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医学检验技术发展与创新
Development and Innovation of Medical Laboratory Technology

三、线粒体功能障碍在慢性阻塞性肺疾病发病机制中的研究

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种常见的以持续气流受限为特征的可以
预防和治疗的疾病，致残率和病死率很高，全球 40 岁以上人群发病率已高达

9% ～ 10%，预计到 2030 年 COPD 将成为第三大死因。线粒体是唯一具有自身
DNA 的细胞器，是真核生物的标志。其包含 2 个分离的、功能不同的外膜和内膜，
将膜间空间和基质分隔开。线粒体的主要任务包括产生三磷酸腺苷和满足细胞生

物合成所必需的代谢物。基于这些关键作用，线粒体被认为是“细胞的发电站”。
除此之外，线粒体还参与细胞信号转导、分化和细胞死亡，以及维持对细胞周期
和细胞生长的控制。线粒体是内源性活性氧产生的主要来源，还参与钙离子的暂
时储存，在细胞钙稳态中发挥作用。因此，维持线粒体功能和代谢平衡对于细胞

的功能和存活至关重要。线粒体稳态与线粒体膜电位的稳定、钙离子平衡、线粒
体 DNA(mtDNA）的完整性以及通过有丝分裂及时清除受损的线粒体有关。一旦
线粒体稳态被破坏，就会扰乱氧化磷酸化过程，诱发包括活性氧在内的副产物的

产生和积累，进而引起线粒体功能障碍，形成对细胞功能有害的恶性循环。
线粒体稳态可被烟草烟雾、空气污染物、炎症、感染、缺氧和高氧等破坏，
从而导致线粒体功能障碍。表现为线粒体嵴的肿胀和消失、氧化磷酸化过程和能
量产生受损、线粒体膜电位下降、代谢途径改变、线粒体活性氧产生增加。线粒

体在疾病进展中的作用被广泛研究，并表明线粒体功能障碍和 COPD 的发生发展
之间存在直接联系。
（一）线粒体活性氧

与 COPD 线粒体被广泛认为是活性氧的主要内源性来源，在其正常氧化代
谢过程中，活性氧在细胞信号传递和体内平衡中起着重要作用，但过量的活性氧
会对细胞完整性产生不利影响，并会损害其他活性分子。线粒体含有自己的抗氧
化防御系统来解毒和减少活性氧，这种氧化还原缓冲能力被精确控制，以避免线

粒体功能障碍和细胞死亡。然而，线粒体活性氧在缺氧、缺血 / 再灌注损伤、化
学应激、药物治疗、遗传缺陷或代谢波动引起的各种病理生理条件下增加。活性
氧的产生是氧化磷酸化不可避免的结果。研究表明，线粒体活性氧具有多种功能，

如充当信号转导子，触发促炎细胞因子和相关途径的表达和 / 或释放，以及作为
正常细胞氧化还原稳态、细胞增殖/存活和炎症反应重要的转录因子调节剂。然而，

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