自由基（free radical）是具有一個不配對電子的原子和原子團的總稱。由氧誘發的自由基稱為氧自由基或活性氧，如超氧陰離子（O2）、羥自由基（OH.）及單線態氧（1O2，激發態放出一個光子）等非脂性自由基。H2O2非自身基，但也是一種氧化作用很強的活性氧。氧自由基與多聚不飽和脂肪酸作用後生成的中間代謝產物烷自由基（L.）、烷氧基（LO.）、烷過氧基（LOO.）等屬於脂性自由基。氧自由基和脂性自由基的性質極為活潑，易於失去電子（氧化）或奪取電子（還原），特別是其氧化作用強，故具有強烈的引發脂質過氧化的作用。在生理情況下，氧通常是通過細胞色素氧化酶系統接受4個電子還原成水，同時釋放能量，但也有1～2％的氧接受一個電子生成O2，或再接受一個電子生成H2O2。但由於細胞內存有超氧化物歧化酶（superoxidedismutase, SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶（glrtathione peroxidase,GSH-PX）等抗氧化酶類可以及時清除它們，所以對機體並無有害影響。在病理條件下，由於活性氧產生的過多或抗氧化酶類活性下降，則可引發鏈式脂質過氧化反應損傷細胞膜系並進而使細胞死亡。
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