Svi organizmi koriste molekulu tzv glukoza i proces tzv glikoliza kako bi zadovoljili neke ili sve svoje energetske potrebe. Za jednostanične prokariontske organizme, poput bakterija, ovo je jedini dostupan postupak za stvaranje ATP (adenozin trifosfat, "energetska valuta" stanica).
Eukariotski organizmi (životinje, biljke i gljive) imaju sofisticiraniju staničnu mašineriju i mogu dobiti puno više iz molekule glukoze - zapravo petnaest puta više ATP-a. To je zato što ove stanice koriste stanično disanje, što je u cjelini glikoliza plus aerobno disanje.
Reakcija koja uključuje oksidativna dekarboksilacija u staničnom disanju nazvanom reakcija mosta služi kao procesni centar između strogo anaerobnih reakcija glikolize i dva koraka aerobnog disanja koja se događaju u mitohondrijima. Ova faza mosta, koja se formalnije naziva oksidacija piruvata, stoga je bitna.
Približavanje mostu: glikoliza
U glikolizi, niz od deset reakcija u staničnoj citoplazmi pretvara molekulu šećera s šest ugljika glukoze u dvije molekule piruvata, spoja s tri ugljika, dok istovremeno proizvode ukupno dva ATP molekule. U prvom dijelu glikolize, koji se naziva investicijska faza, zapravo su potrebna dva ATP za pokretanje reakcija zajedno, dok je u drugom dijelu, faza povratka, to više nego nadoknađeno sintezom četiri ATP-a molekule.
Faza ulaganja: Glukoza ima vezanu fosfatnu skupinu, a zatim se preuređuje u molekulu fruktoze. Ova molekula zauzvrat ima dodanu fosfatnu skupinu, a rezultat je dvostruko fosforilirana molekula fruktoze. Zatim se ta molekula podijeli i postaje dvije identične molekule s tri ugljika, svaka sa svojom fosfatnom skupinom.
Faza povratka: Svaka od dvije molekule s tri ugljika ima istu sudbinu: ima vezanu drugu fosfatnu skupinu i svaku od njih se koristi za dobivanje ATP od ADP (adenozin difosfata) dok se preuređuje u piruvat molekula. Ova faza također generira molekulu NADH iz molekule NADH+.
Neto prinos energije tako iznosi 2 ATP po glukozi.
Reakcija mosta
Reakcija mosta, koja se naziva i reakcija prijelaza, sastoji se od dva koraka. Prva je dekarboksilacija piruvata, a drugo je vezivanje onoga što je preostalo za molekulu tzv koenzim A.
Kraj molekule piruvata ugljik je dvostruko vezan za atom kisika i jednostruko vezan za hidroksilnu (-OH) skupinu. U praksi je atom H u hidroksilnoj skupini odvojen od O atoma, pa se može smatrati da ovaj dio piruvata ima jedan C atom i dva O atoma. U dekarboksilaciji se to uklanja kao CO2, ili ugljični dioksid.
Zatim, ostatak molekule piruvata, nazvan acetilnom skupinom i koji ima formulu CH3C (= O), pridružuje se koenzimu A na mjestu koje je prethodno zauzimala karboksilna skupina piruvata. U tom procesu NAD+ se svodi na NADH. Po molekuli glukoze, mostna reakcija je:
2 CH3C (= O) C (O) O- + 2 CoA + 2 NAD+ → 2 CH3C (= O) CoA + 2 NADH
Nakon mosta: aerobno disanje
Krebsov ciklus: Mjesto Krebsovog ciklusa nalazi se u mitohondrijskoj matrici (materijal unutar membrana). Ovdje se acetil CoA kombinira s molekulom od četiri ugljika zvanom oksaloacetat da bi se stvorila molekula sa šest ugljika, citrat. Ova molekula se u niz koraka spusti do oksaloacetata, započinjući ciklus iznova.
Rezultat je 2 ATP uz 8 NADH i 2 FADH2 (elektroni) za sljedeći korak.
Lanac prijenosa elektrona: Te se reakcije događaju duž unutarnje mitohondrijske membrane, u koju su ugrađene četiri specijalizirane koenzimske skupine, nazvane Kompleks I do IV. Oni koriste energiju u elektronima na NADH i FADH2 za pogon ATP sinteze, pri čemu je kisik konačni akceptor elektrona.
Rezultat je 32 do 34 ATP, stavljajući ukupni energetski prinos staničnog disanja na 36 do 38 ATP po molekuli glukoze.