Aerobinen aineenvaihdunta käyttää happea energian poistamiseen glukoosista ja varastoi sen biologiseen molekyyliin nimeltä adenosiinitrifosfaatti (ATP). ATP on ihmiskehon energialähde, ja ATP -molekyylien hajottaminen vapauttaa energiaa, jota käytetään erilaisiin biologisiin prosesseihin, mukaan lukien molekyylien liikkuminen kalvojen läpi. Aerobista aineenvaihduntaa kutsutaan myös aerobiseksi hengitykseksi, soluhengitykseksi ja aerobiseksi soluhengitykseksi. Anaerobinen aineenvaihdunta on toinen aineenvaihduntamuoto, mutta tapahtuu ilman happea, mutta ihmiskehoa ei ole rakennettu ylläpitämään anaerobista hengitystä pitkään, ja tämä aiheuttaa suurta stressiä.
Aerobisen aineenvaihdunnan ensimmäistä vaihetta kutsutaan glykolyysiksi. Glykolyysi tapahtuu solun sytoplasmassa. Monimutkaiset sokerit hajotetaan glukoosiksi useiden entsyymien avulla, ja tämä glukoosi hajotetaan edelleen kahteen pyruviinihappomolekyyliin, joka tunnetaan myös nimellä pyruvaatti. Tämän hajoamisen vapauttama energia tallennetaan kahteen ATP -molekyyliin. Glykolyysi on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se on ainoa metabolian vaihe, joka tapahtuu sytoplasmassa, ja kaksi muuta vaihetta tapahtuu mitokondrioiden sisällä.
Aerobisen aineenvaihdunnan toisessa vaiheessa, jota kutsutaan sitruunahapposykliksi, kahta pyruvaattimolekyyliä käytetään luomaan energiarikkaita pelkistäviä molekyylejä, joita käytetään myöhemmin hengitysprosessissa. Jotkut näistä molekyyleistä voidaan tarvittaessa muuntaa suoraan ATP: ksi, vaikka näin ei aina tapahdu. Vettä ja hiilidioksidia syntyy tämän kierron jätetuotteina, minkä vuoksi ihmiset hengittävät happea sisään ja hengittävät hiilidioksidia ulos. Sitruunahapposykli, kuten glykolyysi, tuottaa 2 ATP: tä.
Aerobisen aineenvaihdunnan loppuvaihetta kutsutaan elektroninsiirtoketjuksi ja se tapahtuu mitokondrioiden sisäkalvolla. Tässä vaiheessa sitruunahapposyklistä peräisin olevia energiarikkaita molekyylejä käytetään ylläpitämään positiivisen varauksen gradienttia, jota kutsutaan kemosmoottiseksi gradientiksi, jota käytetään tuottamaan monia ATP-molekyylejä. Tämä vaihe tuottaa eniten ATP: tä aerobisesta aineenvaihduntaprosessista ja luo keskimäärin noin 32 ATP -molekyyliä. Kun elektroninsiirtoketju on tuottanut ATP: tä, energiarikkaat molekyylit voidaan vapaasti käyttää uudelleen sitruunahapposyklin aikana.
Aerobinen aineenvaihdunta tuottaa noin 36 ATP -molekyyliä. Anaerobinen hengitys tuottaa vain noin kymmenen prosenttia tästä määrästä. Hapen käyttö on tärkeintä elektronien siirtoketjun lopussa, koska se auttaa kemioosmoottista gradienttia. Happiriippuvaisen aineenvaihdunnan olemassaolo on syy, miksi mitokondrioita kutsutaan yleisesti kehon voimanlähteeksi.