Die Zellatmung ist ein fundamentaler biologischer Prozess zur Energiegewinnung in Zellen.
Die aerobe Dissimilation findet in den Mitochondrien statt und wandelt Glucose unter Sauerstoffverbrauch in Energie um. Die Zellatmung Formel lautet: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Energie (ATP). Bei der Gesamtbilanz Zellatmung entstehen aus einem Glucose-Molekül je nach Effizienz 32 oder 38 ATP-Moleküle. Der Prozess läuft in mehreren Schritten ab: Zunächst wird Glucose in der Glykolyse zu Pyruvat abgebaut, welches dann im Citratzyklus weiter verstoffwechselt wird. In der Atmungskette wird schließlich der Großteil der ATP-Moleküle durch oxidative Phosphorylierung gebildet.
Bei Sauerstoffmangel nutzen Zellen die anaerobe Glykolyse zur Energiegewinnung. Diese anaerobe Energiebereitstellung ist weniger effizient und produziert nur 2 ATP pro Glucose-Molekül. Bei der anaerob-laktaziden Energiebereitstellung entsteht als Endprodukt Laktat, was zur Übersäuerung der Muskulatur führen kann. Die aerobe und anaerobe Energiegewinnung unterscheiden sich also deutlich in ihrer Effizienz und ihren Endprodukten. Während die aerobe Form in den Mitochondrien stattfindet und CO2 sowie H2O produziert, läuft die anaerobe Form im Cytoplasma ab und erzeugt Laktat oder Ethanol. Die Energiebilanz Zellatmung zeigt deutlich, dass die aerobe Form mit bis zu 38 ATP wesentlich mehr Energie liefert als die anaerobe Form mit nur 2 ATP.
