Respirazione anaerobica: organismi, ambienti e vie metaboliche

La respirazione anaerobica è un processo di generazione di energia che usa accettori di elettroni diversi dall'ossigeno (O₂). Avviene in ambienti dove l'ossigeno è assente o limitato.

Organismi che eseguono respirazione anaerobica

• Batteri e Archaea: molti procarioti sono anaerobi obbligati o facoltativi (es. Clostridium, Bacteroides, metanogeni, riduttori di solfato).
• Eucarioti: alcuni funghi (lieviti), protisti parassiti (Giardia, Trichomonas), e certi metazoi (es. vermi parassiti, alcuni bivalvi) possono eseguire metabolismo anaerobico.
• Tessuti mammiferi: le cellule muscolari umane usano temporaneamente la glicolisi anaerobica (fermentazione lattica) durante esercizio intenso quando la domanda di O₂ supera l'offerta.

Ambienti anaerobici comuni

• Suoli profondi, sedimenti, zone umide
• Tratti gastrointestinali animali (rumine, colon)
• Discariche, sistemi trattamento acque reflue
• Zone acquatiche profonde (acque ipossiche/anoxiche)
• Biofilm, ascessi, tessuti necrotici

Principali vie metaboliche

Via	Accettore elettroni	Prodotti finali	Organismi esempio
Denitrificazione	Nitrato (NO₃⁻)	N₂, N₂O	Pseudomonas, Paracoccus
Riduzione solfato	Solfato (SO₄²⁻)	Idrogeno solforato (H₂S)	Desulfovibrio
Metanogenesi	CO₂, acetato	Metano (CH₄)	Archaea metanogeniche
Riduzione fumarato	Fumarato	Succinato	E. coli, elminti parassiti
Fermentazione lattica	Piruvato (interno)	Lattato	Muscolo umano, Lactobacillus
Fermentazione alcolica	Acetaldeide (interna)	Etanolo, CO₂	Lievito (Saccharomyces)

Resa energetica

La respirazione anaerobica produce meno ATP per glucosio della respirazione aerobica (che produce ~30-32 ATP), ma più della sola fermentazione. L'efficienza dipende dal potenziale redox dell'accettore finale di elettroni.