Mitochondrien geben bei der Zellatmung Wasser, Kohlendioxid und Energie in Form von ATP-Molekülen ab. Mitochondrien produzieren diese, indem sie Glukose- und Sauerstoffmoleküle kombinieren, wodurch die Moleküle gebildet und große Mengen an . freigesetzt werden Energie. Dies ist der Hauptprozess, durch den die meisten Organismen ihren Energiebedarf decken.
Es gibt zwei Hauptschritte zur Erzeugung von Kohlendioxid, Wasser und Energie aus Glukose und Sauerstoff. Der erste Schritt ist die Glykolyse, die nicht in den Mitochondrien, sondern im Zytoplasma außerhalb von ihnen stattfindet. Die Zelle verwendet Enzyme, um Glukose mit sechs Kohlenstoffatomen in zwei Pyruvatmoleküle mit jeweils drei Kohlenstoffatomen aufzuspalten. Dieser Prozess setzt eine kleine Menge Energie frei, benötigt aber keinen Sauerstoff.
In Abwesenheit von Sauerstoff können bestimmte Zellen, wie beispielsweise Muskelzellen, die Glykolyse selbst zur Energiegewinnung nutzen, aber sie ist im Vergleich zur vollständigen Zellatmung sehr ineffizient. Bei diesem Prozess entsteht normalerweise eher Milchsäure oder Ethanol als Wasser und Kohlendioxid.
Wenn Sauerstoff vorhanden ist, wandert das Pyruvat in die Mitochondrien, um sich in einem als oxidative Phosphorylierung bekannten Prozess mit Sauerstoff zu verbinden. Dieser Name bezieht sich auf die Tatsache, dass die Mitochondrien eine Reaktion mit Sauerstoff verwenden, um Phosphorionen an ADP zu binden und ATP zu produzieren.
