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大脑是一个新陈代谢旺盛的器官，它的重量远超过两磅，消耗了人体20%到25%的燃料。以线粒体为中心的大脑制造能量的机器为你提供动力，使你能够看到这一页，解码这些符号，接收这些信息，甚至将其中的一部分储存在记忆中。由于大脑对能量的需求非常大，因此线粒体的数量非常多，每个神经元可能有数千个线粒体。越来越多的证据表明，线粒体发挥功能的多种方式和功能障碍的多种可能性是所有精神疾病的共同根源。
线粒体是一种古老细菌的后代，这种细菌进入了同样古老的单细胞生物体，并达成了合作生存协议。线粒体产生的能量不仅能维持生命，还能适应各种挑战。线粒体能迅速响应您的需求： 当你爬山或骑车时，它们会为你的肌肉提供能量。如果大脑中没有能量，你就无法做出决定、回答问题或开怀大笑。线粒体对环境需求的敏感性使其成为我们适应内外环境不断变化的需求的关键纽带。
同样的敏感性也可能使它们特别容易受到一系列环境干扰的攻击。这种脆弱性使得线粒体功能障碍成为精神疾病的主要根源。
作为曾经独立的生物体的后代，线粒体保留了一定的自主性；例如，它们有自己的 DNA，这有助于线粒体对局部能量需求做出快速反应，而无需首先咨询核 DNA。它还允许线粒体自行繁殖。
由于没有端粒的保护，线粒体 DNA 特别容易受到损伤，这会严重影响能量生产能力。线粒体对大脑活动的重要性不言而喻，因此线粒体功能的微小变化也会产生巨大影响。从自闭症等发育障碍到抑郁症、双相情感障碍和精神分裂症等精神疾病，再到阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病，越来越多的研究将线粒体功能障碍与各种精神健康状况联系在一起。
线粒体是主调节器
除了生产能量，线粒体还在生产和调节神经递质方面发挥着重要作用，其中包括血清素、多巴胺和抑制神经兴奋性的万能物质–GABA。线粒体是荷尔蒙的关键调节器，包括对应激反应至关重要的皮质醇，以及生殖荷尔蒙：雌激素、睾酮和孕酮。
线粒体是一种表观遗传力量，可以调节细胞基因的表达，开启或关闭它们。它们似乎是逆境的最终响应者。它们所做的一切都会对认知和所有其他心理过程产生深远影响。许多研究都指出，线粒体是精神疾病和神经退行性疾病的症结所在。
出了什么问题
线粒体功能受损的方式有很多。其中最主要的是氧化压力。ATP 来自葡萄糖的分解，是线粒体利用其化学键所含能量产生能量的分子。在不断产生 ATP 的过程中，一些电子会失控，产生氧自由基，也称为活性氧（ROS）。自由基会损伤 DNA、蛋白质和其他重要的细胞成分。当正常活动中释放的氧自由基超过了可用于中和它们并防止它们造成损害的抗氧化剂时，细胞内就会出现氧化应激。由于大脑的新陈代谢非常活跃，其持续活动需要消耗大量氧气，因此特别容易受到氧化应激的影响。事实上，氧化压力在所有细胞中的无情积累正是我们衰老的原因。长期的氧化压力会侵蚀线粒体的效率和活性，并会损害线粒体基因。
另一个导致问题的途径是垃圾清理不力。所有细胞都有一个自我维护和自我更新的过程，称为自噬，通过这个过程，破旧或损坏的部分被分解和清除，而可再利用的元素则被循环利用到新细胞中。自噬使细胞保持正常工作状态。鉴于对线粒体的要求，一丝不苟的内务管理对其宿主脑细胞的活力和功能至关重要。
线粒体通常能够通过增加数量迅速满足能量需求，这一过程被称为线粒体生物生成。生物生成的变化也会损害线粒体的功能。
任何原因引起的线粒体功能障碍不仅会导致 ATP 水平和能量生成减少，ROS 生成增加，而且还会导致炎症。如果由于线粒体功能降低，有缺陷的线粒体没有被有丝分裂清除，它们就会释放出其中的内容物，引发炎症过程。
当线粒体功能失常时，会出现疲劳、担忧等症状
线粒体功能失调导致大脑能量不足，影响大脑运作的方方面面。它是疲劳的根源。它是各种程度的认知迟缓和障碍的原因；它破坏了认知灵活性，而我们正是通过这种灵活性来适应瞬息万变的生活环境。它阻碍了最耗费精力的操作–执行功能，影响了从注意力集中和决策到冲动控制、情绪调节和记忆等各个方面。那些在我们脑海中重复播放的负面想法和担忧？要想不让它们占据我们的大脑，需要耗费大量的脑力。
大脑成像研究，如功能磁共振成像（fMRI），本质上是对大脑新陈代谢的研究。它们测量脑血流量的变化，以满足神经活动的需求。在过去的几十年里，有大量证据表明，在每一种精神疾病中，脑血流都会出现紊乱，并在影像学研究中显现出来；也就是说，以线粒体为中心的大脑新陈代谢出现了异常。在某些情况下，特定的大脑区域过度活跃，而在另一些情况下，某些区域则活跃不足。在所有情况下，线粒体都与之有关。
与胰岛素的联系
有更多证据表明，线粒体功能失调会导致精神疾病。根据美国疾病控制和预防中心（Centers for Disease Control and Prevention）的数据，超过 40% 的美国成年人患有肥胖症。超过 35% 的人患有焦虑症、抑郁症或两者兼有。新陈代谢紊乱患者的精神障碍发病率是正常人的两到三倍。患有精神障碍的人患肥胖症和糖尿病的几率是正常人的两到三倍。这两种疾病都有一个共同的病因：线粒体功能受损。
例如，肥胖通常伴随着胰岛素抵抗。胰岛素是新陈代谢的重要调节剂，也是一种信号分子： 胰岛素抵抗不仅会影响葡萄糖代谢和能量产生，还会改变多巴胺的动态变化，影响大脑中的奖赏和动机网络，并与焦虑和抑郁有关。
越来越多的证据表明，精神疾病首先是新陈代谢失调的结果。同样的知识也为治疗精神疾病的全新方法铺平了道路。
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