Respiración anaeróbica
El primer paso de la respiración celular en todas las células vivas es la glucólisis, que puede tener lugar sin la presencia de oxígeno molecular. Si el oxígeno está presente en la célula, ésta puede aprovechar posteriormente la respiración aeróbica a través del ciclo del TCA para producir mucha más energía utilizable en forma de ATP que cualquier vía anaeróbica. No obstante, las vías anaerobias son importantes y constituyen la única fuente de ATP para muchas bacterias anaerobias. Las células eucariotas también recurren a las vías anaeróbicas si su suministro de oxígeno es escaso. Por ejemplo, cuando las células musculares están trabajando muy duro y agotan su suministro de oxígeno, utilizan la vía anaeróbica al ácido láctico para seguir proporcionando ATP para la función celular.
La glucólisis en sí misma produce dos moléculas de ATP, por lo que es el primer paso de la respiración anaeróbica. El piruvato, producto de la glucólisis, puede utilizarse en la fermentación para producir etanol y NAD+ o para la producción de lactato y NAD+. La producción de NAD+ es crucial porque la glucólisis lo requiere y cesaría cuando se agotara su suministro, lo que provocaría la muerte celular. A continuación se muestra un esquema general de los pasos anaeróbicos. Sigue la organización de Karp.
La respiración anaeróbica (tanto la glucólisis como la fermentación) tiene lugar en la parte fluida del citoplasma, mientras que la mayor parte del rendimiento energético de la respiración aeróbica tiene lugar en las mitocondrias. La respiración anaeróbica deja mucha energía en las moléculas de etanol o lactato que las células musculares no pueden utilizar y deben excretar. Una parte del lactato llegará al hígado a través del torrente sanguíneo y podrá volver a convertirse en glucosa a través del ciclo de Cori. El etanol puede ser metabolizado por el hígado, pero es un precursor pobre para la gluconeogénesis y puede conducir a la hipoglucemia.