Den kemiske reaktion kaldet respiration er afgørende for vækst, reparation og overlevelse af alle levende ting. Åndedræt sker i cellerne fra planter, dyr og mennesker, hovedsageligt inde i mitokondrier, som er placeret i en celles cytoplasma. Den energi, der frigives under åndedræt, bruges af planter til at fremstille aminosyrer, og af dyr og mennesker til at samle deres muskler for at lade dem bevæge sig. Bland ikke vejrtrækning med vejrtrækning. Åndedræt frigiver energi, mens vejrtrækning er luftstrømmen ind i og ud af vores lunger.
Fabrikker til cellulær energi
Det meste af arbejdet bag respiration sker i cellernes mitokondrier. Det energirige molekyle adenosintrifosfat (ATP) fremstilles i mitokondrier ved hjælp af energi fra solen (til planter) eller mad (til dyr og mennesker). Alle levende celler har mitokondrier, nogle mere end andre. Fedtceller har mange mitokondrier, fordi de lagrer store mængder energi. Muskelceller har også mange mitokondrier, fordi de er nødt til at reagere hurtigt for at frigive energi, når kroppen har brug for det.
Fotosyntese og åndedræt
Åndedræt i planter sker sammen med en anden kemisk reaktion, fotosyntese. Planter er autotrofer, hvilket betyder at de laver deres egen mad ved hjælp af kuldioxid, vand og energi fra solen. Under fotosyntese optager en plante kuldioxid fra luften og vand fra sit miljø gennem små huller i sine blade, blomster, stilke, rødder og grene. Energi fra solen forårsager en kemisk reaktion i mitokondrierne, der nedbryder kuldioxid og vandmolekyler og rekombinerer dem rundt for at fremstille sukker (glukose) og iltgas. Åndedræt har brug for glukose som udgangspunkt. Det bruger glukosen skabt af fotosyntese og tager ilt fra luften for at frigive energi.
Aerobic vs. Anaerob respiration
Aerob respiration sker hele tiden inde i alle levende ting. Denne type åndedræt bruger ilt og glukose til at producere kuldioxid og vand som affaldsprodukter og frigive store mængder energi. Planter opbevarer glukose som stivelse, men mennesker og dyr opbevarer det som glykogen, som omdannes tilbage til glukose til brug under træning, når muskelcellerne reagerer mere, end de gør i hvile.
Under træning med høj intensitet er mennesker og dyr afhængige af anaerob respiration for at få små mængder energi til at brænde muskelbevægelse. Ligesom aerob respiration forekommer anaerob respiration i celler, men glukose nedbrydes ikke helt. Affaldsproduktet er mælkesyre, ikke kuldioxid og vand. Blod, der strømmer gennem musklerne, fjerner mælkesyren. Nogle planteceller og mikroorganismer bruger også anaerob respiration. For eksempel bruger brygning og brødfremstilling anaerob respiration i gær. Cellerne optager glukose og producerer ethanol (alkohol) og kuldioxid. Mest aerob respiration sker i mitokondrierne, men anaerob respiration finder sted i cytoplasmas væskedel.