尽管NAFLD的发病机制目前尚未完全明确，但目前广泛接受的理论是“二次打击”假说。第一次“打击”是胰岛素抵抗，引起脂肪酸和三酰甘油在肝沉积，形成肝细胞脂肪变，然后在此基础上发生第二次“打击”即氧化应激和脂质过氧化反应，造成肝细胞损伤和炎症反应。第二次打击增加了肝细胞对凋亡和坏死的易感性，促进肝纤维化和肝硬化的发生和发展。大约98%的NAFLD患者存在胰岛素抵抗，在脂肪肝的形成过程中，胰岛素抵抗贯穿于“二次打击”的始终。因此各种原因所致的氧化应激和脂质过氧化损伤，导致炎性细胞因子释放增多，多种物质表达增强（或被激活），肝细胞发生炎症、坏死或凋亡，使病程向脂肪性肝炎、肝纤维化、肝硬化发展。而近年来对NAFLD的观察表明，氧化应激在其早期已有致病作用。
（1）氧化应激、脂质过氧化与细胞色素P4502E1 （ cytochrome P4502E1， CYP2E1）：细胞色素主要存在于微粒体中，是脂肪酸氧化的微粒体氧化酶，能产生促氧化物，具有很强的氧化活性，是ROS的重要来源，该作用如果不能被抗氧化剂阻断，可产生氧应激。Sanyal等研究表明， CYP2E1导致的氧应激、还原性谷胱甘肽稳态与线粒体损伤导致的细胞调亡之间存在潜在联系。NAFLD中微粒体CYP2E1表达的增强与自由基的生成增多有关，高表达的CYP2E1在氧化基质的同时，释放大量的ROS和自由基，羟自由基是脂质过氧化反应的启动剂，自由基生成增多不但氧化细胞膜的脂质，更重要的是氧化细胞膜的蛋白质，最终导致肝细胞结构与功能的损害，促使NAFLD的发生和进展，并且脂质过氧化的终产物丙二醛能与蛋白质结合，形成复合物，从而激活机体的免疫反应而参与肝损害，CYP2E1表达的增强与脂质过氧化的终产物有非常显著的正相关。
（2）氧化应激、脂质过氧化与解耦联蛋白2（uncoupling protein-2，UCP-2）：UCP-2为一种蛋白基因，目前已证明在NAFLD中表达增强，且仅为Kupffer细胞表达，而肝实质细胞无UCP-2表达。UCP-2的作用包括调节脂肪酸的β氧化；介导质子的跨膜内流，降低线粒体内膜的电化学梯度，导致线粒体合成腺苷三磷酸的能力降低，使机体腺苷三磷酸储备减少；限制ROS的形成等，同时可以保护肝细胞免于凋亡，但促使肝细胞坏死。顾小红等通过高脂饮食建立大鼠非酒精性脂肪肝模型与正常大鼠对比，发现随着其脂质过氧化反应加剧，肝细胞形态和功能的损害程度加重，UCP-2活性和表达明显增高。以上说明NAFLD大鼠肝细胞UCP-2表达变化与脂肪肝引起的肝病理损害程度以及脂质过氧化反应密切相关。
（3）氧化应激、脂质过氧化与肝星形细胞（hepatic stellate cell，HSC）：HSC是肝的一种非实质细胞，与肝细胞数量之比为1∶20，位于Disse隙内围绕在肝窦周围，目前研究认为，HSC是导致肝纤维化的主要细胞。正常肝中HSC处于静息状态，增生活性很低，但多种物质可激活HSC，包括各种生长因子、炎性因子、乙醛和四氯化碳等有毒化合物，并已在体外研究中证实。静止期的HSC被激活后，可增殖、转化为肌成纤维母细胞，合成和分泌细胞外基质（extracellularmatrix，ECM）上调，同时合成和释放金属蛋白酶抑制剂（tissue inhibitor ofmetalloproteinases，TIMPs），使ECM降解减少，导致ECM聚集发生肝纤维化。氧化应激可启动HSC的活化，其过程主要通过ROS的作用和（或）脂质过氧化反应性醛类产物的作用，如丙二醛和壬烯。Lee等已证明氧应激可导致HSC增殖。启动活化HSC后，可刺激核因子κB活动和c-myb表达，但其具体分子机制还不明确。由此说明氧化应激可通过激活HSC促使NAFLD病程发展。
（4）氧化应激、脂质过氧化与库普弗（Kupffer）细胞：肝Kupffer细胞位于血窦内，形状不规则，是体内固定型巨噬细胞中最大的细胞群体。其主要功能是清除和分解异物、蛋白质等大分子物质，亦是一系列细胞因子的重要来源。许多细胞因子和化学因子均可激活Kupffer细胞，如内毒素、肿瘤坏死因子（ tumor necrosis factor，TNF）等。激活后的Kupffer细胞可产生一系列可溶性细胞因子，如TNF、白细胞介素（ interleukin-1，IL）-1、IL-6、氧自由基（oxygen free radical，OFR）、转化生长因子β等。其中TNF-α在NAFLD病程发展过程中起重要作用，主要包括:①通过增加胰岛素受体（ insulin receptor species， IRS-1）丝氨酸的磷酸化，抑制胰岛素受体激酶的活性，导致信号转导障碍，影响脂质代谢，使脂质在肝细胞沉积，发生脂肪变性，参与NASH的发生。②TNF-α可损伤肝内皮细胞，增强中性粒细胞及单核细胞产生活性氧介质的能力，释放氧自由基，致脂质过氧化，进一步加重肝损伤。③通过细胞因子网络之间的相互作用，吸引炎性细胞浸润肝，致肝小叶发生炎性损伤。④还可诱导肝细胞线粒体UCP-2基因表达，导致肝细胞坏死增多。IL-1、IL-6可诱导肝细胞产生急性期反应蛋白，参与NASH的发生发展。转化生长因子β参与HSC的激活和增殖，促使NASH向肝纤维化发展。
迄今为止，IR以及氧化应激、脂质过氧化等被认为是NAFLD的主要发病机制。
