图 1 ROS的生成反应 [Carocho M, et al. Food and chemical toxicology, 2013, 51: 15-25.]
（绿色箭头代表脂质过氧化，蓝色箭头代表Haber-Weiss反应，红色箭头代表Fenton反应。粗体字母代表具有相同行为的自由基或分子）过氧化氢自由基（HO2·）在pH=7时解离形成超氧阴离子（O2-·），后者具有极强的反应性，可与许多分子相互作用，直接或通过酶或金属催化过程产生ROS。超氧离子也可以通过与酶超氧化物歧化酶（SOD）的歧化反应（通过Haber-Weiss反应）解离为H2O2，最后通过过氧化氢酶（CAT）解离为水。如果H2O2与铁催化剂如Fe2 发生反应，则可以发生Fenton反应（Fe2 H2O2→ Fe3 OH· OH-）形成HO·。
自由基对氧化应激的影响
自由基在有氧过程中如细胞呼吸、暴露于涉及吞噬细胞激活的微生物感染、在高强度体力活动或污染物/毒素（如香烟烟雾、酒精、电离和紫外线辐射、*虫剂和臭氧）的作用中产生。自由基对机体具有双重作用：在适当浓度下可作为信号分子，通过触发转录因子参与细胞增殖、凋亡和基因表达的调节，并参与吞噬细胞对感染的防御作用；当其水平过高时会造成机体氧化应激损伤。
自由基通过作用于相应的底物发挥氧化应激作用，可通过供给电子、还原自由基、接受电子、氧化自由基、夺氢、加成反应、自湮灭反应和歧化等方式与周围分子发生反应，其靶标主要为蛋白质、DNA和RNA、糖类和脂质，其相应的作用方式见表3。
表3 自由基对不同底物的作用方式
抗氧化剂的对抗作用
在氧化应激的跷跷板上，抗氧化剂是与自由基产生的氧化作用相对抗的物质。从定义上来说，生物抗氧化剂指当与可氧化底物相比，以较低浓度存在时能够延迟或防止底物氧化的任何化合物。抗氧化剂可为天然存在或人工合成，也可按产生来源分为内源性和外源性，按照其氧化过程是否由酶介导又可分为酶类和非酶类抗氧化剂，图2简要介绍了相关的分类，具体抗氧化剂的类型及其机制将在本文的下一篇姊妹篇中介绍。
图2 抗氧化剂的分类
抗氧化剂具有抑制新的自由基的产生、捕捉自由基以避免连锁反应、恢复自由基造成的损伤等作用。在生理条件下促氧化剂的水平略高于抗氧化剂，产生轻微的氧化应激，因此需要生物体的内源性抗氧化系统的干预。当随着年龄增长，内源性抗氧化剂和修复系统不能有效发挥作用时，氧化应激便会加重，进而出现机体功能紊乱（图3）。
