Odddychanie beztlenowe
Pierwszym etapem oddychania komórkowego we wszystkich żywych komórkach jest glikoliza, która może zachodzić bez obecności tlenu cząsteczkowego. Jeśli tlen jest obecny w komórce, może ona następnie skorzystać z oddychania tlenowego poprzez cykl TCA, aby wytworzyć znacznie więcej energii użytkowej w postaci ATP niż jakakolwiek ścieżka beztlenowa. Niemniej jednak, szlaki beztlenowe są ważne i stanowią jedyne źródło ATP dla wielu bakterii beztlenowych. Komórki eukariotyczne również uciekają się do szlaków beztlenowych, jeśli ich zaopatrzenie w tlen jest niskie. Na przykład, gdy komórki mięśniowe pracują bardzo ciężko i wyczerpują swoje zapasy tlenu, wykorzystują szlak beztlenowy do kwasu mlekowego, aby nadal dostarczać ATP do funkcji komórki.
Glikoliza sama w sobie daje dwie cząsteczki ATP, więc jest to pierwszy etap oddychania beztlenowego. Pirogronian, produkt glikolizy, może być wykorzystany w procesie fermentacji do produkcji etanolu i NAD+ lub do produkcji mleczanu i NAD+. Produkcja NAD+ jest kluczowa, ponieważ glikoliza wymaga tego składnika i ustałaby, gdyby jego zapas został wyczerpany, co doprowadziłoby do śmierci komórki. Ogólny szkic etapów beztlenowych jest przedstawiony poniżej. Jest on zgodny z organizacją Karpa.
Oddychanie beztlenowe (zarówno glikoliza, jak i fermentacja) zachodzi w płynnej części cytoplazmy, podczas gdy większa część wydajności energetycznej oddychania tlenowego ma miejsce w mitochondriach. Oddychanie beztlenowe pozostawia dużo energii w cząsteczkach etanolu lub mleczanu, których komórki mięśniowe nie mogą wykorzystać i muszą je wydalić. Część mleczanu dociera do wątroby poprzez krwioobieg i może być przekształcona z powrotem w glukozę w cyklu Coriego. Etanol może być metabolizowany przez wątrobę, ale jest słabym prekursorem glukoneogenezy i może prowadzić do hipoglikemii.