ปฏิกิริยา ภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน กรดไพรูวิกจะถูกแปลงเป็นกรดแลคติก หรือเอทิลแอลกอฮอล์ กระบวนการที่ไม่ใช้ออกซิเจนนี้เรียกอีกอย่างว่าการหมัก ในกรณีนี้ เรากำลังพูดถึงกรดแลคติกและการหมักแอลกอฮอล์ กรดแลคติกเกิดขึ้นจากไพรูเวตในระหว่างการเผาผลาญจุลินทรีย์ จำนวนหนึ่งรวมถึงในเซลล์กล้ามเนื้อของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ปฏิกิริยาโดยรวมสำหรับการเปลี่ยนกลูโคสเป็นแลคเตทมีดังนี้ NADP เกิดขึ้นจากการเกิดออกซิเดชัน

กลีเซอรอลดีไฮด์ 3 ฟอสเฟต ซึ่งใช้ในการรีดิวซ์ไพรูเวต ในกระบวนการเปลี่ยนกรดไพรูวิกเป็นแลคเตท NAD+ จะถูกสร้างใหม่ ซึ่งรักษาความต่อเนื่องของไกลโคไลซิสภายใต้สภาวะที่ไม่ใช้ออกซิเจน เอทิลแอลกอฮอล์เกิดจากไพรูเวตระหว่างการเผาผลาญของยีสต์ และจุลินทรีย์หมักแอลกอฮอล์อื่นๆ ปฏิกิริยาโดยรวมสำหรับการเปลี่ยนกลูโคสเป็นเอทานอล การลดลงของอะซีตัลดีไฮด์เป็นเอทิลแอลกอฮอล์ จะมาพร้อมกับการสร้าง NAD+

การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่ใช่กระบวนการที่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากจะมีการปล่อยพลังงานเพียงเล็กน้อย ระหว่างการเปลี่ยนกลูโคสเป็นเอธานอลหรือแลคเตทแบบไม่ใช้ออกซิเจน พลังงานส่วนใหญ่ที่เก็บไว้ในกลูโคส จะยังคงถูกเก็บไว้ในโมเลกุลเอทานอล ดังที่เห็นได้ชัดเจนลำดับของปฏิกิริยาที่กลูโคสถูกแปลงเป็นไพรูเวต จะคล้ายคลึงกันในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด ความสำคัญทางชีวภาพของไกลโคไลซิสคือมันสร้างโมเลกุลเอทีพี

อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของกลูโคส จึงสร้างหน่วยการสร้างที่ใช้สำหรับการสังเคราะห์โครงสร้างเซลล์ กระบวนการทั้งสองนี้ถูกควบคุมโดยอัตราการ เปลี่ยนกลูโคสเป็นไพรูเวท อย่างไรก็ตาม บทบาทของไพรูเวตในการสร้างพลังงานเมตาบอลิซึมนั้น แตกต่างกันในเซลล์และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตแอโรบิก ไกลโคไลซิสมีบทบาทโหมโรงเพื่อออกซิเดชันเพิ่มเติม เพราะในระหว่างการหายใจแบบใช้ออกซิเจนในที่ที่มีออกซิเจนการเกิดออกซิเดชันจะดำเนินต่อไป

รวมถึงการดำเนินการในไมโตคอนเดรียในวัฏจักรเครบส์ กรดโบนิกหรือวัฏจักรกรดซิตริก และในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน วัฏจักรเครบส์เป็นเส้นทางสุดท้ายสำหรับการเกิดออกซิเดชันของโมเลกุลเชื้อเพลิง ไม่เพียงแต่กลูโคสและคาร์โบไฮเดรตอื่นๆ แต่ยังรวมถึงกรดไขมันและกรดอะมิโนด้วย การรวมในวิถีออกซิเดชันนี้ดำเนินการที่ระดับของอะเซทิล โคเอนไซม์ นั่นคือมันเกิดขึ้นกับการก่อตัวของอะซิติล CoA ในไมโตคอนเดรียอันเป็นผลมาจากการออกซิเดชัน

ดีคาร์บอกซิเลชั่นของไพรูเวต อะซิติล CoA มีศักยภาพในการถ่ายโอนหมู่อะเซทิลสูง ดังนั้น โมเลกุลของเชื้อเพลิงจะเข้าสู่วงจร เครบส์ในรูปของอะซิติล CoA วงจรเครบส์ทำงานภายใต้สภาวะแอโรบิกเท่านั้น และเริ่มต้นด้วยการรวมตัวของอะซิติลและออกซาโลอะซิเตต เพื่อสร้างซิเตรตซึ่งไอโซเมอไรเซชันจะนำไปสู่ไอโซซิเตรต ตามด้วยออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชัน ของไอโซซิเตรตและการก่อตัวของออกโซกลูตาเรต หลังจากนั้นผ่านออกซิเดชันดีคาร์บอกซิเลชัน

โมเลกุล CO2 ที่สองถูกปลดปล่อยเป็นซัคซินิล ในปฏิกิริยาถัดไปพันธะไทโออีเทอร์ของซัคซินิล จะถูกแยกออกต่อหน้าไพโรฟอสเฟต ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของซัคซิเนตและการสร้างพันธะฟอสเฟตพลังงานสูงในรูปของ GTP หรือ ATP จากนั้น ซัคซิเนตจะถูกออกซิไดซ์เป็นฟูมาเรต ซึ่งถูกไฮเดรตเพื่อทำให้เป็นมาเลต ปฏิกิริยา ออกซิไดซ์มาลาเตซึ่งนำไปสู่การงอกใหม่ของออกซาโลอะซิเตต ดังนั้น อะตอมของคาร์บอน 2 อะตอมจึงเข้าสู่วงจรเครบส์ในรูปของอะซิติล

จำนวนอะตอมของคาร์บอนที่เท่ากันปล่อยให้วงจรนี้อยู่ในรูปของ CO2 ในปฏิกิริยาดีคาร์บอกซิเลชันต่อเนื่อง ที่เร่งปฏิกิริยาด้วยดีไฮโดรจีเนส อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยารีดอกซ์สี่ตัวของวัฏจักรเครบส์ อิเล็กตรอนสามคู่ถูกถ่ายโอนไปยัง NAD และอิเล็กตรอนคู่หนึ่งไปยัง FAD ตัวพาอิเล็กตรอน NAD และ FAD ที่กู้คืนด้วยวิธีนี้จะถูกออกซิไดซ์อยู่แล้วในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน อันเป็นผลมาจากการสร้างโมเลกุล ATP 11 ตัวขึ้น พันธะพลังงานสูงหนึ่งพันธะเกิดขึ้นโดยตรงในวงจร

ดังนั้นสำหรับชิ้นส่วนสองคาร์บอนแต่ละชิ้น ถูกออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์เป็น H2O และ CO2 จะสร้างพันธะฟอสเฟตพลังงานสูง 12 พันธะ ความสำคัญทางชีวภาพของวัฏจักรเครบส์ ไม่เพียงแต่อยู่ในความจริงที่ว่ามันเป็นขั้นตอนสุดท้าย ในการผลิตพลังงาน แต่ยังอยู่ในข้อเท็จจริงที่ว่ามันจัดหาผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง สำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพ วงจรเครบส์ทำงานภายใต้สภาวะแอโรบิกเท่านั้นเนื่องจากต้องใช้ NAD และ FAD การงอกใหม่เกิดขึ้น

เมื่อ NADH และ FADH2 อิเล็กตรอนถูกถ่ายโอนไปยัง O2 ตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนพร้อมด้วยการก่อตัวของ ATP พร้อมกัน เนื่องจาก O2 เป็นตัวรับอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในสิ่งมีชีวิตแอโรบิก และอิเล็กตรอนจะไม่ถูกถ่ายโอนจากโมเลกุลเชื้อเพลิง และผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของพวกมันโดยตรงไปยัง O2 โมเลกุลของเชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์จากการสลายของพวกมัน จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังนิวคลีโอไทด์ ของไพริมิดีนหรือฟลาวินซึ่งเป็นพาหะ

ตัวรับอิเล็กตรอนหลักในการเกิดออกซิเดชัน ของโมเลกุลเชื้อเพลิงคือนิโคตินาไมด์ อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ ซึ่งส่วนปฏิกิริยาคือวงแหวนนิโคตินาไมด์ หลังเพิ่มไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอนสองตัว รูปแบบที่ลดลงของพาหะนี้คือ NADH ออกซิเดชันของสารหลังให้ผลสามโมเลกุล ATP ตัวรับอิเล็กตรอนตัวที่สองคือ FAD ส่วนที่ทำปฏิกิริยาคือวงแหวนซึ่งยึดอิเล็กตรอนสองตัวไว้ด้วย รูปแบบที่ลดลงของ FAD คือ FAD-H2

การเกิดออกซิเดชันของสารหลังให้โมเลกุล 2 โมเลกุล ดังนั้นตัวพาหลักคือ NAD-H และ FAD-H2 ซึ่งมีอิเล็กตรอนที่มีศักยภาพสูงคู่หนึ่งและส่งอิเล็กตรอนที่มีพลังงานสูงไปยัง O 2ผ่านห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน การถ่ายโอนนี้มาพร้อมกับการก่อตัวของ ATP จาก ADP และเรียกว่าออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชั่น ดังนั้นออกซิเดชันฟอส โฟรีเลชั่นจึงเป็นกระบวนการของการเกิด ATP ควบคู่ไปกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนตามสายโซ่ขนส่งผ่านพาหะอื่นๆ

โดยเฉพาะไซโตโครม ในกระบวนการออกซิเดชันฟอสโฟรีเลชัน โมเลกุล ATP32 ตัวจะถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุล ATP ทั้งหมด 36 ตัวที่สร้างขึ้นในระหว่างการออกซิเดชันของกลูโคสเป็น CO2 และ H 2 O การขนส่งอิเล็กตรอนแบบหลายขั้น ตามสายโซ่ของพาหะจำนวนมากนั้น มาพร้อมกับการปลดปล่อยโปรตอนจากเมทริกซ์ยล และการสร้างแรงกระตุ้นของโปรตอน

อ่านบทความอื่นๆที่น่าสนใจต่อได้ที่ กระดูก อธิบายและทำความเข้าใจเกี่ยวกับพัฒนาการของกะโหลกศีรษะ