Aérobiose anaérobiose

A partir d'un schéma métabolique de base dont le centre est la glycolyse, le métabolisme peut s'orienter, selon les organismes et, parfois pour une même cellule selon les conditions du milieu, en un métabolisme anaérobie (fermentations) ou un métabolisme aérobie (respiration).

Fig. 01 : Aérobiose et anaérobiose
Fig. 01 : Aérobiose et anaérobiose

En présence d'oxygène (conditions aérobies), le métabolisme est orienté dans le sens "glycolyse - cycle de Krebs - chaine respiratoire". C'est ce qui se passe dans la plupart des cellules d'eucaryotes (végétaux, champignons, animaux).

Dans certains cas, l'oxygène fait défaut. Certaines cellules peuvent alors modifier leur métabolisme et utiliser un processus fermentaire (utilisation du principe de fermentation). C'est par exemple les cellules musculaires qui peuvent réaliser la fermentation lactique ou les cellules d'organes compacts de plantes (tubercule de carotte) qui peuvent réaliser pendant un temps la fermentation alcoolique.

Certains champignons, comme les levures, ont la possibilité de passer assez rapidement d'un mode respiratoire (en conditions aérobies) à un mode fermentaire (en conditions anaérobies).

Ces processus fermentaires sont à la base de nombreuses biotechnologies (comme par exemple la fermentation alcoolique des levures et la fabrication du pain, du vin ou de la bière, la fermentation lactique et la fabrication des yaourts et de la choucroute).

La Fig. 01 montre de manière simplifiée l'alternative de métabolisme selon les conditions extérieures. C'est au niveau de l'acide pyruvique que le "choix" s'opère. En conditions anaérobies, le pyruvate est réduit en lactate (fermentation lactique) ou en CO2 et éthanol (fermentation alcoolique). Dans les deux cas, le NADH est réoxydé en NAD et pourra ainsi continuer à jouer son rôle dans la glycolyse.

Certaines bactéries peuvent être anaérobies strictes et n'utiliser que la fermentation.

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