Die Zellatmung ist ein fundamentaler biologischer Prozess, bei dem Glukose zu Energie in Form von ATP umgewandelt wird. Dieser komplexe Vorgang findet hauptsächlich in den Mitochondrien statt und lässt sich in drei Hauptphasen unterteilen.
Die erste Phase ist die Glykolyse, die im Cytoplasma der Zelle stattfindet. Während der Glykolyse wird ein Glukosemolekül in zwei Pyruvat-Moleküle aufgespalten. Dieser Prozess liefert bereits eine kleine Menge ATP und NADH. Die Glykolyse Bilanz zeigt, dass aus einem Glukosemolekül zwei ATP-Moleküle entstehen. Bei der anaeroben Glykolyse wird das Pyruvat zu Milchsäure umgewandelt, was besonders bei Sauerstoffmangel relevant ist.
Im zweiten Schritt läuft der Citratzyklus in der Matrix der Mitochondrien ab. Die Citratzyklus Funktion besteht darin, das aus der Glykolyse stammende Pyruvat vollständig zu CO₂ abzubauen und dabei wichtige Energieträger wie NADH und FADH₂ zu produzieren. Die Citratzyklus Produkte sind neben CO₂ auch ATP und die erwähnten Reduktionsäquivalente. In der abschließenden Atmungskette wird der Großteil der ATP-Moleküle gebildet. Die Gesamtbilanz Zellatmung zeigt, dass aus einem Glukosemolekül theoretisch bis zu 38 ATP-Moleküle entstehen können, praktisch sind es jedoch meist 32 ATP. Die Zellatmung Ausgangsstoffe sind dabei Glukose und Sauerstoff, während als Endprodukte CO₂, Wasser und ATP entstehen. Die Zellatmung Formel lautet: C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + ATP.
