Pour que la glycolyse se maintienne indéfiniment, il faut que le NADH formé dans le cytosol soit réoxydé.

Il n'y a aucun problème lors de la glycolyse anaérobie puisque le NADH est réoxydé :

• Soit lors de la formation de l'éthanol (catalysée par l'alcool déshydrogénase).
• Soit lors de la formation du lactate (catalysée par la lactate déshydrogénase).

En ce qui concerne la glycolyse aérobie, cette réoxydation s'effectue via la chaîne de transport d'électrons dans la mitochondrie. Or le NAD et le NADH ne peuvent pas franchir la membrane mitochondriale interne.

Il existe donc deux systèmes "navette"qui font entrer dans la mitochondrie le pouvoir réducteur porté par le NADH tout en le réoxydant :

• La navette du glycérol 3-phosphate dans les muscles et le cerveau (figure ci-dessous).
• La navette malate - aspartate dans le foie, le coeur et les reins

Conséquence sur le bilan énergétique

a. La navette du glycérol 3-phosphate

Les électrons du NADH formé au cours du cycle de Krebs (qui se trouvent donc déja dans la mitochondrie) entrent dans la chaîne de transport d'électrons au niveau du complexe I (complexe NADH-ubiquinone réductase). Or ce complexe contribue à l'expulsion de 3 à 4 protons de la matrice vers l'espace intermembranaire.

En revanche, les électrons du NADH de la glycolyse qui empruntent la navette du glycérol 3-phosphate, entrent dans la chaîne de transport d'électrons au niveau du complexe II via le FADH₂. Or la variation d'énergie libre de Gibbs associée à la réaction d'oxydo-réduction catalysée par le complexe II est trop faible pour que celui-ci expulse des protons.

En conséquence, la force proton-motrice est moindre et le nombre de molécules d'ATP synthétisées par l'ATP synthase est diminué :

• 3 molécules d'ATP par molécule de NADH formé au cours du cycle de Krebs (mitochondrie)
• 2 molécules d'ATP par molécule de NADH formées au cours de la glycolyse (cytosol)

b. La navette malate - aspartate

Les électrons du NADH de la glycolyse qui empruntent cette navette entrent dans la chaîne de transport d'électrons sous la forme de NADH, donc au niveau du complexe I. Il y a donc 3 molécules d'ATP synthétisées par l'ATP synthase. Le bilan énergétique n'est pas modifié.