Как упоминалось ранее, оксидативный стресс возникает когда количество образующихся свободных радикалов значительно превышает количество антиоксидантов. Свободные радикалы крайне не стабильны, у них отсутствует один или несколько электронов и они стремятся восполнить недостающие электроны, забирая их у других молекул. Если они отнимают электроны у белков, то это приводит к повреждению тканей, нарушению клеточных структур, нарушению в деятельности гормонов и ферментов. С учетом того, что ДНК клеток каждый день подвергаются более 10000 оксидативных ударов, становится понятным необходимость употребление в рационе питания продуктов с высокой концентрацией антиоксидантов, причем количество антиоксидантов должно равняться количеству свободных радикалов. В противном случае свободные радикалы будут разрушать ДНК, митохондрии, ткани, клетки.
Больше всего свободные радикалы воздействуют на мембраны клеток, после разрушения которых они попадают внутрь клетки и разрушают митохондрии изнутри. Кроме того, митохондрии сами являются основным местом возникновение свободных радикалов и сами же в наибольшей степени подвергаются окислительным повреждениям. Чем больше повреждены митохондрии, тем в меньшей степени они могут использовать глюкозу и кислород для выработки энергии и в результате возникает потеря памяти, когнитивные нарушения, усталость. Поврежденные митохондрии не могут регулировать метаболизм, клеточный цикл и другие аспекты клеточного роста.
Не только митохондрии, но и ферменты цитохрома Р450 и реакции воспалительного ответа являются эндогенными источниками производства свободных радикалов. Однако, именно в митохондриях продуцируется наибольшее количество активных форм кислорода. Это объясняется тем, что митохондрии используют более 90% от общего потребления кислорода, необходимого для преобразования углеводов, жиров и белков в энергию и воду. При ограничении питания или даже при голодании снижается необходимость митохондриям трансформировать пищу в энергию, и, следовательно, будет снижаться выработка активных форм кислорода и в меньшей степени будут подвергаться деструктивным воздействиям митохондрии и ДНК клеток. Активные формы кислорода могут вырабатываться при повышенном содержании