Anaerobā fermentācija ir metode, ko šūnas izmanto, lai iegūtu enerģiju no ogļhidrātiem, ja apkārtējā vidē nav pieejams skābeklis vai citi elektronu akceptori. Tas to atšķir no anaerobās elpošanas, kas neizmanto skābekli, bet izmanto elektronus pieņemošas molekulas, kas nāk no šūnas ārpuses. Process var sekot glikolīzei kā nākamajam solim glikozes un citu cukuru sadalīšanā, lai iegūtu adenozīna trifosfāta (ATP) molekulas, kas šūnai rada enerģijas avotu.
Izmantojot šo metodi, šūna spēj reģenerēt nikotīnamīda adenīna dinukleotīdu (NAD+) no nikotīnamīda adenīna dinukleotīda (NADH) reducētās formas, kas ir molekula, kas nepieciešama glikolīzes turpināšanai. Anaerobā fermentācija balstās uz fermentiem, lai pievienotu fosfātu grupu atsevišķai adenozīna difosfāta (ADP) molekulai, lai iegūtu ATP, kas nozīmē, ka tā ir substrāta līmeņa fosforilācijas forma. Tas ir pretrunā ar oksidatīvo fosforilāciju, kas izmanto enerģiju no noteikta protonu gradienta, lai ražotu ATP.
Ir divi galvenie anaerobās fermentācijas veidi: fermentācija ar etanolu un pienskābes fermentācija. Abi atjauno NAD+, lai ļautu šūnai turpināt ražot ATP, izmantojot glikolīzi. Etanola fermentācija pārvērš divas piruvāta molekulas, glikolīzes produktus, par divām etanola molekulām un divām oglekļa dioksīda molekulām. Reakcija ir divpakāpju process, kurā piruvāts vispirms tiek pārveidots par acetaldehīdu un oglekļa dioksīdu, izmantojot enzīmu piruvāta dekarboksilāzi.
Otrajā posmā spirta dehidrogenāze pārvērš acetaldehīdu par etanolu. Šis vielmaiņas process notiek dažu veidu baktēriju šūnās un rauga šūnās. Tas padara raugu populāru maizes, alus un vīna pagatavošanā, izmantojot vai nu oglekļa dioksīdu, vai etanolu no fermentācijas.
Pienskābes fermentācija ir vēl viens anaerobās fermentācijas veids, un to parasti izmanto muskuļu šūnas stresa laikā, kad nav pieejams pietiekami daudz skābekļa. Šīs šūnas pārvērš abas piruvāta molekulas no glikolīzes par divām L-laktāta molekulām, izmantojot enzīmu laktāta dehidrogenāzi. Šis process ir pazīstams kā homolaktiskā fermentācija, jo divās piruvāta molekulās notiek vienādas ķīmiskās reakcijas, un šī pienskābes fermentācijas forma notiek dzīvnieku muskuļu šūnās un sarkanajās asins šūnās.
Heterolaaktiskajā fermentācijā piruvāta molekulas tiek pakļautas dažādām ķīmiskām reakcijām. Viens tiek pārveidots par laktātu, bet otrs tiek pārveidots par etanolu un oglekļa dioksīdu. Šis process notiek dažās anaerobo organismu sugās.
Dzīvniekiem anaerobās fermentācijas rezultātā iegūtais laktāta blakusprodukts tiek iesūknēts asinsritē, kur tas tiek transportēts uz aknām. Procesā, ko sauc par Cori ciklu, aknas izmanto savu enzīmu komplektu, lai pārvērstu laktātu atpakaļ glikozē, kur organisms to var pārstrādāt. Glikoze parasti tiek transportēta atpakaļ uz muskuļiem, kur to var uzglabāt kā glikogēnu nākotnes enerģijas vajadzībām.