细胞内自由基的浓度过高时，常与生物大分子发生反应，破坏了生物大分子的结构，从而伤害了细胞，这些反应包括：

　　（1）自由基与核酸分子中的碱基发生加成反应，OH?等加到碱基(胸腺嘧啶C6或C5,腺嘌呤C8)的双链上，破坏碱基可产生基因突变。

　　（2）自由基可加成到膜脂及其他脂类不饱和脂肪酸的双链中，引起脂质过氧化，并可产生新的自由基。如脂质过氧化可使线粒体损伤，导致能量代谢障碍;微粒体损伤，使多聚核糖体解聚,抑制蛋白质合成;溶酶体损伤可使溶酶体膜通透性改变，使机体受到更大损伤。

　　（3）自由基常攻击肽链上的脯氨酸残基，引入羰基而生成α-吡咯烷酮，经水解与其相邻氨基酸断开，造成蛋白质断裂。此外自由基还引起蛋白质交联、蛋白质残基侧链基发生改变、破坏蛋白质高级结构等。

　　（4）自由基的氧化损伤涉及到细胞骨架蛋白。如肌动蛋白是构成微丝的主要蛋白质。用肌动蛋白做实验，发现它的4个一SH为氧化过程的靶子，肌动蛋白与氧化型?a href='http://www.baiven.com/baike/224/293594.html' target='_blank' style='color:#136ec2'>入赘孰?GSSG)之间形成二硫键可导致分子表面电荷的改变;在老化的红细胞中也可检测出类似的修饰物，用醌处理的细胞中也发现不同肌动蛋白分子或肌动蛋白与其他蛋白质之间形成二硫键（图14Q-1），这种氧化性蛋白质交联引起大分子的聚结。

　　图14Q-1细胞骨架肌动蛋白中巯基氧化的机理