Το οξυγόνο είναι ένα απαραίτητο στοιχείο για τη ζωή. Όταν τα κύτταρα χρησιμοποιούν οξυγόνο για να παράγουν ενέργεια, δημιουργούνται ελεύθερες ρίζες ως συνέπεια της παραγωγής ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη) από τα μιτοχόνδρια. Αυτά τα υποπροϊόντα είναι γενικά είδη αντιδραστικού οξυγόνου (ROS) καθώς και είδη αντιδραστικού αζώτου (RNS) που προκύπτουν από τη διαδικασία της κυτταρικής οξειδοαναγωγής. Αυτά τα είδη παίζουν διπλό ρόλο τόσο ως τοξικές όσο και ως ευεργετικές ενώσεις. Η λεπτή ισορροπία μεταξύ των δύο ανταγωνιστικών τους αποτελεσμάτων είναι σαφώς μια σημαντική πτυχή της ζωής. Σε χαμηλά ή μέτρια επίπεδα, τα ROS και RNS ασκούν ευεργετικά αποτελέσματα στις κυτταρικές αποκρίσεις και στην ανοσολογική λειτουργία.

Σε υψηλές συγκεντρώσεις, δημιουργούν οξειδωτικό στρες, μια επιβλαβή διαδικασία που μπορεί να βλάψει όλες τις κυτταρικές δομές. Το οξειδωτικό στρες παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη χρόνιων και εκφυλιστικών παθήσεων όπως καρκίνος, αρθρίτιδα, γήρανση, αυτοάνοσες διαταραχές, καρδιαγγειακές και νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Το ανθρώπινο σώμα διαθέτει διάφορους μηχανισμούς για την εξουδετέρωση του οξειδωτικού στρες καθώς και αντιοξειδωτικα τα οποία είτε παράγονται φυσικά επί τόπου, είτε παρέχονται εξωτερικά μέσω τροφών και / ή συμπληρωμάτων. Τα ενδογενή και εξωγενή αντιοξειδωτικά δρουν ως «καθαριστές ελευθέρων ριζών» με την πρόληψη και την αποκατάσταση ζημιών που προκαλούνται από ROS και RNS και επομένως μπορούν να ενισχύσουν την ανοσολογική άμυνα και να μειώσουν τον κίνδυνο καρκίνου και εκφυλιστικών ασθενειών.

Η θεωρία των ελεύθερων ριζών ήταν γνωστή ήδη εδώ και πενήντα χρόνια. Ωστόσο, μόνο τις τελευταίες δύο δεκαετίες, υπήρξε μια εκρηκτική ανακάλυψη των ρόλων τους στην ανάπτυξη ασθενειών, καθώς και των επιδράσεών τους στην υγεία του ανθρώπου.

Όταν παράγονται σε περίσσεια, οι ελεύθερες ρίζες και τα οξειδωτικά δημιουργούν ένα φαινόμενο που ονομάζεται οξειδωτικό στρες, μια επιβλαβή διαδικασία που μπορεί να αλλάξει σοβαρά τις κυτταρικές μεμβράνες και άλλες δομές όπως πρωτεΐνες, λιπίδια, λιποπρωτεΐνες και δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA). Το οξειδωτικό στρες μπορεί να προκύψει όταν τα κύτταρα δεν μπορούν να καταστρέψουν επαρκώς την περίσσεια των ελεύθερων ριζών που σχηματίζονται. Με άλλα λόγια, το οξειδωτικό στρες προκύπτει από μια ανισορροπία μεταξύ σχηματισμού και εξουδετέρωσης του ROS / RNS. Για παράδειγμα, η ρίζα υδροξυλίου και το υπεροξυνιτρώδες σε περίσσεια μπορούν να βλάψουν τις κυτταρικές μεμβράνες και τις λιποπρωτεΐνες μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται υπεροξείδωση των λιπιδίων. Αυτή η αντίδραση οδηγεί στο σχηματισμό μηλονδιαλδεΰδης (MDA) και συζευγμένων ενώσεων διενίου, οι οποίες είναι κυτταροτοξικές και μεταλλαξιογόνες. Η υπεροξείδωση των λιπιδίων συμβαίνει με μια αντίδραση ριζικής αλυσίδας, δηλαδή μόλις ξεκινήσει, εξαπλώνεται γρήγορα και επηρεάζει μεγάλο αριθμό μορίων λιπιδίων. 
Οι πρωτεΐνες μπορεί επίσης να υποστούν βλάβη από το ROS / RNS, οδηγώντας σε δομικές αλλαγές και απώλεια της ενζυματικής δραστηριότητας. Η οξειδωτική βλάβη στο DNA οδηγεί στο σχηματισμό διαφορετικών οξειδωτικών βλαβών DNA που μπορούν να προκαλέσουν μεταλλάξεις. Το σώμα διαθέτει διάφορους μηχανισμούς για την αντιμετώπιση αυτών των επιθέσεων χρησιμοποιώντας ένζυμα επιδιόρθωσης DNA και / ή αντιοξειδωτικά. Εάν δεν ρυθμιστεί σωστά, το οξειδωτικό στρες μπορεί να προκαλέσει μια ποικιλία χρόνιων και εκφυλιστικών ασθενειών, καθώς και τη διαδικασία γήρανσης και ορισμένες οξείες παθολογίες (τραύμα, εγκεφαλικό επεισόδιο). Τα αντιοξειδωτικα, είτε μέσα σε φυσιολογική διαδικασία διατροφής, είτε ως συμπληρώματα διατροφής, βοηθούν τον ανθρώπινο οργανισμό να ανταποκριθεί στην φυσική φθορά κατά το πέρασμα του χρόνου.

Πηγή:
"Free Radicals, Antioxidants in Disease and Health" Lien Ai Pham-Huy, Hua He and Chuong Pham-Huy Int J Biomed Sci. 2008 Jun; 4(2): 89–96.