Cuando un átomo solo o agrupado en una molécula capta electrones de otro átomo u otra molécula que los cede, hay un proceso de óxido-reducción. El que capta electrones se reduce y el que los cede se oxida.
El oxígeno, por ejemplo, es un oxidante. Tiene gran afinidad para captar electrones, por lo tanto, tiende a reducirse oxidando, es decir, captando electrones de las sustancias que están cerca, que a su vez quedan oxidadas. El flúor es aún más oxidante y por eso se usa en pastas dentífricas como antiséptico. Porque al oxidar las moléculas que están cerca, las desnaturalizan, y si son parte de una estructura biológica pueden distorsionarlas al punto de matar células.
Para liberar la energía presente en los azúcares, grasas y proteínas, nuestros nutrientes básicos, necesitamos el oxígeno como factor oxidante, en un proceso de combustión biológica que libera electrones que se acumulan en el ATP, cuando el ADP se reduce en ATP, donde quedan almacenados. La combustión de estos nutrientes transforma su energía fundamentalmente en ATP. El resultado de esta combustión u oxidación biológica es dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O). Este proceso ocurre en la mitocondria, un organelo a modo de "reactor" intracelular.
Como vimos, la mayor parte del oxígeno consumido genera CO2 y agua, sin embargo, aproximadamente de un 2 a 5 por ciento de este oxígeno generará compuestos oxigenados altamente activos, tóxicos para la célula, llamados radicales libres, como el agua oxigenada o H2O2, superóxido (O2-) e hidroxilo (-OH), sustancias de alto poder oxidante, todas producidas por un "escape" de electrones de la cadena de transporte.
El ejercicio físico fundamentalmente aeróbico aumenta la combustión biológica y, por ende, libera más radicales libres con toxicidad celular, quedando así las personas con un hábito deportivo más expuestas a sus efectos que la población sedentaria.
Una acumulación de radicales libres en el cuerpo aumenta el riesgo de daño celular o "estrés oxidativo" en muchas sustancias biológicas. Éstas incluyen el material genético o ADN, proteínas y grasas estructurales de la membrana celular, que ayuda a aislar la célula de agentes dañinos como toxinas y carcinógenos.
Así, el efecto mayor de los radicales libres es sobre las grasas poliinsaturadas de la membrana celular, la que se daña por un efecto llamado peroxidación de lípidos que vulnera a partir de esto a toda la célula.
Aunque el organismo no puede impedir la liberación de radicales libres a partir de la combustión biológica, sí tiene mecanismos de defensa naturales. Éstos incluyen enzimas antioxidantes como la catalasa, la glutatión peroxidasa, la superóxido dismutasa, y algunas proteínas que ligan metales.
Además, agentes nutritivos como las vitaminas A, C y E, y el precursor de la vitamina A, el betacaroteno, brindan protección celular como antioxidantes. En efecto, estas vitaminas antioxidantes protegen la membrana celular al reaccionar y remover los radicales libres, abortando su efecto tóxico.
Los estudios demuestran que una dieta que proporcione niveles apropiados de vitaminas antioxidantes, especialmente C y betacaroteno, reduce el riesgo de cáncer.
Aunque los efectos benéficos del ejercicio físico son conocidos, se han discutido sus potenciales efectos negativos, basados en el aumento de radicales libres que se producen al elevar el metabolismo aeróbico. Esto porque la actividad aeróbica aumentada y, por ende, la mayor producción de radicales libres, podría superar nuestras defensas naturales y dejarnos vulnerables a un "estrés oxidativo".
La contraposición es que mientras que la producción de radicales libres puede aumentar durante el ejercicio, las defensas biológicas también lo hacen, adaptándose a los requerimientos del entrenamiento físico aeróbico vía inducción (mayor producción) de enzimas antioxidantes. Este argumento es apoyado por las investigaciones que muestran los efectos benéficos del ejercicio físico regular en la incidencia de varias formas de cáncer y de enfermedades cardiovasculares.
Aunque no hay consenso, quizás los deportistas con alta carga de ejercicio necesitarían suplementos de antioxidantes en la forma de vitaminas. La investigación sugiere que la vitamina E puede ser el antioxidante más importante relacionado al ejercicio; que 200 mg diarios, por tres semanas, disminuyen dramáticamente la producción de radicales libres. Personas recibiendo un suplemento antioxidante en base a vitamina C, betacaroteno y vitamina E, mostraron menos índices de "estrés oxidativo" que la población normal. Además, evidencia limitada a los humanos sugiere un posible beneficio de un suplemento de vitamina E.
Los efectos antioxidantes del selenio y de la coenzima Q10 están aún por definirse.
Investigaciones ratifican que una dieta que incluya vitaminas antioxidantes y betacaroteno reduce el riesgo de padecer cáncer.
