山奈酚可以通过直接清除自由基、调节抗氧化酶活性、螯合金属离子等多种方式提高机体的抗氧化防御能力，以下是具体介绍：
直接清除自由基
清除多种自由基：山奈酚分子中含有多个酚羟基，这种结构使其具有很强的供氢能力，能够与超氧阴离子自由基、羟自由基、过氧化氢等多种自由基发生反应，通过提供氢原子将这些自由基转化为相对稳定的物质，从而阻止自由基对细胞内生物大分子如脂质、蛋白质和 DNA 的氧化损伤。
终止自由基链式反应：在脂质过氧化等过程中，自由基会引发链式反应，导致大量的氧化损伤。山奈酚可以通过捕获自由基中间体，中断自由基链式反应的传播，减少氧化产物的生成，保护细胞膜等生物膜结构的完整性。
调节抗氧化酶活性
激活抗氧化酶基因表达：山奈酚能够作用于细胞内的信号通路，激活核因子 E2 相关因子 2（Nrf2）等转录因子。Nrf2 进入细胞核后，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的基因转录，从而增加这些抗氧化酶的合成，提高细胞内抗氧化酶的水平。
增强抗氧化酶活性：山奈酚不仅能促进抗氧化酶的合成，还可以直接作用于抗氧化酶，增强它们的催化活性。例如，山奈酚可以与 SOD 的活性中心结合，优化其空间结构，提高 SOD 歧化超氧阴离子自由基的效率；对于 GSH-Px，山奈酚能增强其利用谷胱甘肽还原过氧化氢的能力，使细胞能够更有效地清除过氧化氢等活性氧物质。
螯合金属离子
减少自由基产生：在生物体内，过渡金属离子如铁离子（Fe²⁺）、铜离子（Cu²⁺）等可以通过 Fenton 反应等途径催化自由基的产生。山奈酚具有良好的金属离子螯合能力，能够与这些金属离子形成稳定的复合物，将金属离子包裹起来，降低其在溶液中的游离浓度，从而减少由金属离子催化产生的自由基。
稳定金属酶结构：一些金属酶在参与细胞代谢过程中，如果金属离子发生解离或与其他物质结合，可能会产生自由基并导致酶活性改变。山奈酚通过螯合金属离子，有助于维持金属酶的稳定结构，保证其正常的生理功能，防止因金属酶异常而引发的自由基产生和氧化应激。
再生其他抗氧化剂
与维生素 C、E 协同作用：山奈酚可以与维生素 C、维生素 E 等其他抗氧化剂协同作用，发挥更强大的抗氧化效果。例如，当维生素 E 与自由基反应后生成生育酚自由基，山奈酚能够将生育酚自由基还原为维生素 E，使其恢复抗氧化活性，继续发挥清除自由基的作用。同样，山奈酚也可以与维生素 C 相互作用，实现抗氧化剂的循环利用，增强机体的抗氧化防御能力。
维持谷胱甘肽的还原态：谷胱甘肽（GSH）是细胞内重要的抗氧化剂，在 GSH-Px 等酶的作用下，GSH 可以将过氧化氢等活性氧物质还原为水，自身被氧化为氧化型谷胱甘肽（GSSG）。山奈酚可以促进 GSSG 还原为 GSH，维持细胞内 GSH 的水平，保证谷胱甘肽系统的抗氧化功能正常运行。
