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脂質過氧化(英語:Lipid peroxidation),即脂類氧化降解的一種過程。反應中,引發劑自由基(如氫氧自由基等活性氧物種)首先奪取不飽和脂的烯丙位氫,產生相應的自由基。該自由基再與氧分子作用,生成相應的過氧自由基,它奪取另一分子的烯丙位氫,轉化為氫過氧化物。
過氧化是鏈反應,常見於多不飽和脂肪酸中,產物可能具有致癌和致誘變性。因脂類是細胞膜的組分,脂的過氧化如果不經控制可能會有災難性的後果。體內由維生素E、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等控制這一過程。