Contenu
- Fermentation vs Respiration cellulaire
- Glycolyse: la décomposition du sucre avant la fermentation
- La glycolyse ne nécessite pas d'oxygène
- De la glycolyse à la fermentation
- ATP et production d'énergie via la fermentation
- Utilisations pour la fermentation
La production d'énergie à partir de composés organiques, tels que le glucose, par oxydation à l'aide de composés chimiques (généralement organiques) à l'intérieur d'une cellule en tant qu '"accepteurs d'électrons" est appelée fermentation.
C'est une alternative à la respiration cellulaire dans laquelle des électrons du glucose et d'autres composés en cours d'oxydation sont transférés à un accepteur amené de l'extérieur de la cellule, typiquement de l'oxygène. C'est une alternative à la respiration cellulaire (sans oxygène, la respiration cellulaire est impossible).
Fermentation vs Respiration cellulaire
Bien que la fermentation puisse avoir lieu dans des conditions anaérobies (manque d'oxygène), elle peut également se produire lorsque l'oxygène est abondant.
Les levures, par exemple, préfèrent la fermentation à la respiration cellulaire si suffisamment de glucose est disponible pour soutenir le processus, même si beaucoup d'oxygène est disponible.
Glycolyse: la décomposition du sucre avant la fermentation
Lorsque le sucre riche en énergie - le glucose en particulier - entre dans une cellule, il est décomposé selon un processus appelé glycolyse. La glycolyse est une étape préalable à la fois pour la respiration cellulaire et la fermentation.
C'est une voie commune pour la dégradation du sucre, qui peut conduire soit à la fermentation, soit à la respiration cellulaire.
La glycolyse ne nécessite pas d'oxygène
La glycolyse est un processus biochimique ancien, apparu très tôt dans l'histoire de l'évolution. Les principales réactions à la glycolyse ont été "inventées" par des micro-organismes bien avant l’apparition de la photosynthèse, apparue il ya environ 3,5 milliards d’années, mais qui mettrait environ 1,5 milliard d’années à remplir les mers et l’atmosphère de toute quantité appréciable d’oxygène.
Ainsi, même les eucaryotes complexes (le domaine biologique qui comprend les règnes animal, végétal, fongique et protiste) sont capables de produire de l'énergie sans respiration, sans oxygène, etc. Dans la levure, qui appartient au règne fongique, les produits chimiques de la glycolyse sont fermentés pour produire de l'énergie pour la cellule.
De la glycolyse à la fermentation
À la fin de la glycolyse, la structure à six carbones du glucose aura été scindée en deux molécules du composé à trois carbones appelé pyruvate. Le produit chimique NADH est également produit à partir d’un produit chimique plus "oxydé" appelé NAD +.
Dans la levure, le pyruvate subit une "réduction", le gain d'électrons, qui sont ensuite transférés du NADH produit plus tôt dans la glycolyse pour donner de l'acétaldéhyde et du dioxyde de carbone.
L'acétaldéhyde est ensuite réduit en alcool éthylique, le produit final de la fermentation. Chez les animaux, y compris l'homme, le pyruvate peut être fermenté lorsque la disponibilité en oxygène est faible. Cela est particulièrement vrai dans les cellules musculaires. Lorsque cela se produit, bien que de petites quantités d’alcool soient produites, la majeure partie du pyruvate résultant de la glycolyse est réduite non pas à l’alcool, mais à l’acide lactique.
Tandis que l'acide lactique peut quitter les cellules animales et être utilisé pour produire de l'énergie dans le cœur, il peut s'accumuler dans les muscles, provoquant des douleurs et une diminution des performances sportives. C'est la sensation de "brûlure" que vous ressentez après avoir soulevé des poids, couru pendant une longue période, chanté, soulevé de lourdes boîtes, etc.
ATP et production d'énergie via la fermentation
Le vecteur énergétique universel dans les cellules est une substance chimique appelée ATP (adénosine triphosphate). Si l’oxygène est utilisé, les cellules peuvent produire de l’ATP par glycolyse suivie de la respiration cellulaire, de sorte qu’une molécule de sucre en glucose donne entre 36 et 38 molécules d’ATP, selon le type de cellule.
Parmi ces 36 à 38 molécules d'ATP, seules deux sont produites au cours de la phase de glycolyse. Ainsi, si on utilise la fermentation comme alternative à la respiration cellulaire, les cellules produisent beaucoup moins d'énergie qu'elles ne le font avec la respiration. Cependant, dans des conditions de faible teneur en oxygène ou anaérobie, la fermentation peut permettre à un organisme de survivre et de survivre car il ne pourrait respirer sans oxygène.
Utilisations pour la fermentation
Les humains utilisent le processus de fermentation pour notre propre bénéfice, en particulier en ce qui concerne les aliments et les boissons. La fabrication du pain, la production de bière et de vin, les cornichons, le yaourt et le kombucha utilisent tous le processus de fermentation.