吸煙可損傷人體抗氧化防禦機製。煙霧中含有4700多種有害化合物，在吸煙過程中會產生大量的自由基和活性氧（ROS）。有證據顯示，煙霧中的自由基是吸煙產生不良影響的關鍵所在。當細胞內自由基生成過多，超出抗氧化係統自由基清除能力時，可導致肝內組織氧化－抗氧化係統失衡，氧化應激發生。從而引起自由基攻擊多不飽和脂肪酸，細胞膜發生脂質過氧化，引起組織損傷。
超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）與穀胱甘肽過氧化酶（GPx）等抗氧化酶在清除自由基及保持細胞穩態中起重要作用。2006年庫馬拉（Kumar）等研究了吸煙對大鼠肝組織抗氧化防禦狀態及組織病理學的作用，結果表明吸煙組大鼠肝內穀胱甘肽（GSH）、SOD、CAT及GPx水平較對照組均明顯減低，同時肝組織出現中到重度的炎性改變（肝門靜脈周圍巨噬細胞浸潤）。巴斯卡蘭（Baskaran）等研究了吸煙對脂質過氧化和SOD、CAT、GPx 酶活性的影響，結果觀察到在肝髒、腎髒、肺組織內脂質過氧化的增加，同時在這些組織中抗氧化酶活性升高。尼爾森（Nielsen）等發現與非吸煙者相比，吸煙者血清中丙二醛（MDA，脂質過氧化終產物）水平輕度升高。2001年卡津（Kazim）等通過實驗得出慢性尼古丁幹預使肝內GSH水平明顯減低，而MDA的含量明顯增加，他指出肝內脂質過氧化的增加表明慢性尼古丁引起肝細胞膜氧化組織損傷。1995年瓦塔納貝（Watanabe）等的研究也得出上述相似的結果，這表明吸煙所致的肝髒損害與增加的脂質過氧化相關。
吸煙與肝星狀細胞
近年來，大量資料表明，肝星狀細胞（HSC）由靜止狀態較為活化狀態是肝纖維化發生的細胞學基礎，是各種病因肝纖維化發生的病理中心環節。
吸煙引發氧化應激，既往許多研究揭示了氧化應激尤其是脂質過氧化產物在肝星狀細胞早期活化中的作用。氧自由基引發氧化應激造成肝髒損害，損傷的肝細胞、枯否細胞、內皮細胞釋放細胞因子，如轉化生長因子－β1（TGF－β1）等均能直接和間接地促進HSC的激活。
脂質過氧化的產物，例如MDA能夠通過HSC刺激Ⅰ型膠原的表達和膠原的合成，這表明氧化應激和肝纖維化之間存在可能的聯係。2006年吉馬良斯（Guimaraes）等通過研究進一步揭示了氧化應激水平與肝星狀細胞活化狀態之間的關係。
吸煙與肝髒組織學
有報道表明吸煙能夠引起肝髒組織學結構及功能的改變，例如可以引起肝組織壞死、細胞增殖、纖維化及結節樣增生。還有研究表明吸煙會增加實驗動物肝纖維化的程度，還能增加丙肝患者的肝損害。2005年佩克梅茲（Pekmez）等通過對被動吸煙大鼠的研究，觀察到吸煙組大鼠肝髒組織細胞中出現了水腫和空泡變性，肝竇間隙增寬和出血以及組織中炎症細胞的浸潤。研究結果還顯示，吸煙組大鼠血清中丙氨酸氨基轉移酶（ALT）、天冬氨酸氨基轉移酶（AST）及膽汁酸水平與對照組相比均有所升高。
2002年切凱（Czekaj）等研究表明，吸煙會引起中央靜脈及肝板周圍肝細胞的核固縮。弗雷澤（Fraser）等報道，尼古丁可以使肝竇間隙縮小。博裏尼（Borini）等指出，吸煙同時飲酒的人群體內轉氨酶水平較單純飲酒者高。阿斯特麗德（Astrid）等通過病例對照研究發現，吸煙與肝內結節局灶性增生相關。另外，慢性被動吸煙使機體處於持續的炎症狀態，脂質代謝紊亂、肝內脂肪沉積、從而導致非酒精性脂肪性肝髒疾病的發生。
吸煙與內皮功能紊亂
內皮功能紊亂的特點是血管內皮對內皮依賴的血管舒張因子反應性減低，被認為是肝髒慢性病程中血管緊張性增加的主要機製之一。在大鼠及人類硬化肝髒中均觀察到一氧化氮合酶調節蛋白小凹蛋白（caveolin－1）表達的增加。小凹蛋白增加導致與一氧化氮合酶結合增多，從而降低酶的活性，使NO生成減少。而降低的NO活性與內皮功能紊亂相關。
還有研究表明，吸煙介導的氧化應激與內皮功能紊亂有關。活性氧的增加會導致四氫葉酸（BH4）的氧化增加，由於BH4的缺乏，一氧化氮合酶將不能催化左旋精氨酸生成NO，而將從還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）獲得的電子轉移給O2，導致NO活性降低。這一狀況被稱為一氧化氮合酶解耦聯，它在吸煙相關的內皮功能紊亂中起調節作用。
