Stres oksydacyjny może być spowodowany przez wolne rodniki hydroksylowe i nadtlenek wodoru, które są produktami ubocznymi aktywności oksydazy ksantynowej.
Podwyższone stężenie kwasu moczowego w surowicy może być wskaźnikiem stanu zdrowia układu krwionośnego. Wykazano, że jest ono silnym czynnikiem predykcyjnym śmiertelności i konieczności przeszczepu serca. Źródła tej zależności nie są jasne. Typowymi przyczynami wysokiego stężenia kwasu moczowego w surowicy jest stan wzmożonego podziału komórek oraz przyjmowanie alkoholu.
Potwierdzono, że reaktywne formy azotu, takie jak nadtlenoazotyn (ONOO-), które mogą być wytwarzane przy współudziale oksydazy ksantynowej, reagują z DNA i białkami, powodując uszkodzenia komórek lub nawet wykazując toksyczność. Wykazano, że szlaki sygnałowe reaktywnych form azotu i reaktywnych form tlenu odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu mięśnia sercowego oraz naczyń krwionośnych. Wyjaśnia to potrzebę badań oksydazy ksantynowej w ocenie stanu zdrowia układu krwionośnego.
Stwierdzono obecność zarówno oksydazy ksantynowej, jak i oksydoreduktazy ksantynowej w nabłonku oraz śródbłonku rogówki.