Οι περισσότεροι οργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, χρειάζονται οξυγόνο για να λειτουργήσουν κανονικά και να επιβιώσουν. Υπάρχουν μερικοί οργανισμοί που δεν χρειάζονται οξυγόνο και στην πραγματικότητα το βρίσκουν τοξικό. Υπάρχει επίσης μια ομάδα οργανισμών που μπορούν να λειτουργήσουν τόσο παρουσία όσο και απουσία οξυγόνου. Ένα σύστημα που απαιτεί οξυγόνο ονομάζεται αερόβιο σύστημα και αυτό που δεν απαιτεί οξυγόνο ονομάζεται αναερόβιο σύστημα.
Οι περισσότερες από τις δραστηριότητες των κυττάρων του ανθρώπινου σώματος χρειάζονται οξυγόνο για να μπορέσουν να εκτελέσουν τις καθημερινές τους λειτουργίες. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι ιστοί που μπορούν να λειτουργήσουν για λίγο χωρίς οξυγόνο. Ένα παράδειγμα είναι τα μυϊκά κύτταρα. Οι μύες μπορούν να λειτουργήσουν για περιορισμένο χρονικό διάστημα χρησιμοποιώντας ένα αναερόβιο σύστημα προτού απαιτείται οξυγόνο. Ακόμη και για ένα σύντομο χρονικό διάστημα αναερόβιας εργασίας, υπάρχουν αρκετά σοβαρές επιπτώσεις που πρέπει να διορθωθούν.
Για μεγάλες περιόδους συνεχούς δραστηριότητας, όπως το τρέξιμο σε απόσταση, οι μύες θα χρησιμοποιούν ένα αερόβιο σύστημα και θα καίνε οξυγόνο για να παρέχουν την απαιτούμενη ενέργεια για τη διατήρηση της δραστηριότητας. Για σύντομες εκρήξεις έντονης δραστηριότητας, όπως το σπριντ, οι μύες μπορούν να διασπάσουν τα μόρια γλυκόζης απουσία οξυγόνου. Ένα αναερόβιο σύστημα χρησιμοποιείται συχνά για σύντομο χρονικό διάστημα, όταν το αίμα δεν μπορεί να μεταφέρει οξυγόνο αρκετά γρήγορα στα λειτουργικά μυϊκά κύτταρα. Δυστυχώς, αυτό το σύστημα δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί επ’ αόριστον για διάφορους λόγους.
Η ενέργεια αποθηκεύεται στα κύτταρα σε μια χημική ουσία που ονομάζεται τριφωσφορική αδενοσίνη ή ATP. Συνήθως, αρκετό ATP αποθηκεύεται στα μυϊκά κύτταρα για να επιτρέψει περίπου 20 – 30 δευτερόλεπτα δραστηριότητας προτού χρειαστεί να παραχθεί περισσότερο. Το ATP παράγεται κατά την αναπνοή από τη διάσπαση των μορίων γλυκόζης μέσα στα κύτταρα. Ανάλογα με το αν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο, η αερόβια ή αναερόβια αναπνοή θα παράγει το ATP. Το αερόβιο σύστημα είναι πολύ πιο αποτελεσματικό και παράγει πολύ περισσότερο ATP, αλλά το αναερόβιο σύστημα είναι αυτό που χρησιμοποιείται για τα πρώτα λεπτά της άσκησης.
Ένα άλλο προϊόν της αναπνοής είναι το διοξείδιο του άνθρακα. Καθώς η ποσότητα του διοξειδίου του άνθρακα αυξάνεται στην κυκλοφορία του αίματος, διεγείρει την καρδιά να αντλεί γρηγορότερα. Αυτό με τη σειρά του προκαλεί τη μεταφορά περισσότερου οξυγονωμένου αίματος σε όλο το σώμα, συμπεριλαμβανομένων των μυϊκών κυττάρων που απαιτούν τη συνέχιση της αναπνοής και την παραγωγή περαιτέρω ATP. Εάν πέσουν τα επίπεδα οξυγόνου στα κύτταρα, το αναερόβιο σύστημα για την αναπνοή θα ξεκινήσει ξανά.
Το γαλακτικό οξύ είναι ένα τοξικό προϊόν της αναερόβιας αναπνοής στον άνθρωπο. Εάν το αναερόβιο σύστημα συνεχίσει για οποιοδήποτε χρονικό διάστημα, θα αρχίσει να συσσωρεύεται στους ιστούς. Η συσσώρευση γαλακτικού οξέος προκαλεί κόπωση των μυών και μπορεί να προκαλέσει επώδυνες παρενέργειες όπως μυϊκή κράμπα. Αυτό το χρέος οξυγόνου πρέπει να αποπληρωθεί το συντομότερο δυνατό, μόλις σταματήσει η δραστηριότητα. Η γρήγορη και βαθιά αναπνοή βοηθά να εισέλθει όσο το δυνατόν περισσότερο οξυγόνο στο σώμα, το οποίο χρησιμοποιείται από τα κύτταρα για τη διάσπαση του γαλακτικού οξέος σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό.