Het onderscheid tussen aerobe en anaerobe processen hangt af van het zuurstofverbruik. Hoewel de glycolyse zonder zuurstof kan plaatsvinden, heeft de Krebs-cyclus (en de hele cellulaire ademhalingsketen) zuurstof nodig, waardoor het een aerobe route is.

Aërobe cellulaire ademhaling in het kort

Aërobe ademhaling zet glucose om in ATP, de energievaluta van de cel. De reactie is:

6O₂ + C₆H₁₂O₆ → 6CO₂ + 6H₂O + ATP (energie)

Drie belangrijke stadia drijven deze omzetting aan:glycolyse in het cytoplasma, de Krebs-cyclus (citroenzuurcyclus) in de mitochondriën en de elektronentransportketen (ETC) langs het binnenste mitochondriale membraan.

Glycolyse:de voorloper

Glycolyse splitst één glucose (6‑C) in twee pyruvaatmoleculen (3‑C). Het proces verbruikt 2 ATP maar levert 4 ATP, 2 NADH en 2 pyruvaat op. Bij gebrek aan zuurstof wordt pyruvaat omgezet in lactaat, maar als er zuurstof beschikbaar is, wordt het naar de mitochondriën getransporteerd om de Krebs-cyclus van brandstof te voorzien.

De Krebs-cyclus uitgelegd

Elk pyruvaat wordt gedecarboxyleerd tot een 2-C acetyl-CoA, dat vervolgens in de cyclus terechtkomt. Over twee beurten (één per pyruvaat) produceert de cyclus:

• 4 CO₂
• 6 NADH
• 2 FADH₂
• 2 ATP (of GTP)

Hoewel zuurstof niet direct wordt verbruikt in de cyclus, voeden de gegenereerde NADH- en FADH₂-elektronen de ETC, waar zuurstof fungeert als de uiteindelijke elektronenacceptor.

Elektronentransportketen:de krachtpatser

De ETC maakt gebruik van de hoogenergetische elektronen van NADH en FADH₂ om protonen door het binnenste mitochondriale membraan te pompen, waardoor een protonengradiënt ontstaat. ATP-synthase gebruikt deze gradiënt om ATP te synthetiseren. Zuurstof accepteert de elektronen aan het einde van de keten en vormt water:

4 NADH + 4 H⁺ + 1/2 O₂ → 2 H₂O

Zonder zuurstof loopt de ETC vast, wordt NAD⁺ niet geregenereerd en moet de glycolyse afhankelijk zijn van de lactaatproductie, wat de afhankelijkheid van de Krebs-cyclus van zuurstof onderstreept.

De Krebs-cyclus wordt dus geclassificeerd als een aëroob proces, essentieel voor efficiënte energieproductie in zuurstofrijke omgevingen.