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Gli organismi sono costantemente esposti a molte forme diverse di specie reattive dell'ossigeno (ROS) e specie reattive dell'azoto (RNS) da mezzi sia endogeni che esogeni che danneggiano proteine, acidi nucleici e lipidi, portando alla perdita di funzioni biologiche implicate nelle malattie degenerative. Gli organismi possiedono una batteria di sistemi antiossidanti (enzimi, vitamine, metaboliti) come difesa contro i danni ossidativi mediati dai ROS che possono prevenire la formazione di questi ROS/RNS o convertirli in derivati inattivi. Questi antiossidanti sono prodotti naturalmente in situ, o forniti attraverso gli alimenti e/o gli integratori. Uno squilibrio tra ossidanti e antiossidanti che favorisce gli ossidanti, portando potenzialmente al danno, è chiamato stress ossidativo. Alcune vie sono attivate in risposta allo stress ossidativo e sono preferibilmente legate a una maggiore sopravvivenza o associate alla morte cellulare come interventi terapeutici. Queste vie esercitano un'influenza attraverso la modulazione delle attività dei fattori di trascrizione che producono cambiamenti nel modello di espressione genica, specialmente dei geni legati agli antiossidanti. Vengono discussi i fattori di trascrizione, i meccanismi di attivazione delle vie di segnalazione e i ruoli in specifiche condizioni di malattia.