Naturalne substancje nieodżywcze (NSN) chronią organizm człowieka przed działaniem reaktywnych form tlenu (RTF). Wśród RTF znajdują się wolne rodniki oraz związki nie mające takiego charakteru. Najgroźniejszy dla zdrowia jest rodnik wodorotlenowy, który może wchodzić w reakcje z białkami, lipidami, cukrami oraz kwasami nukleinowymi w organizmie powodując zmiany w DNA i rozwój chorób nowotworowych.
NSN, oprócz właściwości antyoksydacyjnych, uczestniczą w szlakach metabolicznych, potęgują odpowiedź układu odpornościowego na zmiany patologiczne. Substancje te poza korzystnym wpływem na zdrowie człowieka mogą jednocześnie ograniczać biodostępność składników odżywczych pochodzących z pożywienia. Do naturalnych substancji nieodżywczych zalicza się związki pełniące w roślinach rolę ochronną przed niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi.
Karotenoidy
Wyróżniamy tutaj likopen – związek o potencjale przeciwnowotworowym związanym z właściwościami antyoksydacyjnymi. Główne kierunki działania powyższego związku polegają na wymiataniu wolnych rodników powstających w procesie utleniania lipidów, blokowaniu patologicznych podziałów komórek, stymulowaniu zaprogramowanej śmierci komórek zmienionych nowotworowo. Na podstawie badań zaobserwowano, iż osoby spożywające dużo warzyw i przetworów warzywnych będących źródłem likopenu są mniej narażone na rozwój raka płuc, żołądka, szyjki macicy. Omawiany związek ma działanie antymiażdżycowe ze względu na ochronę frakcji LDL (tzw. złego cholesterolu) przed utlenieniem. Likopen odnajdziemy w marchwi, pomidorach, papryce, kukurydzy, brokułach.
Związki fenolowe
Wśród tych związków znajdują się, wykazujące bardzo silne właściwości antyoksydacyjne – flawony, flawonole, izoflawony, antocyjany. Ich sposób zwalczania wolnych rodników polega na bezpośredniej reakcji z RTF bądź intensyfikowaniu działania innych przeciwutleniaczy np. witamin. Wykazano, że im więcej spożywamy flawonoidów wraz z dietą, tym lepiej jesteśmy chronieni przed nowotworami i chorobami układu krążenia. Związki fenolowe są skryte w warzywach, owocach, nasionach roślin, jak również w czerwonym winie, herbacie, kawie i w przyprawach. Flawonoidy wykorzystywane są do produkcji suplementów diety mających na celu poprawę krążenia obwodowego oraz ochronę wątroby przed szkodliwym wpływem różnych czynników uszkadzających ten organ.
Glukozynolany (GLS)
Substancje te wykazują działanie antynowotworowe, zwłaszcza w odniesieniu do raka jelita grubego. Produkty rozpadu GLS wpływają na usuwanie oraz osłabianie czynników wywołujących zmiany w materiale genetycznym człowieka. W brokułach, kalafiorze i kapuście czerwonej znajduje się substancja o nazwie glukorafanina, która ma wysoki potencjał przeciwnowotworowy. GLS znajdziemy przed wszystkim w warzywach krzyżowych, czyli w kapuście, rzodkiewce, brukselce, rzodkwi, jarmużu i w rzepie. Należy zwrócić uwagę na fakt, iż wymienione warzywa mają w swoim składzie tzw. substancję wolotwórczą (progoitrynę), powodującą powiększenie tarczycy. Progoitryna w organizmie przekształca się w goitryny, które osłabiają wchłanianie jodu. Osoby nie cierpiące na schorzenia tarczycy, stosujące zbilansowaną dietę nie muszą obawiać się spożywania warzyw krzyżowych. Przy niedoczynności tarczycy bądź w przypadku stosowania diety wegetariańskiej, należy kontrolować ilość produktów zawierających progoitryny w jadłospisie.
Fosforany inozytolu
Substancje te należą do antyoksydantów pomocniczych, czyli wspomagają działanie innych przeciwutleniaczy. Fosforany iznozytolu mają zdolność wiązania jonów żelaza w organizmie, co zapobiega tworzeniu się niebezpiecznych rodników wodorotlenowych odpowiedzialnych za zmiany mutagenne w materiale genetycznym. Omawiane związki można odnaleźć w nasionach oleistych, strączkowych i w zbożach.