I samband med biologi betyder det att behovet av energi betyder mer än att försöka hålla sig vaken efter en lång dag. Varje cell i kroppen kräver energi för att förforma sina funktioner. I kroppen finns energin i en molekyl som heter adenosintrifosfat eller ATP. Denna molekyl erhålles genom nedbrytning av näringsämnen, såsom glukos, genom cellulär andning. Denna process har tre huvudsteg som börjar med glykolys.

Glykolys börjar cellulär respiration

Glykolys är det första steget i cellulär andningsprocessen. Reaktionen att bryta ner en enda glukosmolekyl har omkring 10 steg. Molekylen anses vara ett enkelt socker och består av kol, väte och syreatomer. Genom en rad komplicerade reaktioner bryts ned glukos och omvandlas till den energiinnehållande molekylen ATP, enzymet NADH och det biokemiska pyruvat.

Glykolysutbyte

Totalt fyra ATP, två NADH och två pyruvat produceras genom glykolys. Under reaktionsserien användes emellertid två ATP-molekyler, vilket gör nettoutbytet endast två ATP. Vid denna tidpunkt bryts glukosmolekylen helt ned och glykolysen avslutas. Pyruvatmolekylerna går vidare till nästa steg med cellulär andning, medan en ny glykolyscykel börjar på annat håll i cellen.

Vägen till aerob respiration

När syre är närvarande kommer pyruvatmolekylerna att följa vägen för aerob andning. Genom ytterligare en serie komplexa kemiska reaktioner oxideras pyruvaterna för att bilda acetylko-enzym A. Acetylko-enzymet A rör sig mot den inre delen av en cells mitokondrier. Här börjar citronsyracykeln och producerar ytterligare två ATP och binder väteatomer till NADH-molekylerna. Tillsatsen av väteatomerna bildar en gradient och ger energi till elektrontransportkedjan. Genom elektrontransport produceras 32 ATP.

Vägen till anaerob respiration

Om inget syre är tillgängligt sker den cellulära andningen via den anaeroba vägen. Genom denna rutt kan pyruvat inte oxideras för att bilda acetylko-enzym A. I stället genomgår pyruvat en serie reaktioner för att ge etanol eller laktat och NAD +. NAD + behövs för att starta glykolysprocessen igen. Vid slutet av den anaeroba cykeln är utbytet endast två ATP. Etanol eller laktat som lämnas bakom anses vara avfall till cellen och om det inte tas bort kommer det att döda cellen.