有一个或者多个不 配对电子的任何核素（原子、原子团、分子，species）， 具有很高的化学活性。在生物体中最重要的自由基是活性
氧（ROS, reactive xoxygen species），尤其是超氧阴离子
（O2-）和羟自由基（OH.）以及分子氧，自由基极易给出电 子或者俘获电子。 • 分类： ①可以分为氧自由基和脂自由基。 ②从活性氧角度 可以分成氧自由基、过氧化物（过氧化氢、氢过氧化物）、 激发态氧。
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自由基的正常功能
• 代谢储能：体内约17%的自由基是在氧代谢的过程中产生的。如ATP合 成。 • 转化排泄：体内代谢产物、外源性的药物及毒物从体内清除是，均需 在加单氧酶系作用下经过羟化反应，经尿或者胆汁排出。 • 防御杀菌和抗肿瘤：吞噬细胞在吞噬活动中被激活，耗氧量增加显著，
即所谓呼吸爆发。所摄取的氧大部分产生过氧化氢、超氧阴离子以杀
联，分别由两个不同的结构体系实现。
用超声波将线粒体破碎，线粒体内膜碎片可自然卷成颗粒朝外的小 膜泡，这种小膜泡称为亚线粒体小泡或亚线粒体颗粒。
ATP合酶的结构与组成
ATP合酶是最终生成ATP的装置。它分布于细菌质膜、线粒体内 膜和叶绿体类囊体膜上。 ATP合酶的分子由球形的头部和基部组成。
作用：催化电子从UQH2cyt c；泵出4 H+ （2个来自UQ，2个来自基质） 复合物Ⅳ：细胞色素c氧化酶（既是电子传递体又是质子移位体） 组成： 二聚体，每一单体含13个亚基，三维构象， cyt a, cyt a3 ,Cu, Fe 作用：催化电子从cyt c分子O2 形成水，2 H+泵出， 2 H+ 参与形成水
线粒体DNA异常
线粒体渗透转变(MPT)
1. 线粒体摄取Ca2+、渗透势下降，ROS和RNS生成、ATP耗竭和原发性代 谢紊乱都会引起线粒体内膜通透性（MPT）突然升高。
2.
MPT是一种跨越线粒体内外膜间的蛋白质孔（巨通道）开放引起的。
这个通道对于分子质量小于1500的溶质可通透，它的开放使质子自 由的内流进入，引起膜电位迅速和完全耗散、ATP合成的中断以及水
细胞中线粒体的数量随年龄增长而减少，而体积却随年龄增长而增大。
人类线粒体疾病其原发机制都是mtDNA异常（突变、缺失、重排）引 起的遗传性疾病，表现为电子传递酶系和氧化磷酸化酶系的异常。 诱导因素之一为氧自由基，机体衰老即退行性疾病时，Mn-SOD活性降 低，氧自由基就积累在线粒体中，从而导致多种疾病的发生。 氧自由基造成mtDNA氧化损伤的积累量可比核DNA高16倍，同时 mtDNA不具有核基因的修复装置，因此mtDNA发生突变的频率比细胞 核高10倍以上。
ATP合酶的工作特点：可逆性复合酶 ATP耗竭
1. 主要的能量物质，参与生物合成以及磷酸化、肌肉收缩、细胞骨架
聚合、细胞运动、细胞分裂、膜泡转运。
2. 3. 质膜和内质网膜上的钙泵、溶酶体膜质子泵等多种离子泵功能失常。 线粒体功能的异常：氧化磷酸化过程受到损害，ADP堆积，ATP耗竭，
细胞内酸中毒、离子堆积，细胞容量调节失控，最终导致细胞膜的
线粒体的分离
外膜 磷脂合成 脂肪酸的去饱和化 脂肪酸链的延伸 标志酶：单胺氧化酶 基质 丙酮酸氧化 三羧酸循环 脂肪酸的β 氧化 DNA复制、RNA转录 蛋白质翻译 标志酶：苹果酸脱氢酶 内膜 电子传递 氧化磷酸化 代谢中间物的转运 标志酶：细胞色素氧化酶 膜间空间 核苷酸的磷酸化 标志酶：腺苷激酶
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自由基的产生
• 线粒体：是氧自由基生成的主要场所之一，作为线粒体正 常代谢的副产品，自由基在线粒体内会不断积累产生。在 氧化磷酸化的过程中，有1%-5%的氧会逃离正常的细胞色素
氧化酶催化过程，经过非催化形式，逐步的非共价还原形
成自由基，主要是超氧阴离子和过氧化氢，在线粒体呼吸 链中，还原性的CoQ、黄素蛋白、细胞色素C等均可产生超 氧阴离子。
线粒体膜间隙
膜间隙的宽度通常为6-8nm，在呼吸活跃时，膜间隙可显著扩大。
含有可溶性酶类、底物以及辅助因子。其含有的腺苷酸激酶可以
催化ATP分子末端磷酸基团转移到AMP，生成ADP。
线粒体基质
线粒体基质富含可溶性蛋白胶状物，具有稳定的pH和渗透压。具有催化三羧酸循环、脂肪 酸氧化和氨基酸降解的相关酶类。含有DNA、RNA 、核糖体。
• 心肌缺血再灌注：狗冠状动脉结扎-突然松开恢复灌流-室颤死亡。缺
血为自由基的形成提供了有利条件，再灌流则像是加入了催化剂使自 由基瞬时大量生成。应预先给予自由基清除剂。
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三种原发性代谢紊乱的相互作用
促进产生 ROS/RNS
线粒体的损伤
在医学上，由线粒体功能障碍引起的疾病称为线粒体病。
线粒体疾病都为母系遗传。 外界环境因素对线粒体功能的影响：克山病。
线粒体的基本结构
高度动态的细胞器：线粒体的大小、数量和分布反应了细胞对能量的需求。
线粒体及其相关毒性作用
线粒体外膜
外膜上分布有孔蛋白（porin）构成的桶装通道，直径2-3nm，当孔蛋白通道完全打开时，可以通 过相对分子质量高达5000的分子。 ATP 、NAD、辅酶A等相对分子质量小于1000的物质均可自由通过外膜。因此，外膜的通透性很高，