Sel-sel tubuh menggunakan oksigen untuk mentransfer energi yang tersimpan dalam makanan ke bentuk yang dapat digunakan. Proses ini, yang disebut respirasi seluler, memungkinkan sel memanfaatkan energi untuk melakukan fungsi vital seperti: sebagai kekuatan otot (termasuk otot tak sadar seperti jantung) dan pergerakan bahan masuk dan keluar dari sel. Tanpa oksigen di dalam tubuh, sel dapat berfungsi untuk waktu yang terbatas; penipisan oksigen jangka panjang menyebabkan kematian sel dan akhirnya kematian organisme.
Glikolisis dalam Respirasi
Sel menggunakan oksigen untuk membantu respirasi sel. Jenis respirasi ini, yang disebut respirasi seluler aerobik, mengubah energi yang tersimpan menjadi bentuk yang dapat digunakan, terutama dengan mereaksikan glukosa dan oksigen melalui zat antara. Tahap pertama respirasi seluler aerobik, glikolisis, dapat dilakukan tanpa oksigen. Namun, jika oksigen tidak ada, respirasi seluler tidak dapat melanjutkan melewati tahap ini.
Dalam glikolisis, glukosa diubah menjadi molekul berbasis karbon yang disebut piruvat. Dua molekul adenosin tri-fosfat (ATP), sebuah nukleotida yang menyediakan energi untuk sel, dihasilkan selama proses ini.
Piruvat selanjutnya dipecah menjadi karbon lepas dan hidrogen, yang dapat bergabung dengan oksigen untuk membuat karbon dioksida dan NADH (molekul transpor elektron). Jika oksigen tidak ada, piruvat yang dipecah melewati proses yang disebut fermentasi, yang menghasilkan asam laktat.
Rantai Transpor Elektron
Oksigen penting untuk langkah ketiga dari siklus respirasi seluler aerobik. Selama langkah ini, molekul transpor elektron membawa elektron ke sel, di mana mereka dipanen dan digunakan untuk produksi ATP. Setelah elektron digunakan, mereka bergabung dengan oksigen dan hidrogen untuk membentuk air dan dikeluarkan dari tubuh.
Jika oksigen tidak ada selama langkah ini, elektron akan menumpuk di sistem. Segera rantai transpor elektron akan tersumbat dan produksi ATP akan berhenti. Ini akan menyebabkan kematian sel dan kematian organisme.
Hemoglobin dalam Darah
Hemoglobin, atau sel darah merah, terutama adalah pengangkut oksigen. Sel-sel ini menerima oksigen saat udara dihirup melalui paru-paru. Oksigen mengikat dirinya ke sel-sel ini, yang kemudian membawanya ke jantung. Jantung mengedarkan darah beroksigen ke sel-sel di seluruh tubuh dalam proses respirasi seluler.
Perampasan Sementara
Saat berolahraga, tubuh dapat menghabiskan oksigen lebih cepat daripada yang dapat dibawa ke sel. Hal ini menyebabkan kekurangan oksigen sementara. Sel otot dapat melakukan respirasi anaerobik (tanpa udara) untuk waktu yang terbatas ketika hal ini terjadi. Respirasi anaerobik menghasilkan asam laktat, yang menumpuk di otot, menyebabkan kram dan kelelahan.
Kekurangan dan Kematian
Jika sel kekurangan oksigen untuk waktu yang lama, organisme tidak dapat bertahan hidup. Elektron menumpuk dalam sistem transpor elektron, menghentikan produksi ATP. Tanpa ATP, sel tidak dapat melakukan fungsi vital seperti menjaga detak jantung dan paru-paru bergerak masuk dan keluar. Organisme akan segera kehilangan kesadaran dan akan mati jika oksigen tidak cepat pulih.