เอนไซม์และสารเคมีต่างๆ ที่ร่างกายสัตว์สร้างขึ้นนั้นมีปริมาณจำกัด ดังนั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องอาศัยสารต้านอนุมูลอิสระจากแหล่งภายนอกร่างกาย เช่น อาหาร เพื่อรักษาสมดุลต่างๆ ในร่างกายให้ดำเนินต่อไปได้อย่างปกติ ด้วยกลไกคือ quenching oxygen reaction หรือปฏิกิริยาที่ลดพลังงานอิเล็คตรอนของออกซิเจนทำให้ไม่ไวต่อการเกิดปฏิกิริยาจับกับสารอื่น เป็นการป้องกันที่ต้นเหตุ และ chain breaking reaction หรือปฏิกิริยาที่เกิดหลังจากมี ROS แล้ว เป็นการตัดปฏิกิริยาที่เกิดต่อเนื่องของ ROS ไม่ให้มีมากขึ้น (นัยนา, 2546) สารต้านอนุมูลอิสระ ที่พบในธรรมชาติมีหลากหลายชนิด เช่น วิตามินเอ, วิตามินอี, วิตามินซี กลูตาไทโอน และสารประกอบฟีนอลิค เป็นต้น

  วิตามินเอ ในรูปของเบต้าแคโรทีน (β-carotene) ซึ่งมีคุณสมบัติการละลายได้ดีในไขมัน ดังนั้นจึงสามารถเข้าไปออกฤทธิ์ในการหยุดปฏิกิริยาออกซิเดชันของไขมันที่เยื่อหุ้มเซลล์ โดยมีกลไกเช่นเดียวกับวิตามินอี คือจะเป็นตัวให้อะตอมไฮโดรเจน (AntH) กับอนุมูลอิสระลิปิดเปอร์-ออกซี (LOO^•) และอนุมูลอัลคอกซิล (ROO^•) จากนั้นเบต้าแคโรทีนก็จะถูกเปลี่ยนเป็นสารที่ไม่อันตรายต่อเซลล์ (Ant^•) (แสดงในภาพที่ 1) และขับออกจากร่างกาย (เสาวนีย์, 2542; นงนภัส, 2551)

ภาพที่ 1 กลไกการหยุดปฏิกิริยาลูกโซ่ของสารต้านอนุมูลอิสระ
ที่มา: นงนภัส (2551)

  วิตามินซี มีบทบาทในการเข้ามาช่วยรีดิวซ์วิตามินอีให้กลับมาอยู่ในรูปเดิม โดยการให้ไฮโดรเจนอะตอมกับวิตามินอี ซึ่งส่งผลให้วิตามินอีกลับมามีประสิทธิภาพในการหยุดปฎิกิริยาลูกโซ่อีกครั้ง กรดแอสคอร์บิกที่ผ่านการรีดิวซ์จะกลายเป็นกรดดีไฮโดรแอสคอร์บิกที่ไม่พร้อมทำงาน จากนั้น กลูตาไทโอนในร่างกายจะทำหน้าที่รีดิวซ์กรดดีไฮโดรแอสคอร์บิกให้กลับไปเป็นกรดแอสคอร์บิกที่พร้อมทำงานเช่นเดิม (Lauren, 2008) (ดังแสดงในภาพที่ 2) วิตามินซีมีคุณสมบัติในการละลายน้ำได้ดีจึงช่วยในการทำลายอนุมูลอิสระที่มีฤทธิ์เติมออกซิเจนก่อนที่จะเข้าจับเยื่อหุ้มเซลล์ เพื่อไม่ให้สารเหล่านี้เข้าทำลายเซลล์ รวมทั้งสารที่ผลิตออกมาขณะเกิดกระบวนการการจับกินสิ่งแปลกปลอม (phagocytosis) และวิตามินซีมีความสามารถในการป้องกันการทำลายสภาพธรรมชาติ (denature) ของเซลล์ที่เกิดขึ้นจากสารก่อออกซิเดชันเหล่านั้น และมีบทบาทในระบบภูมิคุ้มกัน (Stankova et al., 1975)

   นอกจากนี้สารประกอบฟีนอลิค ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่มีโครงสร้างเป็นวงแหวนอะโรมาติก (aromatic ring) ที่มีหมู่ไฮโดรซี อย่างน้อย 1 หมู่ จึงสามารถละลายน้ำได้ สารประกอบฟีนอลิคที่มีคุณสมบัติเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ได้แก่ กรดฟีนอลิค ฟลาโวนอยด์ และแทนนิน ซึ่งมีความสามารถในการยับยั้งการเกิดอนุมูลอิสระตัวใหม่ในปฏิกิริยาลูกโซ่ โดยขัดขวางการดึงอะตอมไฮโดรเจนจากโมเลกุลข้างเคียง ทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์และกำจัดออกซิเจนที่อยู่ในรูปแอคทีฟ นอกจากนี้ยังทำหน้าที่ในการดักจับไอออนของโลหะไว้ในโมเลกุล เช่น เหล็ก และทองแดง ซึ่งในปฏิกิริยาที่มีโลหะไอออนจะเป็นการเร่งการสลายโมเลกุลของไฮโดรเปอร์ออกไซด์ เป็นการทำให้เกิดอนุมูลอิสระเพิ่มขึ้น

ภาพที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างวิตามินอี วิตามินซีและกลูตาไทโอน
ที่มา: Lauren (2008)

ภาพที่ 3 การยับยั้งการเกิดอนุมูลอิสระตัวใหม่ในปฏิกิริยาลูกโซ่ของฟลาโวนอยด์
ที่มา: Pietta (2000) 

ภาพที่ 4 ตำแหน่งการดักจับไอออนโลหะของฟลาโวนอยด์
ที่มา: Pietta (2000)