La glycolyse est la première étape de la respiration cellulaire, et elle ne nécessite pas d'oxygène pour continuer. La glycolyse convertit une molécule de sucre en deux molécules de pyruvate, produisant également deux molécules d'adénosine triphosphate (ATP) et de nicotinamide adénine dinucléotide (NADH). Lorsque l'oxygène est absent, une cellule peut métaboliser les pyruvates au cours du processus de fermentation.
Métabolisme énergétique

L'ATP est la molécule de stockage d'énergie de la cellule, tandis que le NADH et sa version oxydée, NAD +, participent à la cellule. réactions qui impliquent le transfert d'électrons, appelées réactions redox. Si de l'oxygène est présent, la cellule peut extraire une énergie chimique substantielle en décomposant le pyruvate à travers le cycle de l'acide citrique, qui reconvertit le NADH en NAD +. Sans oxydation, la cellule doit utiliser la fermentation pour oxyder le NADH avant qu'il n'atteigne des niveaux malsains.
Fermentation homolactique

Le pyruvate est une molécule à trois atomes de carbone que l'enzyme lactate déshydrogénase convertit en lactate grâce au processus connu sous le nom de fermentation homolactique. Dans le processus, le NADH est oxydé en NAD + qui est nécessaire pour que la glycolyse se poursuive. En l'absence d'oxygène, la fermentation homolactique empêche l'accumulation de NADH, ce qui arrêterait la glycolyse et priverait la cellule de sa source d'énergie. La fermentation ne produit aucune molécule d'ATP, mais elle permet à la glycolyse de continuer et de produire un petit filet d'ATP. En fermentation homolactique, le lactate est le seul produit.
Fermentation hétérolactique

En l'absence d'oxygène, certains organismes comme la levure peuvent convertir le pyruvate en dioxyde de carbone et en éthanol. Les brasseurs capitalisent sur ce processus pour convertir la purée de grains en bière. La fermentation hétérolactique se déroule en deux étapes. Premièrement, l'enzyme pyruvate déshydrogénase convertit le pyruvate en acétaldéhyde. Dans la deuxième étape, l'enzyme alcool déshydrogénase transfère l'hydrogène du NADH à l'acétaldéhyde, le convertissant en éthanol et dioxyde de carbone. Le processus régénère également le NAD +, ce qui permet à la glycolyse de continuer.
Sentir la brûlure

Si vous avez déjà senti vos muscles brûler pendant une activité physique intense, vous ressentez l'effet de la fermentation homolactique dans vos cellules musculaires. . Un exercice intense épuise temporairement l'approvisionnement en oxygène d'une cellule. Dans ces conditions, les muscles métabolisent le pyruvate en acide lactique, ce qui produit la sensation de brûlure familière. Cependant, il s'agit d'une réaction provisoire à de faibles niveaux d'oxygène. Sans oxygène, les cellules peuvent mourir rapidement.
Chou et yaourt

La fermentation anaérobie est utilisée pour créer plusieurs denrées alimentaires en plus de la bière. Par exemple, le chou bénéficie de la fermentation pour donner des délices comme le kimchee et la choucroute. Certaines souches de bactéries, dont Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophiles, convertissent le lait en yaourt par fermentation homolactique. Le processus fige le lait, donne la saveur du yaourt et augmente l'acidité du lait, ce qui le rend désagréable pour de nombreuses bactéries nocives.