АТФ (аденозинтрифосфат) — молекула, в которой клетка запасает и переносит энергию. При отщеплении концевого фосфата (АТФ → АДФ + фосфат) высвобождается энергия, которую используют все энергозатратные процессы. АТФ постоянно образуется при окислении и тут же расходуется.

ФАД (флавинадениндинуклеотид) и ФМН — коферменты-переносчики водорода, производные витамина B2 (рибофлавина). Они входят в состав флавиновых ферментов (флавопротеинов) и принимают два атома водорода, превращаясь в ФАДН₂ (ФМНН₂). Работают там, где НАД⁺ «не берёт» (например, окисление сукцината, жирных кислот).

Окисление — потеря электронов, восстановление — их приобретение; они всегда идут в паре (редокс-реакция). В клетке вещества окисляются тремя способами: отнятием водорода (дегидрирование — главный способ), присоединением кислорода, или прямой отдачей электронов.

Убихинон (кофермент Q) — небольшой жирорастворимый переносчик, свободно передвигающийся в мембране и передающий электроны между комплексами дыхательной цепи. Цитохромы — белки с гемом (железом), переносящие по одному электрону за счёт смены заряда железа (Fe³⁺ ⇄ Fe²⁺).

АТФ синтезируется двумя путями. Субстратное фосфорилирование — образование АТФ прямо в реакции обмена, за счёт энергии макроэргического субстрата (в гликолизе, цикле Кребса). Окислительное фосфорилирование — синтез основной массы АТФ в дыхательной цепи за счёт энергии переноса электронов на кислород.

Цепь переноса электронов (ЦПЭ, дыхательная цепь) — набор переносчиков во внутренней мембране митохондрий, по которым электроны от НАДН и ФАДН₂ передаются на кислород. Электроны идут по нарастанию сродства к ним (окислительно-восстановительного потенциала), высвобождая энергию, а кислород в конце восстанавливается до воды.

НАД⁺ (никотинамидадениндинуклеотид) — главный кофермент-переносчик водорода в реакциях окисления. Он принимает от субстрата гидрид-ион (2 электрона и протон), превращаясь в НАДН, и несёт эти электроны в дыхательную цепь. НАДФ⁺ — похожий кофермент, но НАДФН чаще используется для реакций синтеза (восстановления).

Биологическое окисление — совокупность реакций окисления веществ в клетке, при которых высвобождается энергия. Основной способ окисления — отнятие водорода (дегидрирование). Энергия питательных веществ постепенно извлекается и запасается в форме АТФ.

Различают: митохондриальное окисление (в дыхательной цепи, сопряжено с синтезом АТФ — главный источник энергии); микросомальное окисление (в ЭР, с участием цитохрома P450 — обезвреживание веществ и синтез, без синтеза АТФ); и свободнорадикальное окисление (образование активных форм кислорода).

Окислительно-восстановительный (редокс) потенциал — мера сродства вещества к электронам. Электроны самопроизвольно переходят от переносчиков с низким (более отрицательным) потенциалом к переносчикам с высоким (более положительным). Поэтому в дыхательной цепи электроны идут от НАДН к кислороду, у которого сродство максимально.