有氧代谢与被称作自由基或活性氧组分(ROS)的氧化强化剂有关，包括羟基自由基、超氧阴离子自由基、过氧化氢和一氧化氮。氧化强化剂和抗氧化剂之问有复杂的相互作用，这种相互作用能够维持细胞内动态平衡。当氧化强化剂与抗氧化剂之间出现不平衡时，就会启动氧化应激( OS)状态。
OS在女性不孕症中的作用
OS通过一系列的机制导致妇女不孕。卵母细胞和精子也可能遭受直接损伤，同时由于腹膜腔中的OS环境，又能导致受精过程受损。即使当受精出现时，也会出现导致胚胎分裂、着床失败、流产或后代先天性异常的细胞凋亡现象。输卵管中的OS能对胚胎造成直接副作用。当女性生殖道中出现ROS-抗氧化剂不平衡时，子宫内膜会出现缺陷。正常情况下，子宫内膜能支持胚胎及其发育。在黄体退化和黄体激素对妊娠持续的支持不足的情况中，也涉及ROS-抗氧化剂不平衡现象。很多其他不孕症原因中也牵涉到OS，如子宫内膜异位、输卵管积水、多囊卵巢疾病、原因不明的不孕症和复发性流产。
OS和原因不明的不育症
有研究者提出一种假说，即提高的ROS水平会扰乱腹膜液中的氧化强化剂／抗氧化剂平衡，并可能是没有其他明显病因的不孕症女性的不孕病因。当卵子从卵巢中释放出来后，提高的ROS水平会损害卵子，也会损害受精卵／胚胎和精子，它们对OS很敏感。研究者选择了进行腹腔镜检查以评估不育症状的女性和接受输卵管结扎的女性，并比较她们腹膜液中的ROS水平，结果发现患有原因不明的不育症的女性体内的腹膜液ROS水平要远高于可育女性。在患有原因不明的不育症的女性体内，ROS水平的提高暗示着抗氧化剂水平的降低，抗氧化剂包括维生素E和谷胱甘肽，继而导致清除ROS和中和其毒性效应的能力降低。这一假说已由一项研究证实，该研究结果显示原因不明的不育症患者体内的抗氧化剂浓度远远低于可育患者，这表明抗氧化剂补充可能用于处理特发性不育症患者体内的高水平ROS。
OS及其对试管婴儿的影响
在排卵过程中，OS起着某种重要作用。已有研究发现，低的卵泡内氧化作用与减小的卵母细胞发育潜力相关，卵母细胞发育潜力减小可以通过卵母细胞细胞质缺陷率增大、卵裂受损、来自血管化不佳的卵泡的卵母细胞内染色体异常分离反映出来。ROS可能导致胚胎分裂增加，这是由细胞凋亡增加引起的。因此，增大的ROS水平并不有助于胚胎生长，而会导致胚胎发育受损。当前的研究关注生长因子保护体外培养的胚胎免受ROS的有害影响（例如细胞凋亡）的能力。这些生长因子通常发现于输卵管和子宫内膜中。正处于调查中的生长因子为鼠胚胎中的胰岛素生长因子和表皮生长因子，鼠胚胎在很多方面都与人类胚胎相似。
据报告，未怀孕的患者体内的滤泡液ROS水平远远低于已怀孕的患者。因此，卵泡内ROS水平可以看做是一种用来预测IVF成功性的潜在标志物。经历IVF的女性滤泡液中的OS与女性年龄呈反相关(。使用热化学荧光化验，研究者发现斜面与最大血清雌二醇水平、成熟卵母细胞数量和卵裂胚胎数量呈正相关，而与使用的促性腺激素安瓿数量呈负相关。实现的妊娠率为28%，当热化学荧光幅度小时，全部妊娠都出现了。这与另一项研究是一致的，另一项研究报告说最小水平的OS对于实现妊娠是有必要的。在子宫内膜异位女性患者中，OS增强，导致同型半胱氨酸水平增大，继而导致卵母细胞和胚胎质量不佳。
在许多生殖过程的发病机制中，ROS都起着非常重要的作用。在男性因素不育症中．OS攻击精子质膜的流动性和精核中DNA的完整性。ROS-诱导的DNA损伤可能加速精细胞凋亡的过程，从而导致精子总数减少，这与男性不育症相关。OS调节一系列的生理功能，并在影响女性生殖寿命甚至此后的绝经期的生理过程中发挥作用。更新的证据显示OS在多囊卵巢疾病、流产、先兆子痫、胎儿胚胎病、早产和胎儿宫内发育迟缓这些状况中起作用，所以OS的作用也越来越重要了。在试管婴儿方案中，能够成功管理不育症取决于在体外情况下能够克服OS。
