Metalotioneiny (MTs), jako niskocząsteczkowe białka bogate w aktywne grupy sulfhydrylowe, których synteza i okres półtrwania są cile związane z aktywnocią jonów cynku wewnątrz komórek, wywierają istotny wpływ na wartość potencjału antyoksydacyjnego środowiska wewnątrz- i zewnątrzkomórkowego. MTs współodpowiadają za homeostazę pierwiastków śladowych; oddziałują w procesach regulacji ekspresji genów; wykazują właciwości antyapoptotyczne. Mają zdolność wiązania i neutralizacji zewnątrzpochodnych związków elektrofilowych. Przeciwutleniająca właciwość omawianych białek zasługuje na szczególną uwagę, gdyż synteza MTs w warunkach stresu oksydacyjnego w przeciwieństwie do aktywności GSH oraz podstawowych enzymów antyoksydacyjnych ulega długotrwałemu nasileniu. Ośrodkowy układ nerwowy (OUN) człowieka jest szczególnie narażony na działanie wysokich stężeń reaktywnych form tlenu (RFT), gdyż zużywa aż 20% puli tego pierwiastka pobranej przez organizm. Stwierdzono, iż wymiar szkodliwych następstw stresu oksydacyjnego w mózgu jest odwrotnie proporcjonalny do zawartości MTs. W mózgu człowieka MTs występują w 3 podstawowych izoformach: MT-1, MT-2, MT-3. MT-1/-2 syntetyzowane są obficie w astrocytach. Izoforma MT-3 jest charakterystyczna dla komórek nerwowych; bierze istotny udział w regulacji aktywności jonów cynku, zwłaszcza w neuronach kory nowej i węchomózgowia. Cynk jest niezbędny dla rozwoju i prawidłowego funkcjonowania OUN człowieka. Jest on silnym stymulatorem syntezy MTs oraz współuczestniczy w wewnątrzustrojowych reakcjach oksydo-redukcyjnych. Metalotioneinom przypisywany jest jednoczenie niekorzystny udział w procesie złośliwienia nowotworów. Przypuszcza się, iż natężona synteza MTs w komórkach nowotworowych jest odpowiedzią na uporczywy stres oksydacyjny toczący się wewnątrz tych komórek i należy ją zaliczyć do głównych mechanizmów neutralizujących proapoptotyczne własności RFT.