酸素中毒
酸素中毒の生化学的基礎は、酸素の正常な代謝の自然な副産物として形成され、細胞シグナル伝達に重要な役割を持っている酸素の1つまたは2つの電子の部分的な還元により活性酸素種が形成されることである。体内で形成されるスーパーオキシドアニオン(O2)は、多分鉄の捕捉に関与していると考えられる。通常の濃度よりも高い酸素は、活性酸素種の濃度を高める。酸素は細胞の代謝に必要であり、血液は身体のすべての部分に酸素を供給する。高分圧の酸素を吸い込むと、高酸素状態が急速に広がっていき、最も血管が張り巡らされた臓器が最も弱い立場となる。環境的なストレスのもとで活性酸素種の濃度は劇的に増加し、細胞構造に損傷を与え、酸化ストレスを形成し得る。
体内でのこれらの活性酸素種のすべての反応メカニズムはまだ完全には解明されていないが、最も反応性の高い酸化ストレスはヒドロキシルラジカル(·OH)であり、これは細胞膜の不飽和脂肪酸に対して有害な過酸化脂質の形成の連鎖反応を発生させる脂質過酸化反応を引き起こし得る。高濃度の酸素は、DNAや他の生体分子を傷つける窒素酸化物、ペルオキシニトライト及びトリオキシダン(三重酸素)などの他のフリーラジカルの形成を増加させる。生体内の酸化ストレスに対する防御機構は、酸化ストレスに対抗するグルタチオンなどの多くの抗酸化システムを持っているが、最終的には非常に高い濃度の遊離した酸素に圧倒され、細胞の損傷率が高まり、それを修復するシステムの容量を超えてしまう。細胞の損傷と細胞死はその結果である。