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La respirazione è il movimento di ossigeno dall'ambiente esterno alle cellule all'interno dei tessuti e la contemporanea rimozione dell'anidride carbonica, nella direzione opposta rispetto all'ambiente.
La respirazione è contestualmente correlata alla respirazione intesa in biochimica, che si riferisce a un processo metabolico mediante il quale un organismo ottiene energia (sotto forma di ATP e NADPH) ossidando i nutrienti e rilasciando prodotti di scarto. Sebbene la respirazione fisiologica sia necessaria per sostenere la respirazione cellulare e quindi la vita negli animali, i processi sono distinti: la respirazione cellulare avviene nelle singole cellule dell'organismo, mentre la respirazione fisiologica riguarda la diffusione e il trasporto dei metaboliti tra l'organismo e l'ambiente esterno.
Nei mammiferi, la respirazione prevede cicli respiratori inspirazione ed espirazione. L'inspirazione è solitamente un movimento attivo che porta aria nei polmoni, dove avviene il processo di scambio gassoso tra l'aria negli alveoli e il sangue nei capillari polmonari; la contrazione del muscolo diaframma provoca un gradiente di pressione. Al contrario, l'espirazione è solitamente un processo passivo, sebbene ci siano molte eccezioni.