梦：线粒体在细胞内通常是持续工作的，但工作强度会根据细胞的需求动态调整。比如睡觉时，只维持基础的代谢率，线粒体的工作强度低；而在运动时，线粒体则增加工作效率。

强：调节线粒体的工作效率的因素是什么？

梦：还是钙离子。当细胞内钙泵和钠钙交换体的能量耗尽，细胞内的钙离子浓度会上升，这时钙离子会进入线粒体来降低浓度。线粒体膜上存在着钙离子单向转运体，它可以顺钙离子浓度梯度将细胞质中的钙离子转运到线粒体基质中。钙离子进入线粒体的过程，也是线粒体增加生产和释放ATP的信号。当ATP增加并扩散至细胞膜和钙库，则钙泵恢复吸收钙离子，细胞逐步恢复正常代谢。钙库这种摄取机制有助于缓冲细胞质中过高的钙离子浓度，避免细胞因钙离子超载而受到损伤。

强：线粒体能像钙库一样大量存储钙离子吗？

梦：正常情况下线粒体内的钙离子浓度低于胞浆，钙离子顺浓度梯度进入线粒体，只能在一定程度缓解胞浆的高钙，不能像钙库那样逆浓度吸收钙离子。当大量的钙离子进入线粒体，说明该细胞内的钙离子浓度严重超标，要么是长时间的积累钙库已满，要么是钙库内ATP缺乏无法启动钙泵，无论是哪个原因，钙库都不能再吸收钙离子了。这时线粒体已经彻底弹尽粮绝，无力回天，细胞会启动细胞凋亡机制。

强：降低线粒体产生ATP的主要因素有什么？

梦：巧妇难为无米之炊，如果细胞内燃料分子不足或缺氧，那么线粒体得到钙离子的开工信号也无法实施。燃料分子是进入线粒体的丙酮酸和中间产物乙酰辅酶A，数量不足会影响三羧酸循环的运行，进而使ATP合成减少。氧气供应不足，电子传递链无法将电子顺利传递给氧气，会导致电子传递链受阻，质子梯度难以维持，ATP 合酶无法正常工作，ATP 合成大幅减少。严重缺氧时，细胞会转而进行无氧呼吸，但无氧呼吸产生的 ATP 量远少于有氧呼吸，大量糖酵解产生的丙酮酸能改变细胞环境，产生代谢酸中毒。

强：是不是线粒体自身损坏也能导致ATP供应不足？

梦：是的。线粒体就是生产能量的机器，在新生的细胞中，线粒体状态完好，能量缺乏都是原料不足形成的；而在老化的细胞中，线粒体的机器磨损率高，容易出现结构损坏、酶的活性降低的情况。另外老化的细胞内环境改变、甲状腺激素和胰岛素异常也能影响线粒体生产，而且容易产生氧化应激的生产事故。

强：这么看来，细胞活性降低和老化，都是线粒体造成的。

梦：是的，细胞活性是由线粒体控制的，而线粒体由进入细胞内的葡萄糖和氧气含量决定。细胞内的所有生命活动都需要能量供应，能量是生命运动的保障。细胞膜上的各种通道，最重要的是胰岛素介导的葡萄糖运输，其次是氧气和二氧化碳的交换，然后才是各种物质和各种离子。

强：线粒体这么重要，每个细胞内只有1个线粒体吗？

梦：不是。细胞内线粒体的数量因细胞类型和生理功能而异。由于ATP能量的运输依靠扩散作用，为了尽快将ATP运输至需要的位置，线粒体采用多点分布的方式供应能量，普通细胞的线粒体有几百个。在肝细胞内进行多种代谢活动，需要大量的能量供应，肝细胞中大约含有1000-2000个线粒体。心肌细胞持续进行有节律的收缩活动，需要消耗更多的能量，其线粒体数量也更多，通常心肌细胞含有约5000个线粒体，以保证心脏持续有力地泵血。卵细胞中的线粒体数量最多，为了受精卵在早期发育得到充足的能量，线粒体可达数十万个。而成熟的红细胞线粒体最少，为携带更多的血红蛋白腾出空间，也为了避免监守自盗消耗氧气，红细胞彻底阉割线粒体。

小主，

强：血液中的氧气是如何进入组织细胞的？

梦：当血液流经组织毛细血管时，由于组织细胞内的氧气不断被消耗，其氧气分压低于血液中的氧气分压，氧合血红蛋白便会释放出氧气，以物理溶解的方式进入血浆。血浆中的氧气通过组织毛细血管壁扩散到组织液中，然后再从组织液扩散进入组织细胞。在组织液中氧气从高浓度区域向低浓度区域扩散，不需要消耗细胞的能量，属于被动运输中的自由扩散方式。

强：氧气从血液至细胞的中间路途中，氧气完全是裸露的，会形成氧化应激的原因吗？

梦：不会。正常生理状态下，氧气从血液进入组织液再到细胞是一个有序的过程。机体存在完善的抗氧化防御系统，包括超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化酶，以及维生素 C、维生素 E、谷胱甘肽等抗氧化物质。这些物质能够及时清除少量产生的活性氧，使活性氮的产生和清除处于动态平衡，不会导致氧化应激的发生。

强：氧气进入细胞后，是如何进入线粒体的？

梦：由于细胞内的线粒体不断消耗氧气进行有氧呼吸，使得线粒体内部的氧气浓度低于细胞质基质中的氧气浓度。在这种浓度差的驱动下，氧气以自由扩散的方式穿过线粒体的外膜和内膜。线粒体的外膜和内膜对氧气具有良好的通透性，允许氧气分子自由通过，从而使氧气能够顺利进入线粒体基质，参与有氧呼吸的第三阶段，与氢结合生成水，并释放大量能量。

强：如果进入细胞内的氧气与葡萄糖不均衡，氧气过多会诱导氧化应激，葡萄糖过多则糖酵解后丙酮酸过量产生代谢酸中毒。氧气与葡萄糖是如何平衡的？

梦：氧气是通过自由扩散进入细胞的，氧气是不能精细调控的，氧气与葡萄肉的平衡由胰岛素来调节。胰岛素一方面促进细胞摄取葡萄糖，另一方面抑制肝脏葡萄糖的输出，同时还能调节细胞内的代谢途径，促进葡萄糖的氧化分解、合成糖原和转化为脂肪等，从而降低血糖水平，间接调控细胞对氧气的利用，达成糖与氧的均衡。

强：当肝细胞不能自我平衡时，如何呼叫激素支援呢？

梦：单一的细胞失衡属于偶发事件，不会得到激素支援，这种情况被认为是细胞单体的能力不足，会执行细胞凋亡程序，进行细胞更新。只有细胞内的失衡成为普遍现象，才能形成民意被重视，由肝脏统一发出激素需求。