I glucidi, lipidi, proteine introdotti con la dieta, sono digeriti dall'organismo, cioè sono ridotti nei loro componenti elementari - zuccheri semplici, acidi grassi, glicerolo, amminoacidi - e immessi nella cellula.
Gli organismi aerobi, cioè quelli che vivono in presenza di ossigeno, ossidano queste sostanze, e in particolare il glucosio, in modo graduale nel citoplasma mediante un processo chiamato complessivamente respirazione cellulare aerobica. L'accettore finale delle reazioni redox è quindi l'O2.
Gli organismi anaerobi, invece, non utilizzano l'ossigeno come accettore finale nelle ossidoriduzioni ma altre molecole inorganiche. Si ha la respirazione cellulare anaerobica, quando gli elettroni provenienti dall'ossidazione completa del glucosio (con modalità simile a quella della respirazione aerobica) sono accettati da molecole inorganiche provenienti dall'esterno (nitrato, solfato, solfuro, carbonato ...) con produzione di CO2 e molecole ridotte. Abbiamo invece la fermentazione quando il glucosio non viene ossidato completamente e quindi si ricava meno energia rispetto alle precedenti e le molecole organiche funzionano sia da donatore che da accettore di elettroni.
L'ossidazione dei composti non avviene direttamente perché si produrrebbe molto calore, incapace di produrre lavoro, ma attraverso una serie di tappe.
L'equazione generale dell'ossidazione completa del glucosio è la seguente:
Più correttamente andrebbe scritta:
perché l'acqua è reagente in alcune reazioni e prodotto in altre.
Il glucosio è la molecola contenente energia chimica e l'ossigeno è l'accettore finale di elettroni. L'anidride carbonica e l'acqua sono dei sottoprodotti perché il vero prodotto è l'ATP che si ricava dalla reazione.
