Oddychanie beztlenowe są to procesy beztlenowego rozkładu związków w których wyniku zostaje wytworzona energia. Jest ono charakterystyczne przede wszystkim dla bakterii beztlenowych. Najczęstszym rodzajem oddychania beztlenowego jest fermentacja czyli rozkład związków organicznych.
Substratem oddychania beztlenowego jest przede wszystkim glukoza. Towarzyszy temu przemiana pirogronianu, czyli jego bezpośrednia lub pośrednia redukcja. Redukcji pirogronianu towarzyszy utlenianie NADH+H+ do NAD.
Zależnie od tego, jaki końcowy produkt powstanie, wyróżnia się kilka rodzajów fermentacji, miedzy innymi:
- fermentację alkoholową - to fermentacja beztlenowa w wyniku której powstają dwutlenek węgla i alkohol. Zachodzi ona miedzy innymi w komórkach drożdży, a także w owocach, nasionach okrytych twarda łupina i w korzeniach. Powstały w procesie glikolizy pirogronian ulega dekarboksylacji do aldehydu octowego, a ten z kolei ulega redukcji do etanolu.
- fermentację mlekową - zachodzi ona w komórkach bakterii mlekowych. Może przebiegać również u pasożytów wewnętrznych oraz w mięśniach szkieletowych przy wzmożonym wysiłku, któremu towarzyszy deficyt tlenu. Końcowym produktem fermentacji mlekowej jest mleczan-anion kwasu mlekowego.
W procesie oddychania beztlenowego z 1 cząsteczki glukozy pozyskiwane są 4 cząsteczki ATP. Dwie z nich powstają w procesie fosforylacji substratowej i stanowią końcowy zysk energetyczny.
W dwóch molach ATP zawartych jest 62,8 kJ energii. Z kolei w 1 molu glukozy zmagazynowane jest 2874 kJ energii. Przy całkowitym utlenieniu glukozy powinno więc powstać 90 cząsteczek ATP.
Wynika z tego, że wydajność beztlenowej glikolizy wynosi około 2%.
2 mole ATP uzyskane w wyniku fosforylacji substratowej są całkowitym zyskiem oddychania beztlenowego. Dalsze etapy fermentacji nie przynoszą dodatkowej energii.
Oddychanie beztlenowe jest o wiele mniej wydajne od oddychania tlenowego. Z użycia wielu związków organicznych otrzymuje się niewiele energii. Jednak uniezależnienie od obecności tlenu w środowisku pozwala organizmom beztlenowym opanować korzystne dla siebie nisze ekologiczne a energia powstała w oddychaniu beztlenowym jest wystarczająca do tego, aby mogły one funkcjonować.
