En biología, la respiración anaeróbica es el proceso metabólico mediante el cual las células producen energía química sin utilizar oxígeno. Es un tipo de respiración celular, una parte esencial del metabolismo y la fuente de todo el crecimiento, reproducción y reparación que ocurre en las células. La glucólisis, que convierte el azúcar en moléculas de energía, es el tipo principal de vía anaeróbica que se encuentra en la mayoría de los organismos. El metabolismo anaeróbico facilita importantes intercambios químicos entre los organismos y el medio ambiente, como el ciclo del nitrógeno.
Todos los organismos vivos usan energía para impulsar su crecimiento y reproducción. La respiración celular es un tipo de metabolismo celular que extrae energía bioquímica de varios productos químicos nutritivos y la convierte en ATP, la molécula de transferencia de energía universal. La respiración anaeróbica es el tipo de respiración celular que se produce en las células que no utilizan moléculas de oxígeno en su metabolismo. La principal vía química de la respiración anaeróbica, además de las bacterias que ingieren metales extremos, es la glucólisis, que divide una molécula del azúcar simple glucosa en dos moléculas de ácido pirúvico, produciendo dos moléculas de ATP en el proceso.
La respiración aeróbica, que utiliza oxígeno, es más común que la anaeróbica en la mayoría de los organismos superiores, que dependen de manera eficiente del oxígeno para respirar. Produce mucho más ATP (38 moléculas) que la glucólisis, que produce solo dos. Sin embargo, en los primeros períodos de la evolución de la vida en la tierra, no había suficiente oxígeno en la atmósfera para que las células lo metabolizaran, por lo que dependían de otras moléculas para producir energía de forma anaeróbica. Los organismos primitivos, incluidas las bacterias y criaturas supervivientes más antiguas que viven en aguas termales y en el fondo del océano, todavía dependen de esto; muchos de ellos morirán si se exponen al oxígeno.
Los seres humanos y otros animales utilizan tanto la respiración aeróbica como la anaeróbica. Este último es importante durante breves ráfagas de actividad muscular, que potencia el movimiento mediante la glucólisis y produce ácido láctico. Si este ácido se acumula, se producen dolores musculares y calambres. Algunas levaduras incorporan un tipo especial de respiración anaeróbica, la fermentación, en su metabolismo. La fermentación digiere azúcares y produce alcohol etílico y algunos gases como subproducto; esta es la razón por la que el pan se eleva, ya que los procesos bioquímicos en la levadura cambian las reacciones químicas en la masa.
Los intercambios elementales de nitrógeno, azufre y carbono en la superficie de la tierra y en la atmósfera son moderados por la respiración anaeróbica. Por ejemplo, las proteínas y otros compuestos biológicamente esenciales contienen una gran cantidad de nitrógeno, que se libera a la atmósfera mediante el metabolismo anaeróbico bacteriano. Cuando algunas bacterias metabolizan combustibles sin oxígeno, también liberan gas metano. Si bien esta función es útil en microbiología y la industria del petróleo, el exceso de producción de metano es un problema porque es un gas de efecto invernadero tanto como el dióxido de carbono, vinculado al cambio climático.