สิ่งมีชีวิตทุกชนิด ทั้งพืชและสัตว์ ต้องหายใจ จึงจะคงมีชีวิตอยู่ได้ 
การหายใจเป็นการเปลี่ยนอาหารให้เป็นพลังงาน พลังงานนี้ทำให้อวัยวะต่างๆ ภายในร่างกายทำงาน ทำให้สามารถเคลื่อนไหว และทำสิ่งที่จำเป็นต่างๆ เพื่อให้คงดำรงชีวิตอยู่ได้

เมื่อคนเราหายใจ เราสูดอากาศ ซึ่งมีออกซิเจน เข้าสู่ปอด ออกซิเจนเข้าไปทำปฏิกิริยากับอาหาร ทำให้เกิดพลังงาน และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซนี้จะถูกขับออก พร้อมกับลมหายใจออก ถ้าเราลองไม่หายใจดูสักครู่หนึ่ง เราจะรู้สึกอึดอัด และถ้าเราไม่หายใจเป็นเวลานานๆ เราก็จะตาย เพราะร่างกายขาดออกซิเจน ไม่อาจสร้างพลังงานได้มากพอ ที่จะดำรงชีวิตอยู่ได้ การที่คนจมน้ำตาย ก็เพราะสูดน้ำเข้าไปในปอด แทนที่จะสูดออกซิเจน ทำให้ร่างกายขาดออกซิเจน ไม่อาจสร้างพลังงานขึ้นได้เช่นกัน

นกบางชนิด สามารถบินอยู่ในอากาศระดับสูงเป็นเวลานานทั้งๆ ที่อากาศระดับนั้นมีออกซิเจนอยู่น้อย ทั้งนี้เพราะนกเหล่านั้น มีออกซิเจนเก็บไว้ในถุงลม ซึ่งมีอยู่จำนวนมากทั่วร่างกาย

มนุษย์อวกาศขึ้นไปบนดวงจันทร์ ต้องนำเอาออกซิเจนติดตัวไปด้วย เพื่อใช้หายใจ เพราะร่างกายของคนเรานั้น ไม่อาจสะสมออกซิเจนไว้ได้

"การหายใจ" เป็นขบวนการที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ขบวนการหายใจนี้เกิดขึ้นภายในเซลล์ที่มีชีวิตทุกๆ เซลล์ เริ่มตั้งแต่ สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขึ้นไป จนถึงสิ่งมีชีวิตชั้นสูงที่มีส่วนประกอบของร่างกายสลับซับซ้อน

ในสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำที่ยังไม่มีลักษณะเป็นเซลล์ เช่น เชื้อไวรัส ไม่มีขบวนการหายใจ ดังนั้น จึงไม่สามารถสร้างพลังงาน และดำรงชีวิตอยู่ได้ตามลำพัง ต้องอาศัยอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ได้พลังงาน และสิ่งจำเป็นในการดำรงชีวิต จากเซลล์ที่มันอาศัยอยู่ จึงจะสามารถมีขบวนการต่างๆ และเพิ่มจำนวนได้ (อ่านเพิ่มเติมเรื่องไวรัส)

การหายใจที่จะอธิบายในตอนนี้ เป็นการหายใจของสิ่งมีชีวิตที่สมบูรณ์แบบ คือ จะต้องประกอบด้วยเซลล์ที่มีชีวิตการหายใจภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต หมายถึง การที่โมเลกุลของสารประเภทโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และไขมันภายในเซลล์ ถูกย่อยให้แตกสลายเป็นโมเลกุลเล็กๆ โดยเอนไซม์และออกซิเจน หรือโดยเอนไซม์แต่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น (เอนไซม์เป็นสารประกอบหลายชนิด ซึ่งส่วนมากแล้วเป็นสารพวกโปรตีนที่เซลล์ของสิ่งที่มีชีวิตสร้างขึ้น มีหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีทุกชนิด ที่เกิดขึ้นภายในร่างกาย) ผลของการสลายตัวของสารดังกล่าว ทำให้เกิดพลังงานขึ้นภายในเซลล์ สิ่งมีชีวิตนำพลังงานนี้ไปใช้ในการดำรงชีวิต ให้เป็นปกติ เช่น เอาไปใช้ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว กินอาหาร ขับถ่ายของเสีย ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่มากระตุ้น ฯลฯ เหล่านี้เป็นต้น

สิ่งมีชีวิตบางชนิดที่ไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนในการหายใจ ก็ได้พลังงานเพียงพอที่จะดำรงชีวิตได้ ตัวอย่างของสิ่งมีชีวิตเช่นนี้ ได้แก่ บัคเตรีบางชนิด เช่น บาดทะยัก (tetanus) ยีสต์ (yeast) ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนน้ำตาลให้เป็นอัลกอฮอล์ โดยทั่วๆ ไปแล้ว สิ่งที่มีชีวิตเหล่านี้ มักจะเป็นพวกที่ร่างกายมีโครงสร้างง่ายๆ ไม่ซับซ้อนเหมือนกับร่างกายของสัตว์ชั้นสูง

การหายใจโดยใช้ออกซิเจนนั้น เซลล์ได้พลังงานมากกว่าการหายใจ โดยไม่ใช้ออกซิเจนมาก ทั้งนี้เพราะสารต่างๆ ถูกย่อยไป จนถึงขั้นสุดท้ายทีเดียว โดยปกติขบวนการที่ออกซิเจนเข้าไปสันดาปกับอาหารภายในเซลล์เกิดขึ้นอย่างช้าๆ เป็นขั้นๆ กินเวลานานกว่าการเผาไหม้ภายนอกร่างกายมากมาย เพราะภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ประกอบด้วยเอนไซม์จำนวนมาก ที่คอยช่วยให้การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้น เป็นไปอย่างช้าๆ และไม่รุนแรง นักวิทยาศาสตร์พบว่า พลังงานที่เกิดขึ้นจากการหายใจ ส่วนที่เหลือจากการนำไปใช้ในการดำรงชีวิต จะถูกเก็บไว้ภายในเซลล์ ในรูปของพลังงานเคมีในโมเลกุลของสารอินทรีย์ที่มีชื่อว่า อะดีโนซีน ไทรฟอสเฟต (ATP)   การสะสมพลังงานเคมีเข้าไว้ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตในรูปของ ATP นี้ พบได้ในเซลล์ที่มีชีวิตทั่วไป ทั้งในพืช และในสัตว์ แต่จะพบมากเป็นพิเศษ ในเซลล์ของร่างกายส่วนที่ต้องการทำงานหนัก เช่น บริเวณหลอดไตเล็กๆ ที่ทำหน้าที่สกัดปัสสาวะภายในเนื้อไต ในสิ่งมีชีวิตชั้นต่ำที่มีเพียงเซลล์เดียว เช่น ตัวอะมีบา หรือพารามีเซียม หรือในสิ่งมีชีวิตที่ร่างกายไม่สลับซับซ้อน เช่น ตัวไฮดรา หรือฟองน้ำ ไม่จำเป็นต้องมีอวัยวะพิเศษสำหรับหายใจ เพราะเซลล์ทุกเซลล์ของมันติดต่อกับสิ่งแวดล้อมภายนอกคือ น้ำ ที่มันอาศัยอยู่ได้โดยง่าย ในน้ำที่มันอาศัยอยู่ มีก๊าซออกซิเจนละลายอยู่ ก๊าซออกซิเจนสามารถแพร่เข้าไปในเซลล์ทุกเซลล์ได้โดยง่าย และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เป็นผลเกิดจากการหายใจภายในเซลล์ ก็สามารถแพร่ออกจากเซลล์ได้โดยง่ายด้วยเช่นกัน ในโมเลกุลของ ATP มีพลังงานซ่อนอยู่มากมาย เมื่อร่างกายต้องการใช้พลังงานโดยกะทันหัน จะสลายตัวปลดปล่อยพลังงานออกมา ตัวเองกลายเป็นอะดิโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) แต่ถ้าเมื่อใดร่างกายได้รับพลังงานเพิ่มเติมจากการหายใจ ADP ก็จะเก็บพลังงานส่วนเกินเข้าไว้ แล้วกลับกลายไปเป็น ATP ใหม่อีก

Content