翻译 | 晓J（第6课健康）

晓J的话

之前我们带来过一篇文章，介绍了线粒体的功能，今天，我们带来线粒体系列的第二篇，关于线粒体疾病和线粒体功能障碍的介绍。

这是在功能医学上才有的定义。线粒体是每个细胞的能量中心、小锅炉，只有细胞健康和强有力，我们人这个整体才有活力。

正文如下↓↓↓

线粒体将食物转化为身体的能量。但是，如果它们开始失灵，自由基就会淹没细胞，并可能引起许多健康问题。了解线粒体功能障碍的症状及其相关疾病。

线粒体功能障碍及相关相关疾病

回顾：为什么线粒体如此重要

线粒体功能正常对健康至关重要，因为它们是细胞主要的能量提供者。然而，线粒体产生的反应性氧化物质会随时间累积，而氧化应激会导致与年龄有关的疾病。由于细胞中线粒体有巨大作用，因此线粒体功能障碍和数百种疾病相关联 [ 1，2，3 ] 。

另外，许多代谢紊乱与线粒体或核DNA中的基因突变有关。这些突变可以是遗传的或随机发生的[ 2 ]。

需要注意的是，虽然线粒体功能障碍已被观察到或和这些条件发生关联，但它不一定是原因（甚至其中一个原因）。因此，旨在改善线粒体功能的策略可能会或可能不会帮助控制这些疾病。如有疑问，您的医生可以帮助您了解线粒体在健康中的作用。

线粒体产生能量并清除受损的旧细胞。但是由于线粒体使用氧气，其功能障碍会导致细胞废物和自由基的堆积。

1）癌症研究

癌细胞需要线粒体来促进肿瘤的生长。癌细胞往往具有更多的线粒体数量来提供这种能量。线粒体的增加，由启动特定基因产生的不同转录因子或蛋白质独立介导[ 1 ]。

另一方面，癌细胞会增加积累了自由基的线粒体的周转率。癌细胞中的氧化应激增加，这会损害周围的组织[ 4 ]。

癌症的标志之一是细胞避免程序性细胞死亡（凋亡）的能力。通常，如果细胞复制过多或过快，健康细胞的线粒体将触发此过程。但是，在癌细胞中，可通过增加已积累自由基的线粒体的破坏，来避免程序性细胞死亡。他们还打开抗氧化的途径，使氧化应激不会触发细胞死亡[ 4，1 ]。

癌细胞的线粒体具有更低水平的促进细胞死亡的蛋白质（BAX / BAK）和/或更高水平的防止细胞死亡的蛋白质（BCL-2 / BCL-XL）[ 4，1 ]。

癌细胞中的线粒体网络也不同。癌细胞具有更多的线粒体碎片（通过增加线粒体分裂和减少融合）[ 4 ]。

癌细胞也通过称为Warburg效应的过程产生不同的能量。通过糖酵解，能量生产在很大程度上不需要氧气（厌氧）。这可以通过调低线粒体功能，以避免细胞凋亡[4，1 ]。

通过克雷布斯循环进行的有氧呼吸和氧化磷酸化仍在癌细胞中发生，但程度较小。

科学家认为线粒体功能障碍可能在癌症中起作用，但这尚未得到充分证明。

2）神经退行性疾病

线粒体功能障碍是与年龄相关的神经退行性疾病的主要原因，例如老年痴呆症，ALS和帕金森氏病。随着年龄的增长，自由基的积累会导致DNA和蛋白质的破坏。线粒体会积聚有缺陷的蛋白质，这些蛋白质会导致能量产生损失并最终导致细胞死亡[ 3 ]。

在特定的神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症）中，线粒体的行为有所不同（功能失调）。

阿尔茨海默氏病

✅ β样淀粉蛋白在线粒体外膜周围堆积。
✅ 这种积累减少了ATP的产生，增加了氧化应激，并最终导致细胞死亡。
✅ β样淀粉蛋白增加了线粒体蛋白的产生。
✅ 线粒体酶的活性降低，导致ATP水平降低。
✅ 线粒体在细胞内发生结构变化。线粒体不是在长管中存在（线粒体融合），而是在细胞内分裂成小块（裂变）。这增加了在阿尔茨海默氏病患者中所见到的脑细胞的整体功能障碍[ 3 ]。

帕金森氏病

✅ 帕金森氏症的标志是α-突触核蛋白的积累，导致细胞死亡和神经元丢失。
✅ 帕金森氏症患者会在线粒体内积聚这种蛋白质，从而导致氧化应激增加和能量产生减少。
✅ 帕金蛋白（E3泛素连接酶）和PINK1蛋白负责标记受损的线粒体以导致其破坏。帕金森氏病患者的这些蛋白质含量低。
✅ 受损的低功能线粒体不会降解并保留在细胞中。
✅ α-突触核蛋白继续积累，导致神经变性[ 5 ]。

线粒体功能障碍与阿尔茨海默氏病和帕金森氏病的脑部变化有关。

3）糖尿病

在1型和2型糖尿病患者中都发现线粒体功能不正常。除了缺乏呼吸作用所需要的葡萄糖，糖尿病患者的细胞中，线粒体的网络和形状也可能是异常的[ 6，1 ]。

在糖尿病患者中，在整个细胞内，线粒体分解成小的碎片网络（分裂增加，融合减少）。在1型和2型糖尿病中均已观察到这一现象[ 6 ]。

2型糖尿病的特征是细胞中的胰岛素抵抗，减少了可用于呼吸作用的葡萄糖量。这降低了ATP的产生，从而降低了细胞可利用的能量[ 6 ]。

线粒体功能障碍是胰岛素抵抗的原因还是其症状尚不清楚。一些研究者认为线粒体功能障碍可能是胰岛素抵抗的原因，而不是症状[ 6 ]。

患有2型糖尿病的患者，其负责产生能量的线粒体蛋白质的水平降低[6，1 ]。

2型糖尿病的特征可能在于线粒体功能不佳，但需要更多的研究来证实这一点。

4）心力衰竭

心脏细胞严重依赖线粒体来驱动心脏的搏动。线粒体功能障碍是由于氧化应激的积累而引起的心力衰竭 [ 1 ]。

心力衰竭患者的线粒体活性降低。线粒体在电子传输链上的活性较低。这是由于线粒体氧气供应的损失 [ 1 ]。

由于减少了氧气供应，因此电子传输链上的电子无法被氧气吸收。这导致电子的积累，产生自由基[ 1 ]。

5）慢性疲劳综合症

慢性疲劳综合症，通常称为CFS，是一种有争议且伴随终生的疾病，其特征是长期（超过6个月）强烈的疲劳症状，可使人的日常工作能力降低50％以上。CFS患者患有多种其他症状，包括[ 7 ]：

✅ 焦虑
✅ 抑郁
✅ 头疼
✅ 肌肉疼痛
✅ 认知功能障碍

尽管它曾经被认为是一种精神疾病，但越来越多的证据表明线粒体功能障碍是导致该疾病的主要原因之一[ 8 ]。

已经进行了多次临床试验，并产生了不同的结果。一些研究人员认为，CFS可能与以下一种或多种线粒体异常有关[ 9 ]：

✅ 较小的线粒体形状和数量
✅ L-左旋肉碱，ALCAR，泛醌或辅酶Q10的水平较低
✅ 电子传输链中的蛋白质活性降低（氧化磷酸化）
✅ ATP产生减少

大量研究表明，健康人和普通患者的线粒体结构或功能均无显着差异。需要进一步研究以充分了解这种情况的原因，线粒体功能障碍的作用以及如何有效治疗患者。

线粒体功能障碍和慢性疲劳综合征之间的联系已被提出，但尚未得到证实。

6）遗传疾病

线粒体基因的遗传突变可通过5种不同机制中的一种或多种，导致线粒体功能障碍[ 2 ]：

✅ 无法利用其他分子（底物）产生能量
✅ 克雷布斯周期不正确
✅ 通过电子传输链产生的能量有缺陷（氧化磷酸化）
✅ 进出线粒体的运输分子存在缺陷
✅ 电子传输链中的蛋白质缺陷

这些缺陷可能是由线粒体和/或核DNA的突变引起的。另外，当线粒体DNA无法与核DNA通讯时，可能会发生缺陷[ 2 ]。

由线粒体和/或核DNA中的突变引起的某些代谢疾病包括[ 2，1 ]：

✅ mtDNA耗竭综合征（MDS）：MDS是指一组疾病，其中任何一种都具有线粒体DNA功能异常。这可能导致不同的发展，肌肉和大脑异常。许多已知的线粒体疾病是MDS的结果。
✅ 线粒体肌肉病变：一种线粒体疾病，会引起肌肉问题，例如无力，运动不耐受，呼吸困难或视力问题。
✅ 线粒体脑肌病，乳酸性酸中毒，和中风样发作（MELAS）：一种线粒体功能障碍，影响大脑和整个身体的肌肉组织。中风样发作和乳酸堆积会导致痴呆，呕吐，极度疼痛和肌肉无力。
✅ CoQ10缺乏症：辅酶Q10缺乏症，它是电子传输链的一部分。
✅ 线粒体神经胃肠道脑病（MNGIE）：一种罕见的线粒体疾病，主要影响大脑和消化系统。消化系统的肌肉和神经无法正确地推动食物通过消化系统。
✅ 线粒体糖尿病：称为母体遗传性糖尿病和耳聋（MIDD），是由线粒体DNA的单一突变（在3243位）引起的糖尿病亚型。该疾病导致与1型相似的听力下降和糖尿病症状。
✅ POLG突变：编码DNA聚合酶亚基γ的基因，γ是线粒体蛋白质中负责DNA合成的活性（催化）部分。该基因的突变会导致线粒体蛋白质的产生缺陷和许多线粒体疾病。

线粒体基因的各种突变可导致线粒体功能障碍和一系列代谢性疾病。

线粒体瓶颈效应

线粒体DNA 中携带突变不一定意味着您会传播疾病。根据一些研究人员的研究，携带突变的线粒体的细胞比例，可能必须明显高于携带健康的线粒体的细胞比例，以使疾病表现出症状[ 10 ]。

在雌性卵细胞（卵母细胞）生产期间，每个卵细胞将携带随机选择的线粒体DNA副本。有些副本可能带有突变，而有些则可能是完全正常的。随着卵细胞的成熟并准备受精，许多线粒体会随机复制。这可能会减少遗传突变体线粒体的机会[ 10 ]。

这种现象意味着，如果母亲携带高度突变的线粒体，她的后代将不一定具有该特征[ 10 ]。

如果有足够的细胞携带突变的线粒体DNA（例如，体内50％以上的细胞），则儿童可能患有相关的疾病。

防止功能异常的线粒体DNA（mtDNA）的遗传

新技术可以防止线粒体突变的DNA从母亲传播给后代。一种称为三亲体外受精的新技术，包括将母亲的核DNA与具有健康线粒体DNA的供体雌卵的核DNA进行交换。因此，供体卵携带了母亲的遗传信息，但也不具有她携带的突变的线粒体DNA。

使用体外受精，然后使用父本精液进行人工授精。然后将受精卵重新引入母亲的子宫，在那里它可以抓住子宫开始发育[ 11 ]。

后代将具有其生物学亲本的所有物理特征，因为其核DNA不变。唯一不同的是，这个孩子将具有适当的线粒体功能，而不像母亲携带的是线粒体DNA突变体[ 11 ]。

线粒体功能障碍的可能体征和症状

一些研究人员已经发现了可能的迹象，表明线粒体无法正常运行。包括：

✅ 感觉过度疲劳[ 12 ]
✅ 长时间不能运动[ 13 ]
✅ 气短，特别是运动时[ 14，15 ]
✅ 骨骼生长不良、不健康[ 16 ]
✅ 难以控制运动，平衡和协调（共济失调）[ 17 ]
✅ 走路或说话困难[ 18 ]
✅ 肌肉无力和疼痛[ 19 ]
✅ 心肌病 [ 20 ]
✅ 肠胃和消化问题[ 21 ]
✅ 肝肾疾病[ 22 ]
✅ 眼睑下垂，视力下降和其他眼部疾病[ 23 ]
✅ 糖尿病和其它荷尔蒙失调[ 6，24 ]
✅ 听力障碍[ 25 ]
✅ 偏头痛，中风，和癫痫发作[ 26，27 ]
✅ 记忆困难[ 27 ]
✅ 发育迟缓[ 28 ]
✅ 自闭症[ 29 ]
✅ 复发性感染[ 30，31 ]

请注意，这些症状可能除了线粒体功能障碍之外，还有许多其他原因。实际上，它们更有可能与您的医生可以识别和解决的另一个可诊断和可治疗的健康问题相关。

如果您目前正遭受此类症状的困扰，而目前仍未解决这些症状，我们强烈建议您咨询医生，以确定适合您健康的最佳治疗或管理计划。

要点 线粒体产生能量（ATP），回收可重复使用的细胞部分，并清除旧的和损坏得无法修复的细胞。 但是由于线粒体使用氧气，因此过多的副产物会引起氧化应激。线粒体分解时，自由基和细胞废物会淹没细胞并造成伤害。 线粒体基因突变会导致线粒体功能障碍和一系列代谢性疾病。线粒体功能障碍还与阿尔茨海默氏病等神经退行性疾病以及糖尿病和心力衰竭等慢性疾病有关。 线粒体功能障碍的症状可能因人而异，并且可能包括疲劳，呼吸急促，协调性问题和神经系统问题等。

进一步阅读

✅ 什么是线粒体？定义，功能和结构

最近更新时间： 2020年1月24日

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https://selfhacked.com/blog/mitochondrial-dysfunction-disease/