Acest dezechilibru apare datorită producerii în exces a radicalilor superoxid şi cantităţii reduse de antioxidanţi, hemodializa fiind un procedeu care duce la pierderea acestora.
Complicaţiile pe termen lung datorate stresului oxidativ sunt bolile cardiovasculare şi malnutriţia.
Soluţiile propuse au fost: îmbunătăţirea biocompatibilităţii sistemului de hemodializă, suplimentarea cu antioxidanţi sau administrarea de medicamente non-specifice (cu ar fi statinele) pentru reducerea cantităţii de radicali superoxid.