羟基酪醇保护细胞免受氧化损伤主要通过以下多种机制实现：
直接清除自由基
清除多种自由基：细胞在正常代谢过程中会产生活性氧（ROS）和活性氮（RNS）等自由基，如超氧阴离子自由基（O₂⁻）、羟自由基（・OH）、过氧化氢（H₂O₂）和一氧化氮自由基（NO・）等。羟基酪醇具有多个酚羟基结构，这种结构使其能够提供氢原子，与这些自由基结合，将其转化为相对稳定的物质，从而直接清除细胞内过多的自由基，减少自由基对细胞的攻击。
高效抗氧化：与其他一些抗氧化剂相比，羟基酪醇具有较高的抗氧化活性。它可以快速地与自由基发生反应，在自由基引发细胞氧化损伤之前就将其清除，从而起到保护细胞的作用。例如，在脂质过氧化过程中，羟基酪醇能够优先与过氧化自由基反应，阻止脂质过氧化链式反应的继续进行，减少脂质过氧化物的生成。
螯合金属离子
抑制 Fenton 反应：细胞内的一些金属离子，如铁离子（Fe²⁺和 Fe³⁺）、铜离子（Cu²⁺）等，能够通过 Fenton 反应和 Haber-Weiss 反应催化产生羟自由基等活性氧物种，从而引发细胞的氧化损伤。羟基酪醇可以与这些金属离子形成稳定的螯合物，降低金属离子的活性，阻止它们参与 Fenton 反应等产生活性氧的过程，减少羟自由基的生成，进而保护细胞免受氧化损伤。
减少金属离子诱导的氧化应激：金属离子还可以通过其他途径诱导细胞产生氧化应激，如激活细胞内的氧化还原敏感信号通路等。羟基酪醇通过螯合金属离子，能够阻断这些金属离子诱导的氧化应激信号传导，维持细胞内氧化还原平衡，保护细胞的正常生理功能。
激活细胞内抗氧化防御系统
上调抗氧化酶表达：羟基酪醇可以激活细胞内的一些转录因子，如核因子 E2 相关因子 2（Nrf2）等。Nrf2 进入细胞核后，能够与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列抗氧化酶基因的转录和表达，如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）等。这些抗氧化酶可以协同作用，清除细胞内的自由基，增强细胞的抗氧化能力。
促进谷胱甘肽合成：谷胱甘肽（GSH）是细胞内一种重要的非酶抗氧化剂，它在维持细胞内氧化还原平衡中起着关键作用。羟基酪醇可以促进细胞内 GSH 的合成，提高细胞内 GSH 的水平。同时，它还可以通过与 GSH 协同作用，增强 GSH 对自由基的清除能力，保护细胞免受氧化损伤。
保护生物膜结构和功能
维持膜流动性：生物膜主要由脂质和蛋白质组成，其中脂质中的不饱和脂肪酸容易受到自由基的攻击而发生过氧化反应，导致膜的流动性降低和通透性增加，影响细胞的正常功能。羟基酪醇可以插入到生物膜的脂质双分子层中，通过其抗氧化作用，阻止脂质过氧化，维持膜的流动性和完整性，确保生物膜上的离子通道、受体等蛋白质的正常功能，从而保护细胞免受氧化损伤。
保护膜蛋白：生物膜上的蛋白质在细胞的信号转导、物质运输等过程中起着重要作用。自由基攻击可能导致膜蛋白的氧化修饰，使其结构和功能发生改变。羟基酪醇通过清除自由基，减少膜蛋白的氧化损伤，保护膜蛋白的活性和功能，进而维持细胞的正常生理活动。
