Las mitocondrias son orgánulos celulares eucariotas que se sabe que producen energía a través de un proceso llamado fosforilación oxidativa. Además de su función principal, las mitocondrias están involucradas en varios procesos celulares, incluido el crecimiento celular, la diferenciación, la señalización, el metabolismo y la senescencia. Los cambios relacionados con la edad causan una disminución en la calidad e integridad mitocondrial debido al aumento de las mutaciones mitocondriales y el daño oxidativo. Por lo tanto, el envejecimiento puede afectar gravemente las funciones mitocondriales, lo que conduce a procesos celulares anormales.

Las mitocondrias son conocidas por su plasticidad estructural y sufren fisión o fusión dependiendo de procesos celulares específicos. Por ejemplo, la fisión mitocondrial se asocia con la mitofagia, un proceso regulador que elimina específicamente las mitocondrias dañadas, manteniendo así la homeostasis de los tejidos. Sin embargo, el envejecimiento puede causar pérdida o mutación de las proteínas implicadas en la fisión mitocondrial. Esto eventualmente afecta la mitofagia, una condición que a menudo se correlaciona con varias enfermedades relacionadas con la edad, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson, las miocardiopatías y el cáncer.

En otra función crítica, las mitocondrias se asocian con el citoesqueleto para facilitar su propia movilidad. Es un factor crucial que permite la distribución de las mitocondrias a través de los citoplasmas en células con una estructura compleja como las neuronas. Sin embargo, en las células envejecidas, el citoesqueleto puede volverse inestable, disminuyendo el movimiento mitocondrial y provocando funciones neuronales anormales.

La producción de energía a través de la respiración es la función fundamental de las mitocondrias. Las cadenas respiratorias mitocondriales generan radicales superóxido como subproducto tóxico. El sistema antioxidante mitocondrial suele neutralizar estos radicales. Sin embargo, las mitocondrias envejecidas tienen una capacidad antioxidante disminuida y no pueden combatir el estrés oxidativo de los radicales superóxido. Esto da como resultado la acumulación de especies reactivas de oxígeno en la célula que eventualmente causan la muerte celular.