Glykolyse er det første skridt i celleånding, og det kræver ikke ilt for at fortsætte. Glykolyse omdanner et sukkermolekyle til to molekyler af pyruvat og producerer også to molekyler hver af adenosintrifosfat (ATP) og nicotinamidadenindinukleotid (NADH). Når der ikke er ilt, kan en celle metabolisere pyruvatene gennem fermenteringsprocessen.
Energimetabolisme
ATP er cellens energilagringsmolekyle, mens NADH og dets oxiderede version, NAD +, deltager i cellereaktionerne, der involverer overførsel af elektroner, kendt som redoxreaktionerne. Hvis der er ilt til stede, kan cellen ekstrahere væsentlig kemisk energi ved at nedbryde pyruvat gennem citronsyrecyklussen, som omdanner NADH tilbage til NAD +. Uden oxidation skal cellen bruge gæring til at oxidere NADH, før den bygger op til usunde niveauer.
Homolaktisk gæring
Pyruvat er et molekyle med tre carbonatomer, som enzymet lactatdehydrogenase omdanner til lactat gennem processen kendt som homolaktisk fermentering. I processen oxideres NADH til NAD +, som er nødvendig for at glykolyse kan fortsætte. I mangel af ilt forhindrer homolaktisk gæring, at NADH akkumuleres, hvilket ville stoppe glykolyse og berøve cellen af dens energikilde. Fermentering giver ikke ATP-molekyler, men det tillader glykolyse at fortsætte og producere en lille sive ATP'er. I homolaktisk gæring er lactat det eneste produkt.
Heterolaktisk gæring
I mangel af ilt kan visse organismer såsom gær omdanne pyruvat til kuldioxid og ethanol. Bryggerier udnytter denne proces for at konvertere kornmos til øl. Heterolaktisk gæring foregår i to trin. For det første omdanner enzymet pyruvat dehydrogenase pyruvat til acetaldehyd. I det andet trin overfører enzymet alkoholdehydrogenase hydrogen fra NADH til acetaldehyd og omdanner det til ethanol og kuldioxid. Processen regenererer også NAD +, hvilket gør det muligt at fortsætte glykolyse.
Følelse af forbrændingen
Hvis du nogensinde har følt, at dine muskler brænder under tung fysisk aktivitet, oplever du effekten af homolaktisk gæring i dine muskelceller. Anstrengende træning udtømmer midlertidigt en celles iltforsyning. Under disse forhold metaboliserer muskler pyruvat til mælkesyre, hvilket producerer den velkendte brændende fornemmelse. Dette er dog en stopgap-reaktion på lave iltniveauer. Uden ilt kan celler hurtigt dø.
Kål og yoghurt
Anaerob gæring bruges til at skabe flere fødevarer udover øl. For eksempel drager kål fordel af gæring for at give delikatesser som kimchee og surkål. Visse bakteriestammer, herunder Lactobacillus bulgaricus og Streptococcus thermophiles, omdanner mælk til yoghurt gennem homolaktisk gæring. Processen hærger mælken, giver yoghurt smag og øger mælkens surhed, hvilket gør den usmagelig for mange skadelige bakterier.