Qu'est-ce que la respiration anaérobie?
En biologie, la respiration anaérobie est le processus métabolique par lequel les cellules produisent de l'énergie chimique sans utiliser d'oxygène. C'est un type de respiration cellulaire, une partie essentielle du métabolisme et la source de toute croissance, reproduction et réparation qui se produit dans les cellules. La glycolyse, qui convertit le sucre en molécules d'énergie, est le principal type de voie anaérobie que l'on trouve dans la plupart des organismes. Le métabolisme anaérobie facilite les échanges chimiques importants entre les organismes et l'environnement, comme le cycle de l'azote.
Tous les organismes vivants utilisent l’énergie pour alimenter leur croissance et leur reproduction. La respiration cellulaire est un type de métabolisme cellulaire qui extrait l’énergie biochimique de divers produits chimiques nutritifs et la convertit en ATP, la molécule universelle de transfert d’énergie. La respiration anaérobie est le type de respiration cellulaire qui se produit dans les cellules qui n'utilisent pas de molécules d'oxygène dans leur métabolisme. La glycolyse est la principale voie chimique de la respiration anaérobie, à l'exception des bactéries qui ingèrent des métaux extrêmes, qui consiste à diviser une molécule du glucose simple en deux molécules d'acide pyruvique, produisant ainsi deux molécules d'ATP.
La respiration aérobie - utilisant de l'oxygène - est plus courante que la pratique anaérobie chez la plupart des organismes supérieurs, qui dépendent efficacement de l'oxygène pour la respiration. Il produit beaucoup plus d'ATP - 38 molécules - que la glycolyse, qui n'en produit que deux. Dans les premières périodes de l'évolution de la vie sur Terre, cependant, il n'y avait pas suffisamment d'oxygène dans l'atmosphère pour permettre aux cellules de se métaboliser. Elles ont donc eu recours à diverses autres molécules pour produire de l'énergie anaérobie. Les organismes primitifs, y compris les plus anciennes bactéries et créatures encore vivantes vivant dans les sources thermales et sur le fond des océans, en dépendent toujours; beaucoup d'entre eux mourront s'ils sont exposés à l'oxygène.
Les humains et les autres animaux utilisent à la fois la respiration aérobie et anaérobie. Ce dernier est important lors de brèves périodes d'activité musculaire, qui stimulent le mouvement en utilisant la glycolyse et produisent de l'acide lactique. Si cet acide s'accumule, des douleurs musculaires et des crampes apparaissent. Certaines levures intègrent un type particulier de respiration anaérobie - la fermentation - dans leur métabolisme. La fermentation digère les sucres et donne de l'alcool éthylique et certains gaz en tant que sous-produit; c'est la raison pour laquelle le pain se lève, car les processus biochimiques de la levure modifient les réactions chimiques de la pâte.
Les échanges élémentaires d'azote, de soufre et de carbone à la surface de la Terre et dans l'atmosphère sont modérés par la respiration anaérobie. Par exemple, les protéines et autres composés biologiquement essentiels contiennent une grande quantité d'azote, qui est rejeté dans l'atmosphère par le métabolisme bactérien anaérobie. Lorsque certaines bactéries métabolisent les carburants sans oxygène, elles libèrent également du méthane. Bien que cette fonction soit utile en microbiologie et dans l’industrie pétrolière, la production excédentaire de méthane pose problème, car elle est autant un gaz à effet de serre que le dioxyde de carbone, liée au changement climatique.