Drogi oddechowe i płuca spełniają nie tylko funkcję oczyszczania i rozprowadzania powietrza oraz wymiany tlenu na dwutlenek węgla, ale także odgrywają ważną rolę w oddychaniu komórkowym. Analogia do spalania i „paliwa” jest dość trafna, ponieważ tak jak płomienie potrzebują tlenu do spalania, tak komórki potrzebują tlenu, aby przekształcić składniki odżywcze pożywienia w energię.
Oddychanie komórkowe zachodzi w każdej komórce naszego ciała, w jego mitochondriach. Wymiana tlenu i dwutlenku węgla pomiędzy komórkami a pęcherzykami płucnymi zachodzi w taki sam sposób, jak pomiędzy naczyniami włosowatymi a pęcherzykami płucnymi. Hemoglobina w czerwonych krwinkach przenosi tlen przez tętnice i przedostaje się do komórki, podczas gdy komórka oddaje nagromadzony dwutlenek węgla do czerwonych krwinek. Ten dwutlenek węgla przedostaje się do pęcherzyków płucnych przez naczynia włosowate i żyły, a cykl się kończy.
Oddychanie komórkowe to złożony proces, w którym bierze udział wiele reakcji chemicznych. W procesie utleniania składników odżywczych w mitochondriach komórki uwalniana jest energia niezbędna do wykonywania różnych funkcji organizmu. Aby jednak te reakcje mogły nastąpić, komórki muszą otrzymać wystarczającą ilość tlenu.
Oddychanie komórkowe można podzielić na trzy główne etapy: glikoliza, cykl Krebsa i fosforylacja oksydacyjna. Glikoliza zachodzi w cytoplazmie komórki i polega na rozkładzie glukozy do piryginianu i uwolnieniu niewielkiej ilości energii w postaci ATP. Cykl Krebsa zachodzi w mitochondriach i polega na utlenieniu pirywatu do dwutlenku węgla, w wyniku czego uwalnia się jeszcze więcej energii w postaci ATP. Fosforylacja oksydacyjna to proces uwalniający większość energii w postaci ATP.
Oddychanie komórkowe jest ważnym procesem dla utrzymania funkcji życiowych organizmu. Brak tlenu lub inne zaburzenia tego procesu mogą prowadzić do poważnych chorób, takich jak niedotlenienie czy kwasica. Dlatego bardzo ważne jest utrzymanie zdrowego układu oddechowego i zapewnienie wystarczającej ilości tlenu do oddychania komórkowego.