Définir la fermentation Exercice de connaissances

Toutes les cellules eucaryotes consomment de la matière organique afin de fabriquer de l'énergie sous forme d'ATP. Le glucose est l'élément idéal pour le métabolisme des cellules eucaryotes. Quand la cellule se développe en milieu anaérobie (sans \ce{O2} ), elle va procéder à une oxydation incomplète du glucose pour fabriquer de l'ATP. Nous verrons les différentes modalités de la fermentation en commençant par la glycolyse puis en décrivant les deux types de fermentations : lactique et éthylique.

La glycolyse est la première étape de dégradation du glucose. Elle est commune à la fermentation et à la respiration et a donc lieu dans toutes les cellules eucaryotes au niveau de leur cytoplasme. Elle correspond à l'oxydation du glucose qui se fait en neuf étapes qui sont catalysées par différentes enzymes. Cette oxydation partielle de la molécule de glucose (\ce{C6H12O6}) au cours de l'hydrolyse produit deux molécules de pyruvates (\ce{CH3-CO-COOH}). Cette série de réactions est couplée à la réduction de deux composés \ce{R'} en \ce{R'H2} et à la phosphorylation de deux molécules d'ATP à partir d'ADP. À la fin de cette phase, les deux molécules \ce{R'H2} et les deux molécules de pyruvates vont rester dans le cytoplasme pour la suite des événements.

Chez les bactéries lactiques comme celles que l'on trouve dans les yaourts, on observe une fermentation lactique assez ressemblante à la fermentation alcoolique. Mais dans ce cas, en observant le déroulement de la réaction, on peut voir que dès que le glucose commence à être oxydé, c'est de l'acide lactique qui est produit. Dans ce cas, le pyruvate issu de la glycolyse va être réduit en acide lactique, et cela sans production de \ce{CO2}. Cette réaction est elle aussi couplée à la réoxydation des composés \ce{R'H2} qui sont ainsi régénérés en \ce{R'}. Elle produit donc deux molécules d'acide lactique, mais aucune molécule d'ATP. Donc seule la glycolyse produit des molécules d'ATP, et l'on peut dire que la fermentation lactique, tout comme la fermentation alcoolique, produit seulement 2 molécules d'ATP contre 36 produites par la respiration chez les eucaryotes.

Le rendement énergétique de la fermentation est donc très faible en comparaison avec celui de la respiration, mais il permet aux cellules de survivre dans un milieu anaérobie. La fermentation lactique peut être faite par nos cellules musculaires au début d'un effort intense par exemple.