Poczatkowe etapy oddychania opartego na utlenianiu glukozy, zwane glikoliza, zachodza w cytoplazmie podstawowej i nei wymagaja obecnosci tlenu. Proces ten przebiega jednakowo w warunkach beztlenowych i tlenowych. Odmienny jest jedynie los koncowego produktu glikolizy – pirogronianu (anion kwasu pirogronowego) i mozliwosc utlenienia zredukowanego akceptora wodoru – NADH + H+.
Glukoza jak kazdy zwiazek chemiczny wchodzacy w lancuch przemian metabolicznych, zostaje wstepnie aktywowana przez ATP do glukozo-6-fosforanu i nastepnie enzymatycznie przeksztalcona we fruktozo-6-fosforan. Heksoza ta zostaje jeszcze raz ufosforylowana, dzieki przeniesieniu grupy fosforanowej z ATP, do fruktozo-1,6-bisfosforanu, a nastepnie enzymatycznie rozcieta na dwie czasteczki triozofosforanu. Grupa aldehydowa aldehydu 3 – fosfoglicerynowego ulega odwodorowaniu przez NAD. Reakcja ta, bedaca najwazniejszym etapem glikolizy, jest slinie egzoergiczna i sprezona z przylaczeniem nieorganicznego fosforanu (Pi). Przebiega ona wedlug rownania:
aldehyd 3-fosfoglicerynowy + NAD+ + Pi –> 3-fosfogliceroilo-1-fosforan + NADH+H+
Zwiazana wysokoenergetycznie grupa fosforanowa zostaje nastepnie enzymatycznie przeniesiona na ADP, przy czym powstaje 3-fosfoglicerynian i ATP. Ten zlozony etap glikolizy, w ktorym powstaje ATP, nosi nazwe fosforylacji substratowej. Zarazem dochodzi tu do realizacji sensu oddychania w ramach glikolizy. W wyniku dalszego kilkuetapowego lancucha reakcji, od 3-fosfoglicerynianu do pirogronianu zostaje odcepiona grupa fosforanowa i przeniesiona na ADP, jest to ta sama grupa fosforanowa, ktora odlaczona od ATP, na wstepie glikolizy, uczestniczyla w fosforylacji heksozy. Na tym etapie reakcji odzyskuje sie zuzyty pierwotnie ATP.
W procesie utleniania cukry powstaje zredukowana forma koenzymu. W komorce procesy utleniania i redukcji powinny byc zrownowazone, poniewaz w przeciwnym wypadku dochodzi do gromadzenia jednej formy koenzymu. Zatem powstajacy w glikolizie NADH+H+ musi zostac utleniony, aby komorka mogla kontynuowac proces przysparzajacy jej energii. W zaleznosci od warunkow utlenianie NADH+H+ przebiega w rozny sposon.
