亚精胺增强细胞抗氧化防御能力主要通过以下几种机制实现：
直接清除自由基
亚精胺分子结构中的氨基等活性基团使其具有一定的还原能力，能够直接与体内的自由基发生反应。比如，它可以与超氧阴离子自由基（O₂⁻）、羟自由基（・OH）等常见的活性氧自由基相结合，通过提供电子等方式将自由基转化为相对稳定的物质，从而减少自由基对细胞的攻击和损伤。
对于脂质过氧化过程中产生的脂质自由基，亚精胺也能与之反应，阻断脂质过氧化的链式反应，降低脂质过氧化水平，保护细胞膜等生物膜结构的完整性。
激活抗氧化酶系统
亚精胺可以上调超氧化物歧化酶（SOD）的表达和活性。SOD 是细胞内重要的抗氧化酶，能够催化超氧阴离子自由基发生歧化反应，生成过氧化氢（H₂O₂）和氧气，从而清除超氧阴离子自由基。亚精胺通过与细胞内的相关信号通路相互作用，促进 SOD 基因的转录和翻译，增加 SOD 的合成量，同时还能提高 SOD 的酶活性，使其更好地发挥清除自由基的作用。
谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）也是细胞抗氧化防御系统的关键酶之一，它可以利用还原型谷胱甘肽（GSH）将过氧化氢还原为水，从而消除过氧化氢对细胞的潜在危害。亚精胺能够促进 GSH - Px 的活性，增强其清除过氧化氢的能力，并且还能调节细胞内 GSH 的水平，为 GSH - Px 提供充足的底物，保证其正常发挥抗氧化功能。
过氧化氢酶（CAT）同样受到亚精胺的调控。亚精胺可以诱导 CAT 的表达和活性增强，使细胞内的过氧化氢能够更快速地分解为水和氧气，避免过氧化氢在细胞内积累并转化为更具毒性的羟自由基等活性氧物质。
调节氧化还原信号通路
亚精胺能够调节核因子 E2 相关因子 2（Nrf2）- 抗氧化反应元件（ARE）信号通路。在正常情况下，Nrf2 与胞浆中的 Kelch 样环氧氯丙烷相关蛋白 1（Keap1）结合，处于无活性状态。当细胞受到氧化应激时，亚精胺可以促使 Nrf2 与 Keap1 解离，然后 Nrf2 进入细胞核，与 ARE 结合，启动一系列抗氧化基因的转录，如血红素加氧酶 - 1（HO-1）、谷氨酸半胱氨酸连接酶（GCL）等，这些基因编码的蛋白质能够增强细胞的抗氧化能力。
亚精胺还可以影响其他氧化还原敏感的信号通路，如丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、磷脂酰肌醇 3 - 激酶（PI3K）/ 蛋白激酶 B（Akt）信号通路等。通过调节这些信号通路中关键蛋白的磷酸化状态等，来间接调控细胞的抗氧化防御反应，使细胞能够更好地应对氧化应激挑战。
稳定生物大分子结构
亚精胺可以与细胞内的 DNA、蛋白质等生物大分子相结合，通过静电作用等方式稳定它们的结构。在氧化应激条件下，自由基容易攻击 DNA 和蛋白质，导致 DNA 链断裂、蛋白质变性等损伤。亚精胺与这些生物大分子的结合能够减少自由基与它们的接触机会，降低氧化损伤的发生率，保护生物大分子的结构和功能完整性，从而间接增强细胞的抗氧化防御能力。
对于细胞膜中的脂质成分，亚精胺可以通过与磷脂分子相互作用，调节细胞膜的流动性和稳定性，减少脂质过氧化的发生，维持细胞膜的正常功能，确保细胞内抗氧化防御系统的正常运转。
