Useimmat organismit, myös ihmiset, tarvitsevat happea toimiakseen normaalisti ja selviytyäkseen. On olemassa muutamia organismeja, jotka eivät vaadi happea ja pitävät sitä todella myrkyllisenä. On myös joukko organismeja, jotka voivat toimia sekä hapen läsnä ollessa että ilman. Järjestelmää, joka vaatii happea, kutsutaan aerobiseksi järjestelmäksi ja sellaista, joka ei vaadi happea, anaerobiseksi järjestelmäksi.
Suurin osa ihmiskehon solujen toiminnasta tarvitsee happea voidakseen suorittaa päivittäiset tehtävänsä. Jotkut kudokset pystyvät kuitenkin toimimaan lyhyesti ilman happea. Yksi esimerkki on lihassolut. Lihakset voivat toimia rajoitetun ajan käyttämällä anaerobista järjestelmää ennen kuin happea tarvitaan. Jopa lyhyen ajan anaerobisella työskentelyllä on melko vakavia vaikutuksia, jotka on korjattava.
Pitkän jatkuvan toiminnan, kuten etäjuoksun, aikana lihakset käyttävät aerobista järjestelmää ja polttavat happea tarvittavan energian saamiseksi toiminnan ylläpitämiseksi. Lihakset voivat hajottaa glukoosimolekyylejä ilman happea lyhyen voimakkaan toiminnan, kuten sprintin, aikana. Anaerobista järjestelmää käytetään usein lyhyen ajan, jolloin veri ei pysty kuljettamaan happea tarpeeksi nopeasti toimiviin lihassoluihin. Valitettavasti tätä järjestelmää ei voida käyttää loputtomasti useista syistä.
Energia varastoidaan soluihin kemikaalissa, jota kutsutaan adenosiinitrifosfaatiksi tai ATP: ksi. Yleensä lihassoluihin varastoidaan riittävästi ATP: tä, jotta se voi kestää noin 20-30 sekuntia ennen kuin lisää on tuotettava. ATP: tä tuotetaan hengityksen aikana hajottamalla glukoosimolekyylejä solujen sisällä. Riippuen siitä, onko happea saatavilla, aerobinen tai anaerobinen hengitys tuottaa ATP: n. Aerobinen järjestelmä on paljon tehokkaampi ja tuottaa paljon enemmän ATP: tä, mutta anaerobista järjestelmää käytetään harjoituksen ensimmäisten minuuttien aikana.
Toinen hengitystuote on hiilidioksidi. Kun hiilidioksidin määrä kasvaa verenkierrossa, se stimuloi sydäntä pumppaamaan nopeammin. Tämä puolestaan saa lisää happea sisältävää verta kulkemaan ympäri kehoa, mukaan lukien lihassolut, jotka edellyttävät sitä hengityksen jatkamiseksi ja lisää ATP: tä. Jos happitasot laskevat soluissa, anaerobinen hengitysjärjestelmä alkaa uudelleen.
Maitohappo on ihmisten anaerobisen hengityksen myrkyllinen tuote. Jos anaerobinen järjestelmä jatkuu jonkin aikaa, se alkaa kerääntyä kudoksiin. Maitohapon kertyminen aiheuttaa lihasten väsymistä ja voi aiheuttaa kivuliaita sivuvaikutuksia, kuten lihaskramppeja. Tämä happivelka on maksettava takaisin mahdollisimman pian toiminnan lopettamisen jälkeen. Nopea ja syvä hengitys auttaa saamaan kehoon mahdollisimman paljon happea, jota solut käyttävät maitohapon hajottamiseen hiilidioksidiksi ja veteen.