Le cellule del corpo usano l'ossigeno per trasferire l'energia immagazzinata nel cibo in una forma utilizzabile. Questo processo, chiamato respirazione cellulare, consente alle cellule di sfruttare l'energia per svolgere funzioni vitali come l'alimentazione dei muscoli (compresi i muscoli involontari come il cuore). Senza ossigeno, le cellule possono funzionare per un periodo limitato; l'esaurimento dell'ossigeno a lungo termine porta alla morte cellulare e alla fine alla morte dell'organismo.

Glicolisi

Le cellule usano l'ossigeno per aiutare nella respirazione cellulare. Questo tipo di respirazione, chiamata respirazione cellulare aerobica, converte l'energia immagazzinata in una forma utilizzabile. La prima fase della respirazione cellulare aerobica, la glicolisi, può essere eseguita senza ossigeno. Tuttavia, se l'ossigeno non è presente, la respirazione cellulare non può continuare oltre questo stadio.

Nella glicolisi, il glucosio viene convertito in una molecola a base di carbonio chiamata piruvato. Due molecole di adenosinse tri-fosfato (ATP), un nucleotide che fornisce energia alle cellule, sono generate durante questo processo.

Il piruvato è ulteriormente suddiviso in carbonio sciolto e idrogeno, che può combinarsi con l'ossigeno per creare carbonio diossido e NADH (una molecola di trasporto di elettroni). Se l'ossigeno non è presente, il piruvato in decomposizione passa attraverso un processo chiamato fermentazione, che produce acido lattico.

Catena di trasporto degli elettroni

L'ossigeno è importante per la terza fase della respirazione aerobica cellulare ciclo. Durante questa fase, le molecole di trasporto degli elettroni trasportano gli elettroni nelle cellule, dove vengono raccolte e utilizzate per la produzione di ATP. Dopo che gli elettroni sono stati usati, si combinano con l'ossigeno e l'idrogeno per formare acqua e vengono eliminati dal corpo.

Se l'ossigeno non fosse presente durante questo passaggio, gli elettroni si accumulerebbero nel sistema. Presto la catena di trasporto degli elettroni si sarebbe intasata e la produzione di ATP sarebbe cessata. Ciò porterebbe alla morte cellulare e alla morte dell'organismo.

Emoglobina

L'emoglobina, o globuli rossi, sono principalmente trasportatori di ossigeno. Queste cellule ricevono ossigeno mentre l'aria viene respirata attraverso i polmoni. L'ossigeno si lega a queste cellule, che poi le portano nel cuore. Il cuore fa circolare il sangue ossigenato alle cellule in tutto il corpo nel processo di respirazione cellulare.

Deprivazione temporanea

Quando si esercita, il corpo può ridurre l'ossigeno più velocemente di quanto non possa essere portato alle cellule. Ciò causa una privazione temporanea dell'ossigeno. Le cellule muscolari possono eseguire la respirazione anaerobica (senz'aria) per un periodo di tempo limitato quando ciò accade. La respirazione anaerobica genera acido lattico, che si accumula nei muscoli, causando crampi e affaticamento.

Deprivazione e morte

Se le cellule sono private dell'ossigeno per un lungo periodo, l'organismo non può sopravvivere. Gli elettroni si accumulano nel sistema di trasporto degli elettroni, fermando la produzione di ATP. Senza l'ATP, le cellule non possono svolgere funzioni vitali come mantenere il cuore che batte e i polmoni che si muovono dentro e fuori. L'organismo presto perderà conoscenza e morirà se l'ossigeno non viene ripristinato rapidamente.