Zakłócenia oddychania komórkowego mogą wystąpić w wyniku działania trucizn metabolicznych, anoksji i narażenia organizmu beztlenowego na tlen. Oddychanie komórkowe to proces, w którym komórki roślinne i zwierzęce rozkładają cząsteczki organiczne w celu uzyskania energii i formy trójfosforan adenozyny lub ATP. ATP jest koenzymem odpowiedzialnym za wewnątrzkomórkowy transport energii chemicznej wymaganej przez komórki dla różnych procesów metabolicznych. ATP jest niezbędny dla wszystkich żywych organizmów. Oddychanie i wytwarzanie ATP występują w organellach znanych jako mitochondria.
Trucizny metaboliczne obejmują związki zawierające cyjanek, insektycydy, takie jak rotenon i antybiotyki, takie jak antymycyna. Związki te zakłócają oddychanie komórkowe poprzez zakłócanie aktywności mitochondrialnej i zapobieganie wytwarzaniu ATP. Bez energii dostarczonej przez ATP, komórka umiera.
Niedotlenienie lub brak tlenu w komórce również zakłóca oddychanie komórkowe. Naukowcy klasyfikują przyczyny niedotlenienia jako pulmonologiczne lub krążeniowe. Przyczyny płuc obejmują uduszenie, utonięcie i uraz płuc. Przyczynami krążenia są zawały serca, miażdżyca tętnic i opuki. Inne przyczyny niedotlenienia to choroby, które pogarszają zdolność krwinek czerwonych do przenoszenia tlenu, takie jak niedokrwistość i hemoliza, pęknięcie czerwonych ciałek krwi często spowodowane infekcjami paciorkowcami i staphylococcus.
W organizmach, które polegają na oddychaniu beztlenowym, tlen działa jak trucizna i zakłóca oddychanie. Przykłady tych organizmów obejmują pewne typy grzybów i czynniki bakteryjne, które powodują tężec i zatrucie jadem kiełbasianym.
