Radicalen zijn atomen of moleculen waarvan één of meer elektronen ongepaard zijn. Zulke ongepaarde elektronen zijn altijd op zoek naar een ander ongepaard elektron en zij gedragen zich bijzonder agressief. Radicalen ontstaan bij de verwerking van zuurstof (O2); voor een aantal processen in het lichaam zijn ze onmisbaar. Teveel radicalen kunnen echter schadelijk zijn. Beïnvloed door uiterst kleine hoeveelheden van ijzer en koper kan bijvoorbeeld waterstofperoxyde (H2O2) worden omgezet in de hydroxyl-radicaal (OH2*), die heel gemakkelijk verbindingen aangaat en veel schade kan veroorzaken aan cellen en weefsels. Er bestaan verschillende soorten radicalen, zoals de superoxide radicaal (O2-*) en de methylradicaal (CH2*).

Radicalen kunnen afkomstig zijn van buiten het lichaam (voedsel/lucht); ze kunnen ook ontstaan bij bepaalde processen die zich afspelen in de cellen van een organisme. In een weefsel dat bijvoorbeeld na eerst te weinig bloed gekregen te hebben, plotseling weer met bloed verzorgd wordt, kunnen radicalen plaatselijk vrij komen die vrijwel direct reageren met bijvoorbeeld lichaamscellen. Dit kan ernstige beschadiging van de betreffende cellen veroorzaken (bijvoorbeeld van membranen of belangrijke eiwitten). Bepaalde stoffen op de buitenkant van de cellen (receptoren), die het doorgeven van boodschappen naar het binnenste van de cel mogelijk maken, kunnen worden aangetast en zelfs het DNA in de celkern kan schade oplopen.

Tot op zekere hoogte is ons lichaam ingesteld op dit soort aanvallen. DNA-schade bijvoorbeeld wordt efficiënt gerepareerd. De vraag is echter hoe lang een cel dit volhoudt. Wanneer een cel geen “weerstand” meer kan bieden en hierdoor kwetsbaar wordt (zijn integriteit verliest), kunnen allerlei ziekteverschijnselen ontstaan.

Het lichaam beschikt normaliter over (meer dan) voldoende bescherming tegen radicalen, bijvoorbeeld door middel van de vitamines C en E, bèta-caroteen, urinezuur, dextrose en plasma-proteïne. Bepaalde eiwitten binden zich aan ijzer en houden zodoende een belangrijke factor in de productie-route van radicalen onder controle. Vitamine E heeft een min of meer preventief effect omdat het radicalen verwijdert op het moment dat ze ontstaan. Stoffen die radicalen kunnen neutraliseren, worden anti-oxidanten genoemd.

Naarmate het lichaam ouder wordt, wordt het radicalen-afweersysteem zwakker. Radicalen dragen dan ook in belangrijke mate bij aan de ontwikkeling van ouderdomsziekten (degeneratieve ziekten), zoals reuma, de ziekte van Parkinson, dementie en hart- en vaatziekten.

Ouderdomsverschijnselen zelf worden veroorzaakt door functieverlies van cellen, weefsels en organen. Dit functieverlies ontstaat doordat vitale processen in de cel worden aangetast. Schade veroorzaakt door radicalen is hiervoor in belangrijke mate verantwoordelijk. Storingen in het centrale zenuwstelsel kunnen worden tegengegaan door bet verwijderen van radicalen. Gevolgen van dementie, verwondingen of hersenbloeding zouden op deze manier dan ook kunnen worden verminderd.