Gemäß der klassischen Physik besteht alle Materie aus unzähligen Atomen. Atome haben einen Kern, um den Elektronen kreisen, ähnlich wie Satelliten im Weltraum um die Erde kreisen. Wenn Atome eines ihrer Elektronen verlieren, werden sie hochreaktiv und instabil, was dazu führt, dass sie Elektronen von anderen benachbarten Molekülen stehlen, um ihre Stabilität zurückzuerlangen. Diese Atome, Moleküle oder Ionen mit ungepaarten Elektronen bezeichnet man als freie Radikale. Zu den bekanntesten freien Radikalen gehören die reaktiven Sauerstoffspezies (ROS), wie Superoxid (O2-), Hydroxylradikale (OH) und Singulett-Sauerstoff.

Wenn das Thema freie Radikale zur Sprache kommt, denken die Menschen oft, dass diese extrem gefährlich und gesundheitsschädlich seien, was auf wissenschaftlichen Erkenntnissen und der öffentlichen Meinungsbildung beruht. Die Wahrheit weicht jedoch von dieser Wahrnehmung ab. Aufgrund der Rolle, die freie Radikale bei der Energieübertragung spielen, wäre ohne sie kein Leben möglich. Da Energie nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik nur übertragen, nicht aber erzeugt oder zerstört werden kann, ist sie für alle Lebewesen unerlässlich. Freie Radikale spielen daher eine entscheidende Rolle bei der Energieübertragung, wodurch lebensnotwendige Prozesse für die menschliche Existenz ermöglicht werden. Darüber hinaus sind sie ein integraler Bestandteil der Immunantwort und der Abwehr von bakteriellen bzw. viralen Infektionen. Daher ist es notwendig, die Wahrnehmung der freien Radikale neu zu bewerten und ihre Bedeutung für den Lebenserhalt anzuerkennen. Zur Vertiefung wollen wir dieses Thema am Beispiel des Sauerstoffs, einem für das menschliche Überleben unverzichtbaren Molekül, genauer betrachten.