Par Lizzie Brooks | Mis à jour le 30 août 2022
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La décomposition des glucides en énergie utilisable suit diverses voies chimiques :certaines aérobies, d’autres anaérobies. Bien que la respiration à base d'oxygène soit la plus efficace, les voies anaérobies jouent un rôle essentiel dans des situations spécifiques et offrent des avantages distincts.
La respiration, distincte de la respiration, est le processus cellulaire qui libère l'énergie de molécules complexes telles que le glucose. Cela peut se produire avec ou sans oxygène.
La respiration aérobie et anaérobie commence par la glycolyse, le clivage anaérobie du glucose en deux molécules de pyruvate, générant deux molécules d'ATP. Cette étape fondamentale peut ensuite alimenter les voies aérobies ou anaérobies.
Dans les environnements riches en oxygène, la respiration aérobie domine. Une molécule de glucose peut produire jusqu'à 32 ATP, ce qui en fait la voie privilégiée pour les organismes pouvant accéder à l'oxygène.
Lorsque l’oxygène vient à manquer, les cellules passent à la respiration anaérobie. Cette voie produit également deux ATP par glucose et génère de l'acide lactique comme sous-produit, qui peut s'accumuler dans les tissus musculaires, entraînant des douleurs et des crampes.
Les étapes anaérobies métabolisent le pyruvate et régénèrent les enzymes clés, garantissant ainsi la poursuite de la glycolyse et favorisant ainsi la respiration aérobie ultérieure lorsque l'oxygène devient disponible.
Les premiers organismes sur Terre, datant d’il y a 3,5 milliards d’années, utilisaient de manière fiable la respiration anaérobie et prospéraient dans une atmosphère anoxique. Cette stratégie métabolique fondamentale a ouvert la voie à des voies ultérieures dépendantes de l'oxygène.
Dans les organismes multicellulaires comme les humains, la respiration anaérobie constitue un mécanisme de sécurité. Lorsque les cellules musculaires épuisent l'oxygène plus rapidement qu'elles ne peuvent en être fournies, elles dépendent temporairement du métabolisme anaérobie pour maintenir leur activité pendant les moments critiques.
La respiration anaérobie fournit de l'énergie plus rapidement que sa contrepartie aérobie, ce qui la rend essentielle lors d'activités de haute intensité et de courte durée.
Le métabolisme anaérobie permet aux microbes de coloniser des environnements pauvres en oxygène ou sans oxygène, élargissant ainsi leurs niches écologiques. Les organismes en fermentation tels que la levure prospèrent sans oxygène et les anaérobies jouent un rôle essentiel dans la décomposition, produisant des gaz combustibles qui peuvent être exploités comme énergie renouvelable.
