Oxigén molekulaszerkezete Az alapállapotú oxigénmolekula triplett állapotban létezik: lazító-molekulaorbitálokon párosítatlan elektronnal rendelkezik, ennek következménye a könnyű redukálhatóság. A redukció során keletkező reaktív intermediereket Reaktív Oxigén Specieseknek (ROS) nevezzük. Ezek jellemzően olyan részecskék, amelyek párosítatlan elektront tartalmaznak, tehát gyökök.

Oxigén redukciója Az oxigénmolekula teljes redukciójához 4 elektronra van szükség, amelyet egy lépésben valósít meg a mitokondriális légzési láncban található citokróm-c-oxidáz. A teljes redukció mellett számos olyan folyamat létezik a sejtekben, ami az oxigén részleges redukcióját eredményezi. A részleges redukcióval az alábbi ROS-ok képződésére számíthatunk:

1. Szuperoxid-gyök: Oxigénmolekulából egy elektronos redukcióval keletkezik.
2. Hidrogén-peroxid: Szuperoxid-gyökből egy elektronos redukcióval és protonálással keletkezik.
3. Hidroxil-gyök: Hidrogén-peroxidból egy elektronos redukcióval