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Control mechanisms in mitochondrial oxidative phosphorylation

Neural Regeneration Research 2013年第4期8卷 363-375页

作者： Jana Hroudová Zdeněk Fisar Department of Psychiatry First Faculty of MedicineCharles University in Prague and General University Hospital in PraguePragueCzech Republic

Distribution and activity of mitochondda are key factors in neuronal development, synaptic plasticity and axogenesis. The majority of energy sources, necessary for cellular functions, originate from oxidative phosphorylation located in the inner mitochondrial membrane. The adenosine-5＇- triphosphate production is regulated by many control mechanism-firstly by oxygen, substrate level, adenosine-5＇-diphosphate level, mitochondrial membrane potential, and rate of coupling and proton leak. Recently, these mechanisms have been implemented by ＂second control mechanisms,＂ such as reversible phosphorylation of the tricarboxylic acid cycle enzymes and electron transport chain complexes, aUosteric inhibition of cytochrome c oxidase, thyroid hormones, effects of fatty acids and uncoupling proteins. Impaired function of mitochondria is implicated in many diseases ranging from mitochondrial myopathies to bipolar disorder and schizophrenia. Mitochondrial dysfunctions are usually related to the ability of mitochondria to generate adenosine-5＇-triphosphate in response to energy demands. Large amounts of reactive oxygen species are released by defective mitochondria similarly, decline of antioxidative enzyme activities （e.g. in the elderly） enhances reactive oxygen species production. We reviewed data concerning neuroplasticity, physiology, and control of mitochondrial oxidative phosphorylation and reactive oxygen species production.

关键词： neural regeneration reviews mitochondria metabolic pathway membrane potential oxidative phosphorylation electron transport chain complex reactive oxygen species respiratory state calcium uncoupling protein fatty acid neuroregeneration

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