La glycolyse anaérobie est un processus métabolique dans lequel le glucose, une molécule de sucre, est décomposé sans l’utilisation d’oxygène. Comme la glycolyse aérobie, qui métabolise le glucose en présence d’oxygène, elle produit de l’énergie pour les cellules. Cependant, la décomposition du glucose sans utiliser d’oxygène produit également du lactate et, lorsque le processus se prolonge, il conduit généralement à une acidose lactique, qui est une diminution du pH du sang. Il est généralement atténué lorsque les niveaux d’oxygène normaux reviennent à la cellule et que la glycolyse aérobie prend le relais.
Typiquement, la glycolyse anaérobie se produit dans les cellules musculaires pendant une activité physique vigoureuse. Lorsque les besoins énergétiques pour une action particulière ne sont pas suffisamment satisfaits par des moyens aérobies, les cellules musculaires traitent le glucose sans utiliser d’oxygène afin de produire de l’énergie rapidement. Finalement, le tissu environnant est inondé de lactate et l’activité musculaire diminue généralement. À mesure que la concentration de lactate augmente dans le sang, il est lentement reconverti en glucose dans le foie à l’aide de l’oxygène. La conversion du glucose en lactate et du lactate en glucose s’appelle le cycle de Cori, qui a été décrit par Carl et Gerty Cori dans les années 1930 et 1940.
Certaines cellules et certains tissus convertissent le glucose en lactate même en présence d’oxygène, notamment les globules rouges et les cellules de la rétine. Étant donné que les premières cellules devaient prospérer dans des conditions dépourvues d’oxygène, des voies métaboliques telles que la glycolyse anaérobie ont évolué pour produire de l’énergie. Les cellules dépourvues de mitochondries utilisent également généralement ce processus.
Normalement, la glycolyse produit deux molécules de pyruvate à partir d’une molécule de glucose, ainsi qu’une molécule appelée NADH. Chaque molécule de pyruvate est généralement convertie en acétate puis traitée dans le cycle de l’acide citrique pour former du dioxyde de carbone et de l’eau, tandis que le NADH est oxydé en NAD+ en faisant passer ses électrons à une molécule d’oxygène dans les mitochondries. Le NAD+ est un accepteur d’électrons requis dans le processus de glycolyse et sans lui, la glycolyse s’arrêterait.
Dans des conditions anaérobies, la molécule d’oxygène nécessaire pour accepter l’électron du NADH est généralement manquante, ce qui oblige la cellule à trouver un autre accepteur d’électrons. La molécule qui remplit ce rôle est typiquement le lactate, qui est la forme réduite du pyruvate. Une enzyme appelée lactate déshydrogénase catalyse la réaction qui convertit le pyruvate en lactate. Dans le processus, le NADH donne son électron au pyruvate et est converti en NAD+, qui est ensuite recyclé pour être utilisé dans la glycolyse.