Oddychanie komórkowe to fundamentalny proces biologiczny zachodzący w komórkach organizmów żywych. Oddychanie tlenowe stanowi najbardziej wydajny sposób pozyskiwania energii, podczas którego z jednej cząsteczki glukozy powstaje aż 38 cząsteczek ATP.
Etapy oddychania tlenowego przebiegają w ściśle określonej kolejności. Pierwszym etapem jest glikoliza, zachodząca w cytoplazmie komórki, gdzie glukoza zostaje przekształcona w pirogronian. Następnie, w mitochondrium zachodzi dekarboksylacja oksydacyjna pirogronianu, przekształcając go w acetylo-CoA. Kolejnym etapem jest cykl Krebsa, gdzie acetylo-CoA ulega serii przemian chemicznych, prowadzących do powstania NADH i FADH2. Ostatnim etapem jest łańcuch oddechowy, w którym elektrony są transportowane przez kompleksy białkowe, co prowadzi do syntezy ATP. Schemat oddychania tlenowego pokazuje, że wszystkie te etapy są ze sobą ściśle powiązane i tworzą spójny ciąg reakcji metabolicznych.
Oddychanie tlenowe i beztlenowe różnią się efektywnością energetyczną oraz produktami końcowymi. Podczas gdy oddychanie komórkowe tlenowe prowadzi do powstania CO2 i H2O oraz dużej ilości ATP, fermentacja mleczanowa czy alkoholowa (przykłady oddychania beztlenowego) generują znacznie mniej energii i prowadzą do powstania innych produktów końcowych. Substraty oddychania komórkowego to przede wszystkim glukoza i tlen, choć komórki mogą wykorzystywać również inne związki organiczne jako źródło energii. Proces ten jest kluczowy dla zrozumienia funkcjonowania organizmów żywych i stanowi podstawę metabolizmu komórkowego.
