自由基的定义为：任何含有不成对电子而能单独存在的物质。此种含不成对电子的状况在能量上而言是不稳定的，因此从另一个角度来看自由基是高反应性且短命的。自由基若要稳定必须向邻近的分子夺取电子而使自己的电子成对，但也因此使得电子被夺的那个分子因电子变的不成对而造就出一个新的自由基，这就是身体产生自由基后可能引发的连锁反应。
体内自由基的可能来源很多，在细胞的有氧呼吸中，粒腺体的电传递链可以发生因氧气的还原反应不完全而产生最常见的自由基超氧离子，超氧离子本身反应性不是最强，但此离子可与铁或铜离子反应形成高反应性且破坏力极强的氢氧根基。另外，在急性缺血性肾衰竭或缺血性心脏病时，有所谓的“缺血一再灌注伤害”，亦即在短时间急性缺血之后血流恢复时，可因黄嘌呤氧化酶的作用而产生过多的超氧离子而造成组织的伤害。在身体发生发炎反应时，白细胞也可以释放出自由基来杀死细菌，这是白细胞的主要功能之一，然而这些白细胞释放出的自由基常波及无辜而使附近的正常细胞亦受到伤害。其他如某些药物、抽烟及辐射等亦可能产生自由基。
自由基与疾病的发生关系极为密切，自由基对许多疾病的致病性是近年来成为热门的研究课题，目前较为确定与自由基有关的疾病，包括：
癌症、糖尿病、肾脏疾病、动脉硬化、缺血性心脏病、器官移植、炎性疾病、神经系统疾病、高血压、败血症、急性外伤、眼睛疾病（如白内障）、药物毒性、许多肺部疾病、血液疾病等。自由基的毒性在于其可攻击附近的分子造成细胞的死亡，其中最容易受到攻击的是细胞膜及脂蛋白中的多元不饱和脂肪酸，导致所谓的脂质过氧化；这个反应可由单一自由基起动，在氧气持续存在的状况下，可以发生连锁反应而使细胞膜功能严重受损。自由基可以攻击蛋白质使得蛋白质断裂或凝集等，进而， 影响离子通道及细胞受体等有关功能。自由基也可以破坏DNA而致基因l 突变或致癌等，细胞也可能因此而死亡。
自由基与人体健康的关系密不可分。
1.过量运动
在《抗氧化物的革命》一书中，肯尼斯·库珀医生强调，过量的运动可以明显增加我们身体产生自由基的数量。库珀医生在了解过几名勤奋的运动员过早地死于心脏病、中风和癌症之后非常关心这一问题，这些人一生中可能跑了三四十个马拉松长跑，同时每天还要坚持大量的体育锻炼。
在为这本抗氧化书籍作研究的过程中，库珀医生意识到过量运动可能带来的伤害。当我们中等或适度运动的时候，我们产生的自由基数量只会略微增加。但是，当我们过量运动的时候，我们自由基产生的数量就会急剧上升。
《抗氧化物的革命》一书在结尾处忠告读者，过量运动实际上是有害健康的，尤其是在我们多年持续过量运动的情况下。库珀医生建议我们每个人都应适量运动，还建议我们每人在进行营养补充时都应服用抗氧化剂。只有真正的运动员才应该进行艰苦的训练，而且他们也应该补充大量的抗氧化剂来抵消这种侵害。
2.压力过大
与体育运动一样，轻度到中度的精神压力只能轻微增加自由基的数量，重度的精神压力却可以导致自由基数量明显上升，形成氧化压力。
你有没有注意到当你压力过大时经常容易得病?有多少次你发现长期压力过大的好友或家人最终得了癌症或者心脏病发作?
我的病人们这辈子多数都没有跑过几个马拉松，但是我有成千上万个病人长期承受着精神压力。经济方面的、工作方面的和个人方面的压力交织在我们的生活中，精神压力成为我从医经历中碰到的对健康影响最大的因素。一旦你开始明白氧化压力的危害，你就会开始重视长期精神压力对健康的威胁，并且开始去减轻这种压力。
3.空气污染
环境对我们体内形成的自由基的数量影响巨大，空气污染是导致我们肺部和体内氧化压力的主要原因之一。现在当你开车进入任何一个大城市时，你不仅能够看到空气中厚重的烟雾，甚至能够用舌头尝得出来。
我还记得1970年在科罗拉多大学医学院读书的日子。当我在神经病科轮值的时候，我必须在早上6点开始查房。开始的时候，我会走到西边的窗户前，欣赏初升的太阳把它的光芒投射在落基山上，然后迅速开始巡视，每天大约需要两个小时。当完成工作以后，我会在第一节医学课前跑回去看那个美丽的山景。让我惊讶的是，我往往连山也看不到了，能看到的只是一些白色的光线透过浓重的红色的烟雾。在人们工作的这两个小时里发生了多么大的变化啊。
空气污染对健康的影响已经引起了极大的关注。空气污染中包括臭氧、二氧化氮、二氧化硫和多种碳氢化合物，这些物质都能显著增加自由基的数量。日复一日地暴露在这些有毒物质中，我们的健康会受到严重威胁。空气污染已被认为是哮喘、慢性支气管炎、心脏病，甚至是癌症的致病原因之一。理解了氧化压力是这些疾病的根源以后，我们可以制订出一套保护自己不受空气污染威胁的方案。
我们还应考虑空气污染的另一个方面：因为职业需要而暴露在诸如石棉纤维之类的矿尘中。在石棉中添加含铁纤维能够产生更多的自由基，已有研究证实，长期暴露在这些物质中可能导致肺癌和间质性纤维化(一种严重的肺部创痕)。还有许多其他危险性的职业：暴露在畜棚和谷仓的浮尘中的农夫；暴露在各种化学物质和浮尘中工作的工人。
毋庸置疑，我们呼吸的空气质量对身体健康影响是巨大的。
4.吸烟
你可能也会认为日常的烟雾或化学物质对我们是最大的威胁，但是你是否相信对我们身体危害最大的氧化压力实际上是香烟和雪茄的烟雾呢?这是真的。吸烟与日益增多的哮喘、肺气肿、慢性支气管炎、肺癌和心血管疾病紧密相连。我们都知道吸烟危害健康，但是要知道根本原因是由于烟雾对我们身体造成的氧化压力。香烟的烟雾含有多种毒素，它们联合在一起使肺部和身体各部分的自由基数量增加。没有任何一种嗜好比吸烟对健康的危害性更大了。
在我所知的事物里没有比尼古丁更容易上瘾的了。当美国公共卫生部部长艾佛瑞·库普把吸烟称为一种毒瘾而不是一种嗜好的时候，他永远地改变了我们对吸烟的看法。如何改变的呢?他告知公众尼古丁的成瘾性，这一点烟草公司可能早在半个世纪之前就已经知道了。许多事例表明，人们只需要两到三周就能对尼古丁成瘾。人们很难戒烟，这是否令人惊讶呢?我发现让病人戒烟比让他们戒酒更难。我相信香烟的烟雾对我们身体的危害远远超出了我们的想象。
那么二手烟又如何呢?医学研究证明，暴露在浓度较高的二手烟中的人们患哮喘、肺气肿、心脏病，甚至肺癌的可能性显著增加。因此人们通过了那么多条法律限制在公众场合吸烟。
你最近有没有在一个狭小的有许多人吸烟的场所待过呢?我想起上个月开车带我女儿回学校。路上，我不得不停在一个小镇上加油。当我走进加油站交汽油费的时候，有六个当地居民围坐在一个小桌子边上，他们都在边吸烟边喝咖啡。我忍不住咳嗽起来，感到很不舒服。对那些不习惯于香烟烟雾的人来说，其影响是显而易见的。我相信你也碰到过类似情况。
不难想象，每天暴露在二手烟中会对你的健康产生多大的影响。
5.食物和水源污染
你口渴么?1998年美国公众卫生部警告我们，美国85％的饮用水都已受到污染。我很难相信，过去的10年内这一情况并没有任何的改善，我们的水源现在受到了超过5万种化学物质的污染。这是一个昧人的事实：水质加工厂平均只能检测出其中30～40种化学物质。另外还有重金属，例如铅、镉、铝等，正在污染着我们的水源。在美国，有超过5．5万种受限制的化学废料和大约20万种不受限制的化学废料正在渗入全国各地的地下水层：当我们吸收了这些受污染的水源后，自由基的数量就会明显增加。
为此，现在的美国人已经求助于饮用大量的瓶装水、过滤水和蒸馏水。但是你要知道，除了蒸馏水以外，你无法判断自己花了那么多钱买回来的水的质量究竟如何，因为这毕竟是一个完全没有规范的市场。
从第二次世界大战至今，已有超过6万种新出现的化学制品进入我们的环境。现在每年仍有不少于l 000种新发明的化学制品进入我们的环境，除草剂、除虫剂和杀真菌药剂被用于多数食物的生产过程中。医学研究显示，所有这些化学物质在被人体吸收后都能增加氧化压力，其中有的比较危险，有的相对安全，但是它们都会对我们的健康产生威胁。‘这些化学物质帮助美国的食品工业前所未有地提高了产量，但是美国人付出了怎样的健康代价呢?
6.阳光紫外线辐射
我们已知道人们在20岁生日之前会接收到一生中大约2／3的日光照射。这就是说，当你阅读本书的时候，你的皮肤可能已经受过太阳的紫外线破坏了。
各种研究已经表明，紫外线能增加人体皮肤中的自由基。这些自由基已被证明能够破坏皮肤细胞的DNA，从而导致皮肤癌。这些研究是证明氧化压力能导致癌症的最直接的证明。
虽然太阳光线中的UVA和UVB射线均能增加皮肤中的自由基从而形成氧化压力，但是其中UVB射线的伤害力是最大的。只要涂抹了SPF30或更高指数的防晒霜，你就基本上可以不受UVB射线的损伤了。这样我们就可以更长时间地待在户外而不怕被阳光灼伤。但是这些防晒霜并不能很好地阻隔UVA射线，这种射线可以导致皮肤更深层的自由基增多。
这也许可以从一个方面解释为什么过去20多年来皮肤癌的发病率已经增加了4倍。
我们要在市场上挑选既能阻隔UVA也能阻隔UVB射线的防晒霜，显然，这才是既能保护你和孩子不受灼伤又能预防皮肤癌的产品。我建议大家密切关注自己皮肤上不同寻常的色素斑块的增加。
7.药物和放射
我开出的每一种药物都能增加体内的氧化压力。化疗和放射疗法的基本原理就是对癌症细胞产生氧化压力以杀死癌细胞，这也是病人很难忍受这些药物和治疗的主要原因之一，氧化压力增加也会间接地破坏正常细胞。
我们必须记住很重要的一点，对身体而言，任何药物从本质上来说都是一种外来物质，身体必须非常努力地把它代谢和消灭掉。这就要求肝脏和整个身体进行更多的代谢反应，因此产生了更多的自由基，并可能增加氧化压力。
21世纪的工业化国家已经变得过于依赖药物，美国和整个世界的药物消耗量已经达到前所未有的高度。虽然每种药物都已经过测试，证明了它的疗效，但是每种药物都有其与生俱来的危害。在美国，药物副作用已经成为第四大死亡原因。这是真的：在美国，每年都有超过1万人死于处方和服用方法都没有错误的药物。药物自身的危害在很大程度上都是由于它们可能导致的氧化压力。
超过70种慢性退行性疾病都是氧气毒副作用导致的。换句话说，导致这些疾病的根本原因就是氧化压力。医学研究显示，这些我们都担心年老后会患上的疾病的潜在原因毫无疑问就是氧气的黑暗面。
如果你曾经修理过一辆旧车，你就已经了解到灰尘的破坏力。它能侵蚀和分解地球上最坚硬的物质之一金属。正如空地上弃置的一辆汽车那样，如果不加以保护，我们的身体也会慢慢地生锈。就像金属上的一小块锈斑，我们的身体也会慢慢地被侵蚀，身体的哪一部分先受到破坏就能决定我们可能会得哪种慢性疾病。
幸好，我们的身体不仅有一套强大的抗氧化系统，它还有一套很出色的修复系统。下一章我会解释这个MASH野战医疗部队是如何修复细胞内的伤员的。