Respirasi sel adalah proses di mana molekul makanan digunakan untuk menghasilkan energi sel. Ini bisa aerobik, di mana oksigen hadir, atau anaerobik, di mana oksigen tidak ada, dan gula seperti glukosa diperlukan untuk bahan bakar proses. Respirasi seluler aerobik biasanya terjadi pada sel eukariotik, sel yang ditemukan pada tumbuhan dan hewan. Proses metabolisme yang terlibat berlangsung dalam struktur kecil di dalam sel yang dikenal sebagai mitokondria. Dimulai dengan glukosa dan berlanjut melalui serangkaian reaksi kimia, respirasi sel memungkinkan produksi suatu bentuk energi biokimia yang disebut adenosin trifosfat (ATP).
Mitokondria, organ sel kecil, atau organel, di mana respirasi seluler aerobik terjadi, ditemukan di dalam hampir semua sel eukariotik. Sel-sel yang memiliki kebutuhan energi yang lebih tinggi, seperti sel-sel otak, mengandung lebih banyak mitokondria. Sebelum respirasi sel dapat terjadi, langkah awal, yang dikenal sebagai glikolisis, terjadi di luar mitokondria, di dalam sitoplasma sel. Sitoplasma adalah zat seperti gel yang mengisi sel dan di mana organel seperti mitokondria berada.
Glikolisis adalah reaksi metabolisme di mana glukosa dipecah, membentuk dua molekul asam piruvat dan dua nikotinamida adenin dinukleotida tereduksi (NADH). Proses ini adalah langkah awal yang terjadi dalam sel sebelum respirasi seluler anaerobik atau aerobik. Glikolisis tidak memerlukan oksigen dan, meskipun prosesnya menggunakan dua molekul ATP, ia menghasilkan empat, menghasilkan perolehan bersih dua molekul ATP. Asam piruvat dan NADH kemudian masuk ke mitokondria, di mana asam piruvat diubah menjadi zat yang disebut asetil KoA. Energi dibutuhkan untuk mengangkut NADH ke dalam mitokondria, dan ini mengakibatkan hilangnya dua ATP.
Dua langkah respirasi seluler aerobik kemudian terjadi, yang dikenal sebagai siklus Krebs, atau siklus asam sitrat, dan rantai transpor elektron. Asetil KoA memasuki siklus Krebs yang menghasilkan flavin adenin dinukleotida (FADH2) dan NADH tereduksi, bersama dengan ATP. FADH2 dan NADH kemudian mengangkut elektron ke rantai transpor elektron, di mana mereka dioksidasi dan lebih banyak ATP dibuat. Secara keseluruhan, memperhitungkan hilangnya awal dua ATP, reaksi yang terjadi di dalam mitokondria menghasilkan 36 molekul ATP.
Air dan karbon dioksida adalah produk limbah dari respirasi seluler aerobik. Karbon dioksida bergabung dengan air untuk membuat asam karbonat, membuat darah lebih asam. Ini memainkan peran penting dalam menjaga pH darah. Pernapasan terus menerus menghilangkan karbon dioksida dari tubuh, mencegah darah menjadi terlalu asam.