La respiration a été définie à la suite des travaux de Lavoisier comme un mode d'échange gazeux par lequel un être vivant dégage du gaz carbonique en contrepartie d'une absorption d'oxygène.
Aujourd'hui, on considère plus généralement la respiration à l'échelle cellulaire comme un processus biochimique catabolique accomplissant une minéralisation des matières organiques nutritives, qui fournissent de ce fait l'énergie nécessaire à la vie. La dégradation de la matière organique ainsi consommée par la nutrition cellulaire fait intervenir des enzymes qui catalysent une série de réactions d'oxydoréductions associées à la fragmentation de plus en plus poussée des molécules hydrocarbonées utilisées comme substrat.
Celles-ci sont déshydrogénées, avec, en conséquence, prise en charge de protons et d'électrons par des molécules qui en assurent finalement le transfert hors des cellules. Au terme de ce transfert la respiration met en œuvre un minéral ayant pour rôle d'être l'accepteur terminal d'électrons. Les minéraux accepteurs sont peu nombreux.
C'est en général l'oxygène de l'air qui intervient : activé, il se combinera avec des protons pour former l'eau métabolique excrétée lors de la respiration. Celle-ci est dans ce cas qualifiée de respiration aérobie. Lorsque l'accepteur est constitué par des nitrates ou par des sulfates, la respiration est anaérobie. Dans tous les cas l'accepteur est réduit.
La réduction des nitrates fait intervenir une enzyme particulière aux végétaux et à quelques bactéries : la nitrate-réductase. Cela permet à ces organismes d'avoir une nutrition azotée autotrophe, autrement dit d'assimiler l'azote minéral, ce qui est un phénomène d'importance écologique considérable. Du fait de cette propriété, le rôle des végétaux dans la biosphère est crucial puisque leur métabolisme coordonne compétitivement, en les équilibrant, trois fonctions biochimiques essentielles : l'assimilation du gaz carbonique (photosynthèse), l'absorption d'oxygène (respiration aérobie) et la réduction des nitrates (respiration anaérobie).
Didier LAVERGNE
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