Respirația anaerobă
Prima etapă a respirației celulare în toate celulele vii este glicoliza, care poate avea loc fără prezența oxigenului molecular. Dacă oxigenul este prezent în celulă, atunci celula poate profita ulterior de respirația aerobă prin intermediul ciclului TCA pentru a produce mult mai multă energie utilizabilă sub formă de ATP decât orice cale anaerobă. Cu toate acestea, căile anaerobe sunt importante și reprezintă singura sursă de ATP pentru multe bacterii anaerobe. Celulele eucariote recurg, de asemenea, la căile anaerobe în cazul în care rezerva de oxigen este redusă. De exemplu, atunci când celulele musculare muncesc foarte mult și își epuizează rezerva de oxigen, ele utilizează calea anaerobă a acidului lactic pentru a continua să furnizeze ATP pentru funcționarea celulelor.
Glicoliza însăși produce două molecule de ATP, deci este prima etapă a respirației anaerobe. Piruvatul, produsul glicolizei, poate fi utilizat în fermentare pentru a produce etanol și NAD+ sau pentru producerea de lactat și NAD+. Producția de NAD+ este crucială, deoarece glicoliza are nevoie de acesta și ar înceta atunci când rezerva sa ar fi epuizată, ceea ce ar duce la moartea celulei. O schiță generală a etapelor anaerobe este prezentată mai jos. Aceasta urmează organizarea lui Karp.
Respirația anaerobă (atât glicoliza cât și fermentația) are loc în porțiunea fluidă a citoplasmei, în timp ce cea mai mare parte a randamentului energetic al respirației aerobe are loc în mitocondrii. Respirația anaerobă lasă o mare cantitate de energie în moleculele de etanol sau lactat pe care celulele musculare nu le pot utiliza și trebuie să le excrete. O parte din lactat va ajunge la ficat prin fluxul sanguin și poate fi transformat din nou în glucoză prin ciclul Cori. Etanolul poate fi metabolizat de ficat, dar este un precursor slab pentru gluconeogeneză și poate duce la hipoglicemie.