缺血/再灌注損傷機制中的各種學說，無一不與自由基的作用有關。

　　1.缺血/再灌注時脂質過氧化增強(自由基引發)，組織及血漿中脂質過氧化物顯著增高，超威結構嚴重受損。給予抗氧化劑如：維生素E、硒(谷胱甘肽過氧化物酶輔基所含金屬)及SOD能顯著減輕缺血/再灌注損傷。

　　2.細胞膜脂質過氧化改變膜酶、離子通道的脂質微環境，從而使膜通透性增高，細胞外鈣離子內流。膜上Na+-K+-ATP酶失活，可使細胞內Na+升高，Na+-Ca2+交換增強。而使細胞內鈣超載。

　　3.線粒體膜富有磷脂，缺血/再灌注時自由基引發的線粒體膜脂質過氧化或細胞內形成脂質過氧化物作用于線粒體膜，使膜的液態及流動性改變，從而導致線粒體功能障礙，高能磷酸化物產生減少，自由基產生增多。細胞喪失能量貯備。依靠能量的質膜及肌漿網膜鈣泵，由于能量不足不能將肌漿中過多的Ca2+泵出或吸收入肌漿網，致使肌細胞內Ca2+濃度增加，加上由細胞外來的Ca2+終于造成細胞內Ca2+超載，成為細胞致死原因。

　　4.自由基引發的脂質過氧化造成細胞成分間的交聯(脂質-脂質交聯、蛋白-蛋白交聯、脂質-蛋白交聯、蛋白-膠原交聯)，使整個細胞喪失功能。

　　5.缺血/再灌注時，微粒體及質膜上的脂加氧酶(lipoxygenase)及環加氧酶(cyclooxygenase)激活，催化花生四烯酸代謝，在加強自由基產生及脂質過氧化的同時形成具有高度生物活性的物質，如前列腺素、血栓素等。很多實驗證明，缺血特別是再灌注時血栓素形成增加，前列環素形成減少，因而造成微循環障礙，出現無復流現象。

　　總之，自由基即使不是缺血/再灌注損傷的唯一發病學因素，至少也是甚為重要的環節。