Doenças neurodegenerativas (DN) são desordens altamente debilitantes relacionadas ao envelhecimento, e a disfunção mitocondrial, estresse oxidativo e nitrosativo (EON) têm sido associados com as manifestações clínicas desse grupo de patologias. As mitocôndrias se destacam como organelas cruciais na relação entre a neurodegeneração e a neuroinflamação, e nesse sentido, os polifenóis são considerados promissores enquanto fármacos que têm como alvo as mitocôndrias. Compostos fenólicos são capazes de regular as mitocôndrias através do controle de seu estado redox, função e sistema apoptótico. Neste trabalho investigou-se o potencial neuroprotetor dos extratos de Araucaria angustifolia (AAE) e Camellia sinensis (GT), bem como de seis compostos isolados (resveratrol, ácido gálico, ácido elágico, catequina, epicatequina e proantocianidinas) em um modelo de neurodegeneração usando ácido quinolínico (AQ). Células gliais U87-MG foram pré-tratadas com AAE ou GT ou um dos compostos fenólicos por 1 hora e, então, expostas ao AQ por 24 horas. As células expostas ao AQ apresentaram diminuição da viabilidade, produção exacerbada de espécies reativas de oxigênio (EROs), redução do potencial de membrana mitocondrial e aumento da resposta inflamatória. Apesar dos resultados similares encontrados com o GT e o AAE, este último se destacou por ser capaz de prevenir todos os parâmetros testados neste trabalho. Em conclusão, sugere-se que o AAE apresenta-se como um agente em potencial para a prevenção de DN relacionadas com a disfunção mitocondrial associada ao EON.