Todos os seres vivos devem ter fontes constantes de energia para continuar desempenhando até as funções mais básicas da vida. Se essa energia vem diretamente do sol através da fotossíntese ou através da ingestão de plantas ou animais, a energia deve ser consumida e depois transformada em uma forma utilizável, como o trifosfato de adenosina (ATP).
Muitos mecanismos podem converter a fonte de energia original em ATP. A maneira mais eficiente é através respiração aeróbica, o que exige oxigênio. Este método fornece o máximo de ATP por entrada de energia. No entanto, se o oxigênio não estiver disponível, o organismo ainda deve converter a energia usando outros meios. Tais processos que acontecem sem oxigênio são chamados anaeróbicos. A fermentação é uma maneira comum de os seres vivos produzirem ATP sem oxigênio. Isso faz da fermentação a mesma coisa que a respiração anaeróbica?
A resposta curta é não. Embora tenham partes semelhantes e não usem oxigênio, existem diferenças entre fermentação e respiração anaeróbica. De fato, a respiração anaeróbica é muito mais parecida com a respiração aeróbica do que com a fermentação.
Fermentação
A maioria das aulas de ciências discute fermentação apenas como uma alternativa à respiração aeróbica. A respiração aeróbica começa com um processo chamado glicolise, em que um carboidrato como a glicose é decomposto e, depois de perder alguns elétrons, forma uma molécula chamada piruvato. Se houver um suprimento suficiente de oxigênio ou, às vezes, outros tipos de aceitadores de elétrons, o piruvato passa para a próxima parte da respiração aeróbica. O processo de glicólise gera um ganho líquido de 2 ATP.
A fermentação é essencialmente o mesmo processo. O carboidrato é decomposto, mas, em vez de produzir piruvato, o produto final é uma molécula diferente, dependendo do tipo de fermentação. A fermentação é mais frequentemente desencadeada pela falta de quantidades suficientes de oxigênio para continuar executando a cadeia de respiração aeróbica. Os seres humanos sofrem fermentação com ácido lático. Em vez de terminar com piruvato, o ácido lático é criado.
Outros organismos podem sofrer fermentação alcoólica, onde o resultado não é piruvato nem ácido lático. Nesse caso, o organismo produz álcool etílico. Outros tipos de fermentação são menos comuns, mas todos produzem produtos diferentes, dependendo do organismo em fermentação. Como a fermentação não usa a cadeia de transporte de elétrons, ela não é considerada um tipo de respiração.
Respiração anaeróbica
Embora a fermentação ocorra sem oxigênio, não é o mesmo que respiração anaeróbica. A respiração anaeróbica começa da mesma maneira que a respiração aeróbica e a fermentação. O primeiro passo ainda é a glicólise e ainda cria 2 ATP a partir de uma molécula de carboidrato. Entretanto, em vez de terminar com a glicólise, como ocorre com a fermentação, a respiração anaeróbica cria piruvato e continua no mesmo caminho da respiração aeróbica.
Depois de fazer uma molécula chamada acetil coenzima A, continua o ciclo do ácido cítrico. São feitos mais portadores de elétrons e, então, tudo acaba na cadeia de transporte de elétrons. Os portadores de elétrons depositam os elétrons no início da cadeia e, por meio de um processo chamado quimiosmose, produzem muitos ATP. Para que a cadeia de transporte de elétrons continue funcionando, deve haver um aceitador final de elétrons. Se esse aceitador é oxigênio, o processo é considerado respiração aeróbica. No entanto, alguns tipos de organismos, incluindo muitos tipos de bactérias e outros microorganismos, podem usar diferentes aceitadores finais de elétrons. Isso inclui íons nitrato, íons sulfato ou mesmo dióxido de carbono.
Os cientistas acreditam que a fermentação e a respiração anaeróbica são processos mais antigos que a respiração aeróbica. A falta de oxigênio na atmosfera primitiva da Terra impossibilitava a respiração aeróbica. Através evolução, eucariotos adquiriu a capacidade de usar o "desperdício" de oxigênio da fotossíntese para criar respiração aeróbica.