La respiration anaérobie fait référence à la dégradation enzymatique du sucre en énergie en l'absence d'oxygène. La plupart des cellules du corps humain peuvent effectuer une respiration anaérobie, au moins pendant de courtes périodes. Une molécule de glucose métabolisée par voie anaérobie en pyruvate donne deux molécules d'adénosine triphosphate (ATP) ; il s'agit d'un faible rendement par rapport à la respiration aérobie, dans laquelle 36 molécules d'ATP sont générées pour chaque molécule de glucose métabolisée.
Contrairement à la respiration aérobie, qui utilise des organites spéciaux appelés mitochondries pour synthétiser l'ATP, la respiration anaérobie repose exclusivement sur la phosphorylation du substrat dans le cytoplasme. La stratégie de base consiste à transférer un groupe phosphate riche en énergie d'un dérivé à trois carbones du glucose à l'adénosine diphosphate (ADP), entraînant la formation d'ATP.
Il existe deux réactions de phosphorylation spécifiques dans la respiration anaérobie responsables de la production d'ATP. Premièrement, la phosphoglycérate kinase convertit le 1,3 bisphosphoglycérate en 3-phosphoglycérate, produisant un ATP. Deuxièmement, la pyruvate kinase élimine un groupe phosphate du phosphoénol pyruvate, le convertissant en pyruvate et convertissant simultanément l'ADP en ATP.
En l'absence d'oxygène, le pyruvate peut être transformé en acide lactique, acide acétique (vinaigre) ou éthanol. Les deux premiers produits sont des impasses métaboliques dans les cellules humaines. La dernière voie se trouve dans la levure de bière. Appelée aussi fermentation, elle est à la base de la production de vin et de bière dans le monde entier.
