Aérobie et anaérobie sont deux termes qui apparaissent plus souvent qu'on ne le pense dans les sports d'endurance. Aérobie fait référence aux processus métaboliques dans l'organisme qui se déroulent avec la participation de l'oxygène, tandis qu'anaérobie désigne les processus métaboliques qui se déroulent sans la participation de l'oxygène.

La différence entre ces deux types de métabolisme est essentielle pour les athlètes d'endurance, car la production d'énergie aérobie leur permet de fournir des performances maximales sur une période prolongée.

Aérobie

D'un point de vue chimique, les processus aérobies sont des oxydations. Si l'apport d'oxygène est interrompu ou si un système basé sur l'oxydation est surchargé, les réactions biochimiques anaérobies, notamment les processus de fermentation, peuvent prédominer ou prendre complètement le dessus.

Le métabolisme des muscles en est un exemple, y compris chez l'homme. À faible intensité, la production d'énergie se fait principalement en aérobie par l'oxydation des acides gras et le métabolisme aérobie du pyruvate ou du lactate formé à partir du glucose par glycolyse.

Si le muscle est soumis à un effort plus intense, la part d'énergie obtenue par glycolyse augmente (voir seuil aérobie). Cependant, le lactate produit en quantités croissantes peut encore être métabolisé - en petites quantités dans les fibres musculaires glycolytiques, et dans de bonnes conditions d'entraînement, principalement dans les fibres ST et dans le muscle cardiaque - de sorte que le taux de lactate dans le sang n'augmente pas de manière excessive. Ce n'est que lorsque ce système dépendant de l'oxygène est surchargé (ce qui n'est pas dû à un manque d'oxygène) que l'on assiste à une augmentation soudaine du lactate (jusqu'à ce que le seuil anaérobie individuel soit atteint).

Exemples de processus aérobies :

• Respiration
• Compostage
• Nitrification

Anaérobie

Anaérobie, également connu sous le nom d'anaérobie, désigne une vie sans oxygène (désoxygène O2). Les organismes vivants qui n'ont pas besoin d'oxygène moléculaire pour leur métabolisme sont appelés anaérobies. Les anaérobies qui sont inhibés ou même tués par O2 sont plus précisément appelés anaérobies obligatoires.

La respiration anaérobie est un processus par lequel les organismes produisent de l'énergie sans utiliser d'oxygène. Contrairement à la respiration aérobie, qui utilise l'oxygène comme dernier accepteur d'électrons, la respiration anaérobie utilise d'autres accepteurs d'électrons comme agents oxydants à la place de l'O2 pour le métabolisme énergétique oxydatif. Les accepteurs d'électrons alternatifs couramment utilisés sont : nitrate, ions de fer trivalents (Fe3+), ions de manganèse tétravalents (Mn4+), sulfate, soufre, fumarate et dioxyde de carbone (CO2). Ces réactions d'oxydoréduction sont appelées respiration anaérobie.

Les organismes unicellulaires anaérobies sont les plus anciennes formes de vie sur Terre, précédant les premiers organismes unicellulaires photosynthétiques du Précambrien qui sécrétaient de l'O2. Avec son accumulation dans l'hydrosphère et l'atmosphère, les conditions de vie ont changé à grande échelle (voir Grande catastrophe de l'oxygène). De même, les organismes anaérobies vivant aujourd'hui n'ont tous pas besoin d'oxygène pour leur métabolisme et peuvent être grossièrement distingués en fonction de leur capacité à s'accommoder d'un environnement riche en oxygène :

Les anaérobies obligatoires sont des organismes qui ne métabolisent qu'en anaérobiose et qui ont besoin d'un habitat avec des conditions anoxiques. En microbiologie, on distingue les formes modérées, qui ne peuvent pas se développer en présence d'oxygène, et les formes strictes, qui sont endommagées ou tuées par l'O2.

Les anaérobies aérotolérants sont des organismes dont le métabolisme est exclusivement anaérobie, c'est-à-dire qu'ils ne consomment pas d'O2, mais tolèrent la présence d'oxygène et peuvent donc vivre dans des conditions oxiques.

Les anaérobies facultatifs sont des organismes qui peuvent métaboliser en anaérobiose dans des conditions sans oxygène, mais qui peuvent utiliser O2 pour leur métabolisme en présence d'oxygène.