תוֹכֶן
תאי גוף משתמשים בחמצן בכדי להעביר אנרגיה המאוחסנת במזון לצורה שמישה.תהליך זה, המכונה נשימה תאית, מאפשר לתאים לרתום אנרגיה לביצוע פונקציות חיוניות כמו הפעלת שרירים (כולל שרירים לא רצוניים כמו הלב) ותנועת חומרים לתאים ומחוצה להם. ללא חמצן בגוף, התאים יכולים לתפקד לתקופה מוגבלת; הידלדלות חמצן לטווח הארוך מובילה למוות בתאים ובסופו של דבר למוות של האורגניזם.
גליקוליזה בהנשמה
תאים משתמשים בחמצן כדי לסייע בנשימה סלולרית. סוג זה של נשימה, המכונה נשימה אירובית סלולרית, ממיר אנרגיה מאוחסנת לצורה שמישה, בעיקר על ידי תגובה גלוקוז וחמצן דרך ביניים. ניתן לבצע את השלב הראשון של הנשימה אירובית סלולרית, גליקוליזה, ללא חמצן. עם זאת, אם חמצן אינו קיים, הנשימה סלולרית לא יכולה להימשך משלב זה.
בגליקוליזה מומרים את הגלוקוז למולקולה מבוססת פחמן הנקראת פירובט. שתי מולקולות של אדנוזינס טרי-פוספט (ATP), נוקלאוטיד המספק אנרגיה לתאים, נוצרות במהלך תהליך זה.
פירובט מתפרק עוד יותר לפחמן ומימן רופף, שיכולים לשלב עם חמצן ליצירת פחמן דו חמצני ו- NADH (מולקולת הובלת אלקטרונים). אם לא קיים חמצן, הפירובאט המפורק עובר תהליך שנקרא תסיסה, המייצר חומצה לקטית.
שרשרת העברת אלקטרונים
חמצן חשוב לשלב השלישי של מחזור הנשימה האירובי הסלולרי. במהלך שלב זה, מולקולות הובלת אלקטרונים נושאות אלקטרונים לתאים, שם הם נקצרים ומשמשים לייצור ATP. לאחר השימוש באלקטרונים הם משתלבים עם חמצן ומימן ליצירת מים ומונקים מהגוף.
אם החמצן לא היה קיים בשלב זה, אלקטרונים היו מצטברים במערכת. עד מהרה שרשרת הובלת האלקטרונים תסתפק בייצור ATP. זה יוביל למוות תאי ולמות האורגניזם.
המוגלובין בדם
המוגלובין, או כדוריות דם אדומות, הם בעיקר הובלות של חמצן. תאים אלה מקבלים חמצן כאשר אוויר נשאף דרך הריאות. החמצן נקשר עצמו לתאים אלה, אשר נושאים אותו אז ללב. הלב מפיץ את הדם המחומצן לתאים בכל הגוף בתהליך הנשימה התאית.
חסך זמני
בעת פעילות גופנית, הגוף עלול לדלדל את החמצן מהר יותר ממה שהוא יכול לקחת לתאים. זה גורם לקיפוח חמצן זמני. תאי שריר יכולים לבצע נשימה אנאירובית (ללא אוויר) למשך פרק זמן מוגבל כאשר זה קורה. נשימה אנאירובית מייצרת חומצה לקטית המצטברת בשרירים, גורמת להתכווצויות ולעייפות.
מחסור ומוות
אם תאים נשללים מחמצן במשך תקופה ארוכה, האורגניזם אינו יכול לשרוד. אלקטרונים מצטברים במערכת הובלת האלקטרונים, ועוצרים את ייצור ה- ATP. ללא ATP, תאים אינם יכולים לבצע פעולות חיוניות כמו שמירה על פעימות הלב והריאות נעות פנימה והחוצה. האורגניזם יאבד את הכרתו במהרה וימות אם החמצן לא ישוחזר במהירות.