1. 直接清除自由基
二氢槲皮素的化学结构中含有多个酚羟基。这些酚羟基使其具有很强的抗氧化活性。自由基是一种具有未配对电子的原子或分子团，它们非常活泼，会攻击细胞内的各种生物大分子，如 DNA、蛋白质和脂质等，从而对细胞造成损伤。
二氢槲皮素可以通过酚羟基提供氢原子，与自由基发生反应。例如，它能够与超氧阴离子自由基、羟自由基和过氧自由基等反应。当二氢槲皮素提供氢原子后，自由基会因为获得电子而变得相对稳定，从而减少其对细胞的破坏作用。在体外实验中，将二氢槲皮素与产生自由基的体系共同孵育，能够明显观察到自由基浓度的降低。
2. 螯合金属离子
金属离子如铁（Fe）和铜（Cu）在氧化还原反应中起着重要作用。在细胞内，这些金属离子可以催化产生更多的自由基。例如，在芬顿反应（Fenton reaction）中，亚铁离子（）与过氧化氢（）反应会产生极具破坏性的羟自由基。
二氢槲皮素可以螯合这些金属离子，阻止它们参与自由基的产生过程。它与金属离子形成稳定的复合物，降低了金属离子的活性，从而减少自由基的生成。这种螯合作用是二氢槲皮素增强细胞抗氧化能力的另一个重要机制。
3. 激活抗氧化酶系统
细胞内自身存在一套抗氧化酶系统，包括超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）和过氧化氢酶（CAT）等。这些酶在清除自由基、维持细胞内氧化还原平衡方面发挥着关键作用。
二氢槲皮素可以激活这些抗氧化酶。例如，它能够上调 SOD 的表达或增强其活性。SOD 可以将超氧阴离子自由基（）转化为过氧化氢（），然后 GSH - Px 和 CAT 可以进一步将分解为水和氧气，从而有效清除自由基。通过这种方式，二氢槲皮素间接增强了细胞的抗氧化能力。
4. 调节抗氧化信号通路
细胞内存在多种信号通路来调节抗氧化反应，如核因子 - 红细胞 2 相关因子 2（Nrf2）信号通路。在正常情况下，Nrf2 与 Kelch - 样 ECH 相关蛋白 1（Keap1）结合，处于非活性状态。
当细胞受到氧化应激刺激时，二氢槲皮素可以使 Nrf2 与 Keap1 解离，激活的 Nrf2 进入细胞核，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列抗氧化基因的表达，包括编码谷胱甘肽合成酶、血红素氧合酶 - 1（HO - 1）等基因。这些基因产物参与细胞内的抗氧化防御过程，进一步增强细胞的抗氧化能力。
