Клетка получает доступную энергию, связывая окисление органических веществ с синтезом АТФ. Это не один акт «сгорания», а цепь ферментативных реакций и переносов электронов.
В школьной схеме различают подготовительный этап, бескислородный этап с гликолизом и кислородный этап клеточного дыхания. Более подробная биохимическая схема отдельно показывает превращение пирувата, цикл трикарбоновых кислот, дыхательную цепь и окислительное фосфорилирование.
Логика урока
На подготовительном этапе полимеры гидролизуются до мономеров: белки — до аминокислот, полисахариды — до моносахаридов, липиды — преимущественно до глицерина и жирных кислот. В упрощённой школьной модели высвобождаемая энергия рассеивается как тепло и не учитывается как синтез клеточного АТФ.
Гликолиз идёт в цитозоле, не требует кислорода непосредственно и даёт на одну глюкозу чистый выход 2 АТФ, 2 пирувата и 2 NADH.
При отсутствии подходящего внешнего акцептора электронов брожение регенерирует NAD⁺, позволяя гликолизу продолжаться, но не добавляет к нему большой выход АТФ.
При аэробном дыхании углерод пирувата в итоге окисляется до CO₂, а NADH и FADH₂ передают электроны дыхательной цепи.
Перенос электронов создаёт протонный электрохимический градиент; обратный поток протонов через АТФ-синтазу связан с синтезом АТФ.
Итоговый выход АТФ у эукариот обычно оценивают приблизительно, часто как 30–32 на глюкозу: он зависит от типа клетки, челночных систем и условий.
Лактат не следует называть причиной отсроченной мышечной боли: он быстро включается в дальнейший обмен, а поздняя болезненность связана с другими процессами нагрузки и восстановления.