Na cadeia respiratória

O anion superóxido é um produto da cadeia respiratoria de transporte de elétrons.
Durante o trabalho do complexo III a ubiquinol-citocromo C redutase oxida QH2 e transfere os elétrons para o citocromo C Essa corrente elétrica promove expulsão de 2 H+, quantidade suficiente para a síntese de ½ ATP.
Depois, durante o trabalho do complexo IV, A citocromo oxidase oxida o citocromo C e transfere elétrons que reduzem uma molécula de O2, gerando H2O( A citocromo C oxidase é uma das poucas enzimas no organismo humano a interagir diretamente com o O2) . Nesse processo, o gradiente de prótons aumenta em 4, permitindo a síntese de 1 ATP (2 H+ são expulsos e 2 H+ são consumidos da matiz - mecanismo de aniquilamento).
A oxidação do citocromo C pelo O2, catalisada pelo complexo IV, é exergônica, sendo a energia liberada capaz de aumentar o gradiente de prótons numa quantidade suficiente para gerar 1 ATP.
O transporte de elétrons pelo citocromo C ocorre um por vez.
A redução do O2, portanto, passa por etapas intermediárias em que são formadas espécies reativas de oxigênio:
O2 + 1 elétron ---> O2- (íon superóxido)
O2- + 1 elétron ---> H2O2 (peróxido de hidrogênio)
H2O2 + 1 elétron ---> 2 OH- (íon hidroxila)
OH- + 1 elétron + 1 H+ ---> H2O
Assim, radicais livres são produtos naturais da cadeia respiratória de transporte de elétrons.
A célula dispõe de proteção antioxidante, representada por enzimas (superóxido dismutase, catalase, glutation peroxidase) e vitaminas (ácido ascórbico ou vitamina C, alfa-tocoferol ou vitamina E).
A citocromo oxidase consome mais de 95% de todo o O2 consumido pelo organismo, gerando em média 300 ml de água (dita "água metabólica", porque é produto final do metabolismo).
Aproximadamente 1% de todo o O2 consumido dá origem a espécies reativas de oxigênio. Eles são gerados não apenas no complexo IV, mas também nos complexos I e III. Nesses locais, a coenzima Q é carregada (QH2) e descarregada (Q), respectivamente
Coenzima Q transporta elétrons aos pares, mas só outros ferro-enxofre e citocromos o fazem um elétron por vez.
Sendo que elétrons individuais podem reagir com O2, gerando O2-, H2O2 e OH-.