Свободно-радикальное окисление присуще физиологическому состоянию клеток, однако, избыточное образование свободных радикалов при дефиците антиоксидантов сопровождается изменениями функциональной характеристики клеток и нарушениями мембранных структур. Избыточная активность свободно-радикального окисления липидов приводит к глубоким структурным изменениям мембран клеток.
Процессы энергопроизводства и энергообмена в организме происходят в условиях экстремальной активации свободно-радикального окисления в мембранах эндотелиоцитов и эритроцитов. Экспериментально показано накопление перекисей в суспензии митохондрий и в строме эритроцитов. Известно, что основную часть липидов мембран клеток тканей и их митохондрий, эритроцитов составляют фосфолипиды, легко вступающие в реакцию свободно-радикального окисления.
Основным мерилом энергии в организме принято называть макроэргические связи АТФ, равные 6-12 ккал/моль. При свободно-радикальном окислении выделяется значительно больше энергии – около 100 ккал/ моль. Но еще больше энергии выделяется при сгорании сурфанктантной пленки, около 3000 ккал/моль. Выделение такой энергии осуществляется в непосредственной близости от возбуждаемой клетки, местное стимулирующее воздействие на которую может быть эквивалентно энергии 500-1000 ккал/моль.
В условиях мощного возбуждения свободно-радикальное окисление липидов прогрессивно ускоряется за счет разветвленных цепных реакций. При этом контроль антиоксидантных систем организма, учитывая непрерывную стимуляцию процесса, может оказаться несостоятельным. Реакция свободно-радикального окисления может осуществляться в этом случае до полного расхода субстрата, т. е. липидов мембран клеток. Это означает фактическое разрушение клетки, поскольку их мембраны на 20–30 %, а мембраны митохондрий до 60 %, состоят из ненасыщенных фосфолипидов.
К факторам, стимулирующим свободно-радикальные процессы в клетках, следует отнести: все виды излучений; все виды химического воздействия; интоксикации организма, связанные с различными заболеваниями и особенно с повышением температуры; гормональные воздействия; стрессы; физические нагрузки с повышенным пульсом и дыханием; табакокурение и др.