Figura desfășoară pe etape prima parte a respirației celulare: glicoliza, procesul prin care o moleculă de glucoză este convertită în două molecule de acid piruvic. Se citește de sus în jos, pornind de la caseta glucozei. Cifrele încercuite de la 1 la 9 numerotează reacțiile, iar substanțele scrise lângă săgețile curbe (ATP, ADP, $\ce{NAD+}$) sunt cele care intră în reacție sau ies din ea. După reacția 4 desenul se dedublează în două coloane identice, pentru că de acolo înainte totul se petrece de două ori. În această cale metabolică acționează cel puțin nouă enzime, iar procesul are loc în citoplasma celulei.

Etapele care consumă ATP

Glucoza ($\ce{C6H12O6}$) devine glucozo-6-fosfat în reacția 1, apoi fructozo-6-fosfat în reacția 2 și fructozo 1,6-difosfat în reacția 3. În etapele 1 și 3 este folosită câte o moleculă de ATP pentru a furniza energia necesară acestor reacții chimice. Se vede ușor în desen: acolo unde ATP-ul intră în săgeata curbă, din el iese ADP.

Ruperea în doi compuși cu 3 atomi de carbon

Molecula de glucoză cu 6 atomi de carbon este convertită într-un produs intermediar, care se rupe în doi compuși cu câte 3 atomi de carbon. Aceasta este reacția 4: fructozo 1,6-difosfatul se rupe într-o moleculă de 3 fosfogliceraldehidă, în stânga, și una de dihidroxiaceton fosfat (DHAP), desenată în dreapta și legată de el prin săgeți în ambele sensuri. DHAP se transformă apoi, pe săgețile verticale din dreapta, tot în 3 fosfogliceraldehidă. Așa ajung să existe două molecule de 3 fosfogliceraldehidă, una în fiecare coloană, iar metabolizarea fiecăreia continuă până la acid piruvic.

Etapele care produc ATP și NADH

În reacția 5, un fosfat anorganic (notat $P_i$ în desen) se atașează, iar doi atomi de hidrogen (2H) sunt preluați de $\ce{NAD+}$, care se transformă în $\ce{NADH + H+}$. Așa se formează acidul 1,3-difosfogliceric și, în același timp, cele două molecule de NADH care vor intra în sistemul transportor de electroni. Urmează reacția 6, în care ADP-ul devine ATP și rezultă acidul 3-fosfogliceric, apoi reacțiile 7 și 8, care duc la acidul 2-fosfogliceric și la acidul fosfoenolpiruvic. În reacția 9 se produce a doua moleculă de ATP a coloanei și se ajunge la acidul piruvic ($\ce{C3H4O3}$).

Bilanțul glicolizei

În acest proces se utilizează 2 molecule de ATP (în reacțiile 1 și 3) și se produc 4 molecule de ATP (reacțiile 6 și 9, fiecare reacție având loc de două ori), rezultând în final un câștig net de două molecule de ATP. Se mai formează două molecule de NADH și două molecule de acid piruvic. Glicoliza nu necesită oxigen, deci este considerată un proces anaerob.

Ce urmează după acidul piruvic

De aici, acidul piruvic poate lua două drumuri. În mod obișnuit este pregătit pentru ciclul Krebs prin formarea acetil-CoA (Figura 19.4). În condiții anaerobe, în celulele musculare, apare transformarea enzimatică a acidului piruvic în acid lactic, reacție care eliberează $\ce{NAD+}$ pentru a fi refolosit în glicoliză. Săgețile desenate în sus, lângă fiecare treaptă, arată că se poate merge și înapoi, spre glucoză, cum se întâmplă în gluconeogeneză. Tot pe acest drum înapoi, glicerolul din lipide, transformat în dihidroxiaceton fosfat, poate fi folosit pentru a sintetiza glucoză (Figura 19.9).