Lo stress ossidativo sta emergendo come un fattore chiave nella patogenesi dell'AD. Si ritiene che la sovrapproduzione di specie reattive all'ossigeno (ROS) svolga un ruolo fondamentale nell'accumulo e nella deposizione di β-amiloidi nell'AD. I cervelli dei pazienti con AD hanno livelli elevati di danno ossidativo al DNA sia nel DNA nucleare che mitocondriale, ma il DNA mitocondriale ha livelli circa 10 volte più alti del DNA nucleare. I mitocondri invecchiati possono essere il fattore critico nell'origine della neurodegenerazione nell'AD. Anche gli individui con lieve deterioramento cognitivo, la fase tra il normale invecchiamento e la demenza precoce, hanno un aumento del danno ossidativo nel loro DNA cerebrale nucleare e mitocondriale.