19.1: 线粒体

线粒体是真核细胞器，已知通过称为氧化磷酸化的过程产生能量。除了主要功能外，线粒体还参与各种细胞过程，包括细胞生长、分化、信号传导、新陈代谢和衰老。由于线粒体突变和氧化损伤的增加，与年龄相关的变化会导致线粒体质量和完整性下降。因此，衰老会严重影响线粒体功能，导致细胞过程异常。

线粒体以其结构可塑性而闻名，并根据特定的细胞过程进行裂变或融合。例如，线粒体裂变与线粒体自噬有关，线粒体自噬是一种专门去除受损线粒体的调节过程，从而维持组织稳态。然而，衰老会导致参与线粒体裂变的蛋白质丢失或突变。这最终会损害线粒体自噬，这种疾病通常与几种与年龄相关的疾病有关，例如阿尔茨海默病、帕金森病、心肌病和癌症。

在另一个关键功能中，线粒体与细胞骨架结合以促进它们自身的活动。它是使线粒体在具有复杂结构的细胞（如神经元）的细胞质中分布的关键因素。然而，在衰老细胞中，细胞骨架会变得不稳定，从而减少线粒体运动并导致神经元功能异常。

通过呼吸产生能量是线粒体的基本功能。线粒体呼吸链产生超氧自由基作为有毒副产物。线粒体抗氧化系统通常会中和这些自由基。然而，衰老的线粒体抗氧化能力降低，无法对抗超氧自由基的氧化应激。这导致活性氧在细胞中积累，最终导致细胞死亡。