线粒体功能说明.pptVIP

线粒体功能及其检测;;线粒体是真核细胞的一种细胞器，包括四个功能区隔 :外膜、内膜、膜间隙和基质。 主要化学成分是蛋白质和脂类，其中蛋白质占65-70%，脂类占25-30%。 ;外膜 (out membrane);内膜 （inner membrane）;膜间隙(intermembrane space);基质（matrix）;线粒体DNA;mtDNA ;线粒体功能;能量供应 氧化应激 凋亡 钙储池 细胞周期、信号转导 肿瘤 发育等;线粒体与能量供应;细胞有氧呼吸和供能的场所，供应细胞生命活动95%的能量。 线粒体的主要功能是把氧化各种底物产生的自由能转化为可被细胞直接利用的形式－ATP。 线粒体具有能量代谢与自由基代谢两条途径。;①燃料分解（胞质中）;线粒体与氧化应激;线粒体是细胞中产生活性氧的一个重要部位，消耗氧用于合成ATP的同时不可避免地产生活性氧。 氧化应激作用下，膜转运孔道开放造成线粒体基质内的高渗透压，使线粒体内外H+梯度消失，呼吸链脱偶联，能量产生中断。 还会由于水和溶质的进入使基质肿胀并导致外膜破裂，通透性增高，释放出包括细胞色素C在内的各种活性蛋白。 ;; 活性氧在启动和调节细胞凋亡的过程中扮演着重要的角色。 活性氧的积累可以导致： 线粒体膨大，线粒体内膜非特异性孔道产生； 细胞色素C从内膜脱落并进入到胞质中； BAX表达，caspase活化等。 这些都是启动细胞凋亡的因素。 ;; 从线粒体释放的细胞色素C与凋亡诱导因子、Procaspase 9结合在一起形成“凋亡体”（Apoptosome），导致Caspase 9和Caspase 3的激活。 内膜Bcl-2 家族蛋白调控紊乱。 Caspases激活、胞浆Ca++水平升高、产生神经酰胺，直接或间接地引发膜转运孔道持续开放。 ;钙储池;线粒体感受到钙微区，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。 积累的Ca2+ 又可以通过钠－钙交换系统和膜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，如信号传导、能量代谢和细胞凋亡。 Ca2+能结合线粒体膜转运孔道上的金属结合位点，开放膜转运孔道，从而诱导渗透压的改变、ATP的耗竭和线粒体的皱缩，细胞色素 C释放，活化 Caspase 9和Caspase 3，诱???细胞凋亡。;线粒体功能紊乱 ;;;mtDNA突变(点突变、缺失、插入）导致线粒体功能缺陷。如线粒体肌病和脑肌病、线粒体眼病、老年性痴呆、帕金森病、糖尿病等。 mtDNA突变随着年龄累积。 ;mtDNA突变 呼吸链复合体I～IV活性下降 ATP合成减少 氧自由基产生增多 钙稳态失衡 脂质氧化增强 ;;II型糖尿病; glucose-induced ROS initiates mesangial cells apoptosis glucose-induced ROS initiates podocyte apoptosis and depletion glucose-induced ROS initiates endothelial cell apoptosis glucose-induced ROS initiates tubular cells apoptosis;Nitrotyrosine level(硝基酪氨酸, marker of oxidative stress) complex I and complex V ATP/ADP ratio Uncoupling protein-2 (UCP-2) expression membrane potential ;8-羟基脱氧鸟嘌呤 (8-OHdG，kidney and urine) Mitochondrial DNA Deletion COX I/COX IV(mt DNA/nDNA) ;NADH dehydrogenase(complex I) cytochrome-c oxidase (complex IV) COX I mtDNA levels mtDNA deletion ;ATP 膜转运通道开放程度 cytochrome c caspase 3 Ca++ ;线粒体功能检测; enzyme activity assays(分光光度法) NADH (complex I), succinate dehydrogenase (complex II) 细胞色素c还原酶 (complex III) COX (complex IV) ATP （ luciferin/luciferase发光法，核磁 共振法） 呼吸控制率(ATP 合成功能，氧电极法);氧化应激;细