Qu'est-ce que la fermentation anaérobie?
La fermentation anaérobie est une méthode utilisée par les cellules pour extraire l’énergie des glucides lorsque l’oxygène ou d’autres accepteurs d’électrons ne sont pas disponibles dans le milieu ambiant. Cela le différencie de la respiration anaérobie, qui n'utilise pas d'oxygène mais utilise des molécules acceptant les électrons provenant de l'extérieur de la cellule. Le processus peut suivre la glycolyse en tant qu'étape suivante de la décomposition du glucose et d'autres sucres pour produire des molécules d'adénosine triphosphate (ATP) qui créent une source d'énergie pour la cellule.
Grâce à cette méthode, une cellule est capable de régénérer le nicotinamide adénine dinucléotide (NAD +) à partir de la forme réduite de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH), une molécule nécessaire pour poursuivre la glycolyse. La fermentation anaérobie repose sur des enzymes pour ajouter un groupe phosphate à une molécule individuelle d'adénosine diphosphate (ADP) afin de produire de l'ATP, ce qui signifie qu'il s'agit d'une forme de phosphorylation au niveau du substrat. Cela contraste avec la phosphorylation oxydative, qui utilise l'énergie d'un gradient de proton établi pour produire de l'ATP.
Il existe deux principaux types de fermentation anaérobie: la fermentation éthanolique et la fermentation lactique. Les deux restaurent NAD + pour permettre à une cellule de continuer à générer de l'ATP par glycolyse. La fermentation éthanolique convertit deux molécules de pyruvate, les produits de la glycolyse, en deux molécules d'éthanol et deux molécules de dioxyde de carbone. La réaction est un processus en deux étapes dans lequel le pyruvate est d'abord converti en acétaldéhyde et en dioxyde de carbone par l'enzyme pyruvate décarboxylase.
Dans la deuxième étape, l’alcool déshydrogénase convertit l’acétaldéhyde en éthanol. Ce processus métabolique se produit dans certains types de cellules bactériennes et dans les cellules de levure. Cela rend la levure populaire pour la fabrication du pain, de la bière et du vin, en utilisant soit le dioxyde de carbone, soit l’éthanol issu de la fermentation.
La fermentation de l'acide lactique est une autre forme de fermentation anaérobie. Elle est couramment utilisée par les cellules musculaires en période de stress, lorsque l'oxygène disponible est insuffisant. Ces cellules convertissent les deux molécules de pyruvate de glycolyse en deux molécules de L-lactate en utilisant l'enzyme lactate déshydrogénase. Ce processus est appelé fermentation homolactique, car deux molécules de pyruvate subissent les mêmes réactions chimiques et cette forme de fermentation de l'acide lactique se produit dans les cellules musculaires animales et les globules rouges.
Dans la fermentation hétérolactique, les molécules de pyruvate subissent différentes réactions chimiques. L'un est converti en lactate, tandis que l'autre est converti en éthanol et en dioxyde de carbone. Ce processus se produit chez certaines espèces d'organismes anaérobies.
Chez les animaux, le sous-produit du lactate issu de la fermentation anaérobie est pompé dans le sang, où il est transporté vers le foie. Dans un processus appelé cycle de Cori, le foie utilise son propre ensemble d'enzymes pour reconvertir le lactate en glucose, où il peut être recyclé par le corps. Le glucose est généralement transporté vers les muscles, où il peut être stocké sous forme de glycogène pour les besoins énergétiques futurs.