La glicolisi anaerobica è un processo metabolico in cui il glucosio, una molecola di zucchero, viene scomposto senza l’uso di ossigeno. Come la glicolisi aerobica, che metabolizza il glucosio in presenza di ossigeno, produce energia per le cellule. La scomposizione del glucosio senza utilizzare l’ossigeno produce anche lattato, tuttavia, e quando il processo è prolungato, generalmente porta all’acidosi lattica, che è una diminuzione del livello di pH del sangue. Di solito è alleviato quando i normali livelli di ossigeno ritornano alla cellula e la glicolisi aerobica prende il sopravvento.
Tipicamente, la glicolisi anaerobica si verifica nelle cellule muscolari durante una vigorosa attività fisica. Quando il fabbisogno energetico per una determinata azione non è adeguatamente soddisfatto con mezzi aerobici, le cellule muscolari elaborano il glucosio senza l’uso di ossigeno per produrre energia rapidamente. Alla fine, il tessuto circostante viene inondato di lattato e l’attività muscolare generalmente diminuisce. Quando la concentrazione di lattato aumenta nel sangue, viene lentamente riconvertita in glucosio nel fegato con l’aiuto dell’ossigeno. La conversione del glucosio in lattato e il lattato di nuovo in glucosio è chiamata ciclo di Cori, descritto da Carl e Gerty Cori negli anni ‘1930 e ‘1940.
Alcune cellule e tessuti convertono il glucosio in lattato anche in presenza di ossigeno, compresi i globuli rossi e le cellule della retina. Poiché le prime cellule dovevano prosperare in condizioni prive di ossigeno, le vie metaboliche come la glicolisi anaerobica si sono evolute per produrre energia. Anche le cellule prive di mitocondri utilizzano tipicamente questo processo.
Normalmente, la glicolisi produce due molecole di piruvato da una molecola di glucosio, nonché una molecola chiamata NADH. Ogni molecola di piruvato viene solitamente convertita in acetato e quindi elaborata nel ciclo dell’acido citrico per formare anidride carbonica e acqua, mentre il NADH viene ossidato a NAD+ passando i suoi elettroni a una molecola di ossigeno nei mitocondri. NAD+ è un accettore di elettroni richiesto nel processo di glicolisi e senza di esso, la glicolisi si fermerebbe.
In condizioni anaerobiche, la molecola di ossigeno necessaria per accettare l’elettrone dal NADH di solito manca, il che costringe la cellula a trovare un altro accettore di elettroni. La molecola che svolge questo ruolo è tipicamente il lattato, che è la forma ridotta del piruvato. Un enzima chiamato lattato deidrogenasi catalizza la reazione che converte il piruvato in lattato. Nel processo, l’NADH dona il suo elettrone al piruvato e viene convertito in NAD+, che viene quindi riciclato per l’uso nella glicolisi.