Phản ứng gốc tự do có thể gây ra rất nhiều tổn thương trong tế bào

 Phản ứng tạo gốc tự do

Đó chính là nguyên nhân tại sao phản ứng gốc tự do có thể gây ra rất nhiều tổn thương trong tế bào. Kết quả đưa đến cấu trúc của màng bị rối loạn, ức chế phân bào, làm mất hoạt tính của các men, tăng tích luỹ các protein thụ động v.v. Họ đã xác minh được rằng gốc O2 tấn công trực tiếp ADN của tế bào, hoặc làm xuất hiện các gốc tự do thứ phát có khả năng tấn công ADN. Gốc tự do có thể làm mất khả năng liên kết của các polysaccarid, oxy hóa adrenalin, hoạt hóa oxy hoá H2O2 của lipid. Cho đến nay, gốc tự do hydroxyl là một chất oxy hóa mạnh nhất. Nó có thể được tạo thành trong phản ứng phân tích nước, tác động của phóng xạ lên các hệ thống sinh học.
Trong quá trình tiến hóa các cơ chế ưa khí của thế giới thực vật và động vật đã tạo ra được các cơ chế bảo vệ chống tác hại của oxy. Các cơ chế này có tuổi thọ hàng tỷ năm. Hai đội quân hùng mạnh làm nhiệm vụ bảo vệ tế bào tránh tác hại của oxy; chúng hạn chế đến mức tối thiểu việc tạo ra các sản phẩm độc hại trong quá trình oxy hóa khuyết men (tạo ra các gốc tự do và H2O2); mặt khác, nếu các gốc tự do vẫn tạo ra thì nhiệm vụ của đội quân này là vô hiệu hóa chúng.
Vành đai bảo vệ tế bào tránh tác động của các gốc tự do đầu tiên là do một nhóm men tạo nên. Người ta mới xác định được sự có mặt của các men này trong tế bào của cơ thể sống. Vành đai này bảo vệ cơ thể tránh tác hại của O2 và H2O2. Năm 1969 người ta đã phát hiện ra nhóm men superoxyddismutase (SOD) chuyên lùng bắt các gốc superocid tự do O trong tế bào. Hai nhóm men khác là catalase và peroxidase làm nhiệm vụ săn bắt H2O2. Chúng xúc tác phản ứng khử các điện tử của H2O2 nhằm tạo ra nước, hoặc sử dụng H2O2 như vật mang điện tử (trong trường hợp xúc tác):
2H2O2 ➝ 2H2O + O2
Hoặc sử dụng các chất khử khác nhau (trong trường hợp đối với peroxidase).
H2O2 +2DH2 ➝ 2H2O + DH2 + D
Trong đó D là chất khử.
Các nhóm men đó làm cho nồng độ của gốc superocid và H2O2 trong tế bào trở nên không đáng kể; theo tính toán của các nhà khoa học, cứ 106 gốc tự do H2O2 thì chỉ có dưới 4 gốc lọt qua được tuyến phòng thủ superoxyddismutase.
Tuyến phòng thủ thứ hai do nhóm các chất chống oxy hóa tồn tại bên trong tế bào tạo nên. Nhiệm vụ cơ bản của chúng là hạn chế sự tổn thương do các gốc tự do gây ra tới mức tối thiểu.