Nahezu alle Gewebe haben einen Bedarf an Glukose, um normal zu funktionieren. Die Glykolyse ist der Hauptweg des Glukosestoffwechsels und findet im Zytosol aller Zellen statt. Sie kann aerob oder anaerob ablaufen, je nachdem, ob Sauerstoff verfügbar ist. Dies ist klinisch bedeutsam, da die Oxidation von Glukose unter aeroben Bedingungen zu 32 mol ATP pro mol Glukose führt. Unter anaeroben Bedingungen können jedoch nur 2 mol ATP produziert werden. Die aerobe Glykolyse erfolgt in 2 Schritten. Der erste findet im Zytosol statt und beinhaltet die Umwandlung von Glukose in Pyruvat mit der daraus resultierenden Produktion von NADH. Dieser Prozess allein erzeugt 2 Moleküle ATP. Wenn Sauerstoff zur Verfügung steht, wird die im NADH enthaltene freie Energie durch Reoxidation der mitochondrialen Elektronenkette weiter freigesetzt und führt zur Freisetzung von 30 weiteren Mol ATP pro Mol Glukose.Wenn jedoch Sauerstoff knapp ist, wird dieses NADH stattdessen durch Reduktion von Pyruvat zu Laktat reoxidiert. Dadurch wird die Menge des gebildeten ATP pro Mol oxidierter Glukose im Vergleich zur aeroben Glykolyse stark eingeschränkt. In Situationen, in denen ein Ungleichgewicht zwischen Sauerstoffverbrauch und Sauerstoffzufuhr besteht, z. B. bei Sepsis oder Herzinsuffizienz, kommt es zur anaeroben Glykolyse, die zu einer Laktatakkumulation führt und eine ineffiziente Glukoseverwertung und unzureichende ATP-Produktion zur Folge hat.