İnsanlar dahil olmak üzere çoğu organizma normal çalışması ve hayatta kalması için oksijene ihtiyaç duyar. Oksijen gerektirmeyen ve aslında toksik bulduğu birkaç organizma var. Ayrıca hem oksijen varlığında hem de yokluğunda işlev görebilecek bir organizma grubu vardır. Oksijen gerektiren bir sisteme aerobik sistem, oksijen gerektirmeyen bir sisteme anaerobik sistem adı verilir.
İnsan vücudundaki hücrelerin aktivitelerinin çoğu, günlük fonksiyonlarını yerine getirebilmek için oksijene ihtiyaç duyar. Yine de oksijen olmadan kısa süre çalışabilen bazı dokular var. Bir örnek kas hücreleridir. Oksijen gerekmeden önce bir anaerobik sistem kullanarak kaslar sınırlı bir süre çalışabilir. Anaerobik olarak çalışmak için kısa bir süre için bile, düzeltilmesi gereken oldukça ciddi sonuçlar vardır.
Uzaklık koşusu gibi uzun süre devam eden aktiviteler için, kaslar aerobik bir sistem kullanacak ve aktiviteyi sürdürmek için gerekli enerjiyi sağlamak üzere oksijen yakacaktır. Sprint gibi kuvvetli aktivitenin kısa patlamaları için, kaslar oksijen yokluğunda glukoz moleküllerini parçalayabilir. Anaerobik sistem, kanın çalışan kas hücrelerine yeterince hızlı oksijen taşıyamadığı kısa bir süre için kullanılır. Maalesef, bu sistem çeşitli nedenlerle süresiz olarak kullanılamaz.
Enerji, hücrelerde adenozin trifosfat veya ATP denilen bir kimyasalda depolanır. Genellikle, daha fazla üretilmeden önce yaklaşık 20-30 saniye aktiviteye izin verecek kadar kas hücreleri içinde yeterli ATP depolanır. ATP, solunum sırasında hücrelerin içindeki glikoz moleküllerinin parçalanmasıyla üretilir. Oksijen bulunup bulunmadığına bağlı olarak, aerobik veya anaerobik solunum ATP'yi üretecektir. Aerobik sistem çok daha verimli ve çok daha fazla ATP üretir, ancak anaerobik sistem ilk dakika egzersizlerinde kullanılan sistemdir.
Başka bir solunum ürünü karbon dioksittir. Kan dolaşımındaki karbondioksit miktarı arttıkça kalbi daha hızlı pompalaması için uyarır. Bu da, solunumun devam etmesini ve daha fazla ATP üretmesini gerektiren kas hücreleri de dahil olmak üzere vücutta daha fazla oksijenli kan taşınmasına neden olur. Oksijen seviyeleri hücrelerde düşerse, solunum için anaerobik sistem yeniden başlayacaktır.
Laktik asit, insanlarda anaerobik solunumun toksik bir ürünüdür. Anaerobik sistem herhangi bir süre devam ederse dokularda birikmeye başlar. Laktik asit birikmesi, kasların yorulmasına ve kas krampı gibi ağrılı yan etkilere neden olabilir. Bu oksijen borcunun, faaliyet durduktan sonra mümkün olan en kısa sürede geri ödenmesi gerekmektedir. Hızlı ve derin nefes alma, hücrelerin laktik asidi karbon dioksit ve suya parçalamak için kullandığı vücuda mümkün olduğunca fazla oksijen girmesine yardımcı olur.
