Uppfattningen att antioxidanter skulle motverka åldrandet baseras på teorin om fria radikaler, som först formulerades av Harman 1956 [J Gerontol. 1956;
11:298-300] och som genom åren har visat sig vara livaktig. Den har utvecklats och finns numera i två varianter: den »starka« hypotesen, som postulerar att fria radikaler orsakar åldrandet, och den «svaga«, som anser att åldersrelaterade degenerativa sjukdomar har komponenter som orsakas av fria radikaler.

Fria radikaler är reaktiva syre- och kväveföreningar. Oftast talar man om syreföreningar (ROS, reactive oxygen species), som t ex superoxid och väteperoxid. De bildas som normala biprodukter, framför allt i mitokondriernas förbränning av syre till vatten. De har oparade elektroner i sina yttre skal och är därför mycket reaktiva men tjänar i små mängder som signalsubstanser, exempelvis vid apoptos (programmerad celldöd). I större mängder orsakar ROS oxidativ stress – uttalade skador på cellstrukturer. Olika antioxidativa enzymsystem skyddar mot sådana skador, exempelvis katalyserar superoxiddismutaser (SOD) nedbrytningen av superoxid till syre och väteperoxid, medan ka­ta­laser spaltar väteperoxid till syre och vatten. Molekyler som betakaroten, vitamin A och vitamin E har också antioxidativa egenskaper.

Epidemiologiska studier har dock inte kunnat bekräfta den av teorin postulerade goda effekten av antioxidanter. Bjelakovic et al analyserade 68 randomiserade försök (232 606 deltagare) med tillskott av olika antioxi­danter och fann att betakaroten, vitamin A och vitamin E kunde öka mortaliteten i vissa subgrupper [JAMA. 2007;297:842-57]. Mortalitet kan ses som ett surrogatmått för åldrande. En finsk studie [Eur J Cancer Prev. 2006;15:103-7] följde under 11–15 år 29 133 storrökare, som fick alfatokoferol och betakaroten. Man fann att den behandlade gruppen hade signifikant ökad incidens av tobaksrelaterade cancerformer.

Vid djurstudier är det möjligt att genom att slå ut enstaka gener (knockout) studera betydelsen av deras produkter och därmed öka förståelsen för hur kroppens egna antioxidativa mekanismer fungerar. I nummer 2 av PLoS Genetics finns en intressant observation. Genom att successivt slå ut de olika SOD-generna har man kunnat studera deras effekt på rundmasken Caenorabditis elegans livslängd. Man fann för de flesta SOD-gener ingen effekt, men då man slog ut SOD-2 (genen för det viktigaste SOD-enzymet i mitokondrier) ökade livslängden överraskande. Detta skedde till priset av långsammare mognad, färre avkommor, långsammare tarmfunktion och lägre syrgaskonsumtion – ett liv i slow-motion. Tidigare försök i ett annat laboratorium med SOD-2 –/–-möss misslyckades, de dog inom 24 dagar efter födelsen, me­dan SOD-2 +/–-möss hade normal livslängd men signifikant fler tumörer [Free Radic Biol Med. 2007;43:
477-503]. Detta motsäger tydligt den starka hypotesen, medan det är oklart hur det förhåller sig till den svaga.
Sammanfattningsvis kan man säga att piller som innehåller antioxidanter sä­kert är nyttiga för producenterna men för konsumenterna i bästa fall verkningslösa och i värsta fall skadliga. För den molekylärbiologiska förståelsen av cellens och organismens balansakt med fria radikaler och antioxi­dan­ter måste fler brickor falla på plats.