氧化应激与心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病、癌症以及慢性炎症性疾病等密切相关。这些疾病的发生发展过程中，氧化应激均可能通过不同机制参与其中。
1、心血管疾病
氧化应激通过氧化低密度脂蛋白促进动脉粥样硬化斑块形成，同时损伤血管内皮细胞，导致血管舒缩功能障碍。自由基还可激活炎症通路，加速心肌细胞凋亡，是高血压、冠心病等心血管病变的重要诱因。
2、神经退行性疾病
阿尔茨海默病患者脑内β-淀粉样蛋白沉积会诱发氧化应激，导致神经元线粒体功能障碍。帕金森病中多巴胺代谢产生的自由基可破坏黑质多巴胺能神经元，加剧α-突触核蛋白异常聚集，形成恶性循环。
3、糖尿病
高血糖环境促使线粒体电子传递链产生过量超氧阴离子，引发胰岛素信号通路中IRS-1丝氨酸磷酸化异常，导致胰岛素抵抗。晚期糖基化终产物与其受体结合后，进一步激活NADPH氧化酶系统，加重胰岛β细胞氧化损伤。
4、癌症
活性氧可诱导DNA碱基修饰、链断裂等遗传物质损伤，导致原癌基因激活或抑癌基因失活。慢性氧化应激还会通过NF-κB通路促进肿瘤细胞增殖，并通过上皮间质转化增强癌细胞转移能力。
5、慢性炎症性疾病
类风湿关节炎中，中性粒细胞呼吸爆发产生大量过氧化氢，激活金属蛋白酶破坏关节软骨。炎症性肠病患者肠道内活性氧可破坏肠上皮紧密连接，导致肠道通透性增加和菌群失调。
对于存在氧化应激相关疾病风险的人群，建议增加深色蔬菜、浆果类等富含抗氧化物质食物的摄入，避免吸烟和过量饮酒。临床治疗中，医生可能会根据病情使用维生素E、硫辛酸等抗氧化剂，但需注意抗氧化治疗需在专业评估后进行，避免盲目补充。