Енергетичний обмін складається з трьох етапів

I етап – підготовчий. На першому етапі відбувається розщеплення високомолекулярних органічних речовин на більш прості у процесі реакцій гідролізу, що проходять за участю води. Він проходить у травному каналі, а на клітинному рівні – в лізосомах. Вся енергія, що виділяється на підготовчому етапі, розсіюється у вигляді тепла.

Реакції підготовчого етапу:

білки + Н₂О → амінокислоти + Q;

вуглеводи + Н₂O → глюкоза + Q;

жири + Н₂O → гліцерин + вищі жирні кислоти + Q.

II етап – гліколіз, безкисневе розщеплення. Глюкоза є основною сполукою в обміні речовин організму. Всі інші речовини на різних стадіях беруть участь у процесах її перетворення. Подальше розщеплення органічних речовин розглядається на прикладі обміну глюкози.

Процес гліколізу проходить у цитоплазмі. Глюкоза розщеплюється на 2 молекули піровиноградної кислоти (ПВК), яка, залежно від типу клітин і організмів, може перетворюватися на молочну кислоту, спирт або інші органічні речовини. При цьому енергія, що виділяється, частково акумулюється у 2 молекулах АТФ, а частково витрачається у вигляді тепла. Безкисневі процеси називають бродінням.

Реакції гліколізу:

В результаті ступінчастого розщеплення глюкози утворюються 2 молекули ПВК – С₃Н₄O₃. При цьому звільняються ще 4 атоми Н, що з’єднуються з переносником НАД⁺, і утворюються 2НАД • Н + Н⁺. Подальша доля ПВК залежить від наявності кисню. В анаеробних умовах ПВК перетворюється на молочну кислоту або етанол за участю тих самих двох молекул НАД• Н + Н⁺, які віддають водень. Якщо процес проходить в аеробних умовах, то ПВК і 2НАД •Н + Н⁺ вступають у реакції біологічного окиснення.