В живых клетках энергетический обмен может проходить как с использованием кислорода, так и без него. Бескислородный этап энергетического обмена называется анаэробным метаболизмом. В основном он включает следующие процессы:
Гликолиз: Это первый этап катаболизма глюкозы, который происходит в цитоплазме клеток. В процессе гликолиза одна молекула глюкозы (6 углеродов) преобразуется в две молекулы пирувата (по 3 углерода), при этом образуются небольшие количества АТФ (аденозинтрифосфат) и НАДH. Этот процесс не требует кислорода.
Лактатное брожение: Если кислорода не хватает, пируват может быть преобразован в лактат (молочную кислоту) в мышечных клетках и некоторых микроорганизмах. Этот процесс также помогает регенерировать НАД+, что позволяет гликолизу продолжаться.
Алкогольное брожение: У некоторых микроорганизмов, таких как дрожжи, пируват превращается в этанол и углекислый газ. Этот процесс также происходит без кислорода и приводит к образованию энергии.
Ферментация: В процессе ферментации различные субстраты (не только глюкоза) могут быть преобразованы в конечные продукты, что позволяет клеткам получать необходимую энергию в условиях отсутствия кислорода.
Эти процессы позволяют организмам выживать и получать энергию даже в неблагоприятных условиях, где доступ кислорода ограничен.