Voie métabolique de l’oxygène et des ERO (espèces réactives de l’oxygène). L’oxygène peut subir des étapes successives de réduction conduisant à la formation d’ERO. En présence de métaux, de molécules organiques ou d’enzymes (oxydases ou complexes de la chaîne respiratoire), il est capable de capter un électron pour donner le radical superoxyde O₂^.-. Ce radical est le substrat d’enzymes essentielles, les superoxyde dismutases (SOD) qui le transforment en eau oxygénée H₂O₂. L’eau oxygénée peut avoir plusieurs destinées. En présence de métaux, en particulier le fer Fe²⁺, elle est transformée en radical hydroxyl °OH par la réaction de Fenton. Ce dernier est extrêmement réactif et va oxyder très rapidement les molécules voisines formant parfois d’autres radicaux libres. L’eau oxygénée peut aussi subir des réactions de détoxication catalysées par la catalase, la glutathion peroxydase ou les peroxyrédoxines. De même, plusieurs composés, notamment les vitamines E et C et le glutathion, peuvent interagir avec les radicaux et les détoxiquer. Sous l’influence de rayonnements UV, l’oxygène peut être transformé en oxygène singulet. Le métabolisme de l’oxygène croise celui de l’azote puisque O₂^.- interagit avec un autre radical, le monoxyde d’azote NO et conduit au composé toxique, le peroxynitrite ONOO^-. Arg : arginine ; NOS : NO synthase.