Поскольку одним из главных видов биологического «топлива» служат углеводы, мы рассмотрим биологическое окисление на примере того, как окисляется в клетках глюкоза и как запасается при этом энергия.
Окисление глюкозы сопровождается ее расщеплением, и поэтому такой процесс принято называть гликолизом (от греч. «гликис» - сладкий и «лизис» - расщепление). Анаэробный гликолиз - это неполное окисление глюкозы без участия кислорода, когда акцептором электронов служит НАД+, тогда как полный аэробный гликолиз происходит при участии кислорода.
На первом этапе гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы - С6Н12О6 расщепляется на две трехуглеродные молекулы пировиноградной кислоты (ПВК) - С3Н4О3. При этом происходит лишь частичное окисление глюкозы с потерей четырех атомов водорода (сравните: две молекулы ПВК С3Н4О3 * 2 = С6Н8О6 и глюкозу - С6Н12О6). За счет электронов и протонов водорода восстанавливаются две молекулы НАД+,енесенных с высоких энергетических уровней глюкозы на более низкий уровень молекул НАД+, происходит образование двух молекул АТФ из АДФ и фосфорной кислоты.
Если кислород в клетке отсутствует или его недостаточно, то две молекулы ПВК, образовавшиеся из глюкозы, восстанавливаются за счет двух НАД*Н до молочной кислоты:
Этим завершается анаэробный гликолиз. В результате бескислородного неполного окисления глюкозы образуются всего только две молекулы АТФ.
Если в клетке уже имеется или же в нее начинает поступать кислород, то ПВК не восстанавливается до молочной кислоты, а переносится в митохондрии, где подвергается при участии кислорода полному окислению до СО2 и Н2О (как при горении). Энергетический выигрыш аэробного гликолиза, выраженный в молекулах АТФ, значительно выше, чем при анаэробном гликолизе.
У некоторых видов микроорганизмов, живущих без доступа кислорода, имеет место только анаэробный гликолиз (например, у метанобразующих бактерий, которые живут глубоко в иле болот или озер). Мы можем короткое время обходиться без кислорода, и тогда клетки получают энергию за счет анаэробного гликолиза. Быстрый бег даже на короткие дистанции может вызвать у нас одышку. Это молочная кислота, которая образовалась при недостатке кислорода, возбуждает дыхательный центр и заставляет нас часто дышать, чтобы насытить кровь кислородом, окислить молочную кислоту, восстановить аэробный гликолиз.
См. также: 
Биологическое окисление и горение.
Обсудить на форуме
