Oxidative stress è causata da uno squilibrio tra la produzione di reattive dell'ossigeno e la capacità di un sistema biologico di disintossicare prontamente intermedi reattivi o facilmente riparare i danni risultanti.
Tutte le forme di vita mantengono un ambiente riducendo all'interno delle loro cellule. Questo ambiente riducente è conservato di enzimi che mantengono lo stato ridotto attraverso un costante apporto di energia metabolica. Disturbi in questo stato redox normale possono causare effetti tossici attraverso la produzione di perossidi e radicali liberi che danneggiano tutti i componenti della cellula, tra cui le proteine, lipidi e DNA.
Negli esseri umani, lo stress ossidativo è coinvolta in molte malattie, come l'aterosclerosi, morbo di Parkinson, insufficienza cardiaca, infarto miocardico, morbo di Alzheimer, X fragile sindrome e la sindrome da affaticamento cronico, ma lo stress ossidativo a breve termine può anche essere importante nella prevenzione dell'invecchiamento mediante induzione di un processo denominato mitohormesis. Specie reattive dell'ossigeno possono essere vantaggiosa, in quanto vengono utilizzati dal sistema immunitario come un modo per attaccare e uccidere gli agenti patogeni. Specie reattive dell'ossigeno sono utilizzate anche nella segnalazione delle cellule. Questo è doppiato segnalazione redox.
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