Substrati d'avvio della respirazione anaerobica: glucosio, zuccheri, acidi organici, aminoacidi, alcoli

Substrati iniziali comuni per la respirazione anaerobica

La respirazione anaerobica usa accettori di elettroni diversi dall'ossigeno (es. nitrato, solfato, fumarato, CO₂). I substrati iniziali variano per organismo e via metabolica:

1. Glucosio: il substrato più universale. La glicolisi lo degrada a piruvato, generando ATP e NADH senza ossigeno. Ulteriori vie di fermentazione o respirazione anaerobica rigenerano NAD⁺.
2. Altri zuccheri: fruttosio, saccarosio, lattosio, maltosio — idrolizzati o fosforilati per entrare in glicolisi.
3. Acidi organici: lattato, piruvato, succinato, malato, fumarato. Usati da vari batteri e archea come donatori di elettroni o fonti di carbonio in respirazione anaerobica (es. respirazione fumarato, riduzione solfato con lattato).
4. Aminoacidi: deaminati per produrre ammoniaca e scheletri carboniosi (chetoacidi) che entrano nel metabolismo centrale. Alcuni anaerobi (Clostridia) si specializzano in fermentazione aminoacidi (reazioni Stickland).
5. Alcoli: etanolo, metanolo. Alcuni batteri e archea ossidano alcoli come donatori di elettroni (es. etanolo → acetato con riduzione nitrato). Lieviti fermentano zuccheri a etanolo (fermentazione, non respirazione anaerobica).

Diversità delle vie

I microrganismi mostrano immensa diversità metabolica. Vie di respirazione anaerobica includono denitrificazione (NO₃⁻ → N₂), riduzione solfato (SO₄²⁻ → H₂S), metanogenesi (CO₂ → CH₄), e riduzione fumarato/zolfo/metalli. Ognuna usa donatori e accettori di elettroni specifici, riflettendo adattamento a nicchia ecologica.