У большинства живых организмов пируват, образовавшийся в процессе гликолиза, подвергается дальнейшему расщеплению до СО2 и Н2О в аэробной стадии катаболизма, который протекает в митохондриях. Процесс связан с запасанием значительного количества энергии в виде молекул АТР. Эти реакции получили название клеточного дыхания.
В клеточном дыхании различают три основные стадии:
1) подготовительную стадию – окисление пирувата до двухуглеродных фрагментов – ацильных групп, входящих в состав ацетил-СоА;
2) функционирование цикла Кребса (цикла лимонной кислоты, цикла трикарбоновых кислот), которое подразумевает ферментативное расщепление ацетильной группы, в составе ацетил-СоА с высвобождением СО2 и образование высокоэнергетических атомов водорода.
3) окислительное фосфорилирование – стадия синтеза АТР за счет энергии, запасенной в высокоэнергетических атомах водорода.