自由基是指外层轨道上有一个或一个以上未配对电子的分子、原子、离子或基团。主要包括氧自由基、羟自由基、质子化超氧阴离子自由基、脂氧自由基和过氧自由基。
氧分子是生物体内自由基的主要来源。氧分子能够产生氧自由基和羟自由基,也可以被还原成水。自由基的性质极为活跃,所有的细胞成分都可以是他们所攻击的对象。
在正常代谢中,体内约有95%的氧分子还原成水,其余约5%的氧分子还原成自由基。自由基的性质极为活泼,所有细胞成分都可以是他们所攻击的对象。正常情况下,生物体内自由基处于平衡状态,自由基浓度是极低的,生物体内的自由基防御体系能有效地清除所产生的自由基,保护机体组织细胞免受自由基氧化。但是,当自由基生成量激增到超过生物体内自由基防御能力时,可引起核酸、蛋白质、脂质等生物大分子降解或失活,导致细胞结构和功能的广泛性损伤,对机体造成危害。
剧烈运动时,能量消耗增多,酸性代谢产物生成也相应增多,体内某些物质自动氧化增强,自由基产生增多,就会攻击组织细胞,产生氧自由基损伤。运动引起自由基损伤,表现为:运动性贫血和力竭运动后溶血作用增强、血清酶和肌红蛋白升高、肌肉疲劳产生、延迟性肌肉酸痛等。
维生素E、C、A除了在体内起一定的专一作用外,此三者又都是自由基及各类活性氧的清除剂,对保护机体免受性这些活性物质的侵害起着重要的作用。