Anaerobe glycolyse is de gedeeltelijke afbraak van glucose bij afwezigheid van zuurstof. De energie die door dit proces wordt geproduceerd, heeft de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP).

Hoewel glycolyse inderdaad anaëroob kan plaatsvinden, wordt glycolyse in de hersenen als strikt aëroob beschouwd. Hersencellen, en vooral neuronen, hebben een enorme energiebehoefte en zijn vrijwel volledig afhankelijk van een constante toevoer van glucose als primaire brandstof om vitale neurotransmissie en andere signaalprocessen uit te voeren. Deze energietoevoer wordt in stand gehouden door oxidatieve fosforylering, een proces dat plaatsvindt in de mitochondriën van cellen en waarvoor de aanwezigheid van zuurstof nodig is.

In de hersenen ondergaat glucose een combinatie van aerobe glycolyse, waarbij glucose in kleine stappen wordt afgebroken, en daaropvolgende mitochondriale ademhaling, waarbij de resulterende producten van glycolyse verder worden afgebroken om met behulp van zuurstof een aanzienlijk hogere hoeveelheid ATP te produceren.

Daarom kunnen de hersenen, in tegenstelling tot andere organen die afhankelijk zijn van anaerobe glycolyse om energie te verkrijgen bij afwezigheid van zuurstof, niet overschakelen naar anaerobe glycolyse en zijn ze dus sterk afhankelijk van een constante zuurstoftoevoer.