Cellulaire ademhaling en ademhaling zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden processen die cruciaal zijn voor het voortbestaan ​​van aerobe organismen. Ademen, gewoonlijk ventilatie genoemd, omvat de uitwisseling van gassen tussen het organisme en zijn omgeving. Het bestaat uit twee primaire fasen:inademing en uitademing.

Tijdens het inademen neemt het ademhalingssysteem zuurstofrijke lucht op via de neus of mond. De lucht stroomt door de luchtpijp naar de longen, waar het kleine zakjes bereikt die bekend staan ​​als longblaasjes. Hier diffunderen zuurstofmoleculen door de dunne alveolaire wanden naar de bloedbaan.

Uitademing volgt op inademing. De spieren die betrokken zijn bij de ademhaling, voornamelijk het middenrif en de intercostale spieren, ontspannen. Deze ontspanning verkleint het volume van de longen, waardoor de lucht erin wordt verdreven. Tijdens het uitademen wordt kooldioxide, een afvalproduct van de cellulaire ademhaling, uit de bloedbaan in de longblaasjes vrijgegeven en vervolgens uitgeademd.

Cellulaire ademhaling daarentegen vindt plaats in de cellen en omvat de afbraak van glucose, een soort suiker, om energie vrij te maken. Het proces bestaat uit drie hoofdfasen:glycolyse, de Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus) en oxidatieve fosforylering.

Glycolyse vindt plaats in het cytoplasma van de cel. Tijdens de glycolyse wordt glucose afgebroken tot twee pyruvaatmoleculen. Deze fase levert een kleine hoeveelheid energie op in de vorm van ATP (adenosinetrifosfaat), de energievaluta van de cel, evenals NADH (nicotinamide-adenine-dinucleotide) en FADH2 (flavine-adenine-dinucleotide), energiedragermoleculen.

De Krebs-cyclus vindt plaats in de mitochondriën van de cel. Pyruvaat uit glycolyse komt de mitochondriën binnen en ondergaat een reeks chemische reacties om koolstofdioxide, ATP, NADH en FADH2 te produceren.

Ten slotte vindt oxidatieve fosforylering plaats in het binnenmembraan van de mitochondriën. Tijdens deze fase worden de door NADH en FADH2 gedragen elektronen met hoge energie langs een keten van elektronendragers geleid, waarbij energie vrijkomt die wordt gebruikt om waterstofionen door het membraan te pompen. De resulterende gradiënt van waterstofionen drijft de synthese van ATP aan via een proces dat chemiosmose wordt genoemd.

Samenvattend vergemakkelijkt de ademhaling de uitwisseling van zuurstof en kooldioxide tussen het organisme en zijn omgeving, waardoor de cellen een continue toevoer van zuurstof hebben voor de cellulaire ademhaling. Bij de cellulaire ademhaling wordt op zijn beurt zuurstof gebruikt om glucose af te breken en energie te genereren in de vorm van ATP, dat verschillende cellulaire processen aandrijft die essentieel zijn voor het leven.