استرس اکسیداتیو و آسیب میتوکندریایی در پاتوژنز برخی بیماری‌های عصبی، از جمله آلزایمر، پارکینسون و اسکلروز جانبی آمیوتروفیک دخیل است. استرس اکسیداتیو با تولید بیش از حد گونه‌های فعال اکسیژن شناخته می‌شود که می‌تواند جهش در DNA میتوکندری را القا نماید یا منجر به اختلال در زنجیره تنفسی میتوکندری، تغییر در میزان نفوذپذیری غشا و سیستم های دفاع میتوکندری شود. سلول های مغزی ما بوسیله میتوکندری تامین انرژی می شوند و گونه های فعال اکسیژن، به عنوان محصولی از متابولیسم طبیعی اکسیژن در این اندامک ها می توانند منجر به مرگ سلول های عصبی شوند. تمامی این تغییرات در تکامل این بیماری های عصبی نقش داشته و سبب اختلال در عملکرد نورونها و دژنراسیون آن ها می‌گردد.
