Oksidatif metabolizma, hücrenin molekülleri enerjiye ya da adenozin trifosfat (ATP) 'ye parçaladığı metabolizmanın ilk yarısıdır. Metabolizmanın ikinci yarısı, dokular ve organlar gibi molekülleri oluşturmak için bu hücresel enerjinin kullanılmasını içerir ve buna anabolizm denir. Oksijen kullanımını gerektiren bir işlem olan aerobik hücresel solunum, ATP üretiminin en etkili şeklidir. ATP ayrıca oksijensiz, anaerobik olarak da üretilebilir.
Oksidatif metabolizma, karbonhidrat, şeker, protein, vitamin ve yağ gibi organik besinlerin parçalanması ile başlar. Glikoz, basit bir şeker, glikoliz veya glikoz metabolizması olarak bilinen bir işlemde kırılması en yaygın besindir. Glikoz metabolizması, hücrenin mitokondrisine giren ve Krebs döngüsüne başlayan iki piruvat molekülü üretir. Mitokondri, hücrenin geri kalanına hücresel enerji sağlayan bir organeldir.
Sitrik asit döngüsü ve ayrıca trikarboksilik asit (TCA) döngüsü olarak adlandırılan Krebs döngüsü, oksidatif metabolizmanın oksidatif kısmını tarif eder. Yükseltgenme, elektronların azaltılması ve enerjinin serbest bırakılmasıdır. Bu döngü, bir dizi kimyasal reaksiyondan sonra döngüye oksaloasetik asit olarak giren bir piruvat molekülü ile başlar. Döngü enerji üretmek için döngü sırasında bir dizi enzim tarafından başlatılan kimyasal reaksiyona maruz kalan oksaloasetik asit ile başlar ve biter.
Sitrik asit döngüsünde, karbon atomlarının oksidasyonu, karbon dioksit ve enerji üretimi ile sonuçlanır. Bir glikoz metabolizması reaksiyonundan mitokondriye giren iki piruvat molekülü vardır, bu nedenle TCA döngüsü tamamlama için iki döngü turu içerir. Her bir tur bir ATP üretir ve böylece tamamlandığında iki ATP üretilir. Oksidatif metabolizma, katabolizmanın tamamlanmasından sonra neredeyse anabolizma için hemen hemen kullanılan, reaksiyon ara maddeleri olarak bilinen sayısız yan ürün üretmesi bakımından verimli bir işlemdir.
Oksidatif metabolizma, tip 1 diyabet gibi hastalıklardan etkilenir. Tip 1 diyabet, glikozun hücreye girmesini önler ve eğer tedavi edilmezse bırakılırsa, glikoliz yoluyla normal enerji üretimi için glikoz bulunmaz. Vücut daha sonra kendini yakmak için yağ asitlerinin parçalanmasına başvurur. Yağ asitlerinin parçalanması, keton gövdeleri olarak bilinen asidik bir yan ürünle sonuçlanır. Eğer tedavi edilmezse, keton cisimciklerinin miktarı kanın potenz hidrojeni (pH) asitlendirir ve hayati tehlike arz eden ketoasidoz durumuna yol açar.
