Mioglobina este o proteină localizată în principal în mușchii striați ai vertebratelor. MB este gena care codifică mioglobina la om. Codifică un singur lanț polipeptidic cu un loc de legare a oxigenului. Mioglobina conține un grup protetic hem care se poate lega reversibil de oxigen. Corpul o folosește ca proteină de stocare a oxigenului în mușchi. Este capabil să lege și să elibereze oxigen în funcție de concentrația de oxigen din celulă. Funcția sa principală, prin urmare, este de a furniza oxigen miocitelor. Mioglobina funcționează și în hemostaza oxidului nitric. În plus, joacă un rol în detoxifierea speciilor reactive de oxigen. Mioglobina este motivul pentru culoarea roșie a mușchiului majorității vertebratelor.
Mioglobina este unul dintre membrii superfamiliei globinei, care include și hemoglobina. Este adesea comparată structural și funcțional cu hemoglobina. Hemoglobina are patru lanțuri polipeptidice și patru situsuri de legare a oxigenului. Mioglobina este un singur lanț polipeptidic cu un loc de legare a oxigenului, ceea ce are ca rezultat cinetică de legare diferită a celor două proteine la oxigen. Mioglobina face acest lucru în mod necooperativ, spre deosebire de hemoglobina care se leagă de oxigen în mod cooperant ca urmare a naturii sale tetramerice. Ca rezultat, curba de saturație în oxigen a mioglobinei este hiperbolică. Hemoglobina prezintă o curbă în formă de sigmoid datorită legăturii sale cooperante. Mioglobina prezintă o afinitate mai mare pentru oxigen decât hemoglobina. Prin urmare, este foarte eficient la extragerea oxigenului din sânge. Mioglobina este prezentă în principal în mușchiul striat al vertebratelor. Hemoglobina, pe de altă parte, se găsește în fluxul sanguin ca parte a eritrocitelor. Mioglobina este, de asemenea, prezentă în concentrații mult mai mici în mușchii netezi, endoteliale și chiar celulele tumorale.
Probleme de îngrijorare
Rolul mioglobinei ca marker al unei boli este limitat. Nu mai este în ghidurile specifice pentru managementul sindroamelor coronariene acute. În ceea ce privește rabdomioliză, mioglobina nu este un criteriu de prognostic și nu este diagnostic.
Celular
Mioglobina apare în cea mai mare concentrație în mușchii striați ai vertebratelor. Mai exact, se află în citoplasma miocitelor cardiace și în sarcoplasma fibrelor musculare scheletice oxidative; aceasta include mușchiul scheletic și mușchiul cardiac. Mioglobina este, de asemenea, prezentă în concentrații mult mai mici în mușchiul neted și celulele tumorale endoteliale.
Expresia genei MB a fost, de asemenea, raportată în diferite linii celulare tumorale, cum ar fi carcinomul de sân, carcinomul de colon, leucemia acută, tumorile desmoplastice cu celule rotunde mici și cancerul pulmonar fără celule mici.
Molecular
Mioglobina este un singur lanț polipeptidic de 154 de aminoacizi. Lanțul este format din opt elice α cărora literele A–H sunt atribuite. Molecula conține un grup protetic hem, care include un ion de fier inel de porfirină. Cationul Fe legat de hem poate exista în starea 2+ (redusă) sau 3+ (oxidată). Ionul de fier însuși interacționează cu șase liganzi diferiți, dintre care unul servește ca loc de legare pentru oxigen. Acest loc de legare poate funcționa și pentru a lega alte molecule potențiale, inclusiv CO și NO.[1]
Funcţie
Funcția principală a mioglobinei este de a furniza oxigen mușchiului. Face acest lucru prin eliberarea aportului de oxigen către mitocondriile care alcătuiesc lanțul respirator, ajutând miocitele să își satisfacă cerințele mari de energie. Mioglobina servește ca un tampon al concentrațiilor de oxigen intracelular și ca un rezervor de oxigen în mușchi. Acest concept este susținut de faptul că mamiferele care se scufundă pot avea de 10 până la 30 de ori mai multă mioglobină în comparație cu animalele care nu își țin respirația pentru o perioadă lungă de timp.
Mioglobina facilitează difuzia oxigenului. Mioglobina se desaturează la începutul activității musculare, ceea ce crește gradientul de difuzie a oxigenului de la capilare la citoplasmă.
De asemenea, s-a demonstrat că mioglobina are funcții enzimatice. Este necesar pentru descompunerea oxidului nitric bioactiv în nitrat. Îndepărtarea oxidului nitric îmbunătățește respirația mitocondrială. Această îmbunătățire se datorează faptului că oxidul nitric inhibă reversibil citocrom oxidaza.
Mioglobina, în plus, funcționează pentru a elimina speciile reactive de oxigen. Poate face acest lucru prin interacțiunea cu acizii grași, care pot fi importanți din punct de vedere metabolic în condiții de oxigen și cerințe mari de energie.
Mecanism
Mioglobina conține un cation Fe(II) legat de o grupare hem, ceea ce îi conferă capacitatea de a se lega de oxigen în mod reversibil. Oxigenul se poate lega de reziduul hem al mioglobinei datorită interacțiunii ionului de fier cu șase liganzi. Patru dintre acești liganzi sunt azoți care formează împreună un inel de porfirină și împărtășesc un plan comun cu fierul. Al cincilea ligand este lanțul lateral imidazol al His93 care stabilizează grupul hem și deplasează ușor ionul de fier departe de plan. A șasea poziție a ligandului este locul de legare pentru oxigen. Când oxigenul se leagă de ionul de fier, acesta se trage parțial înapoi în planul inelului porfirinic.
Mioglobina poate lega, de asemenea, liganzi alternativi, cum ar fi CO, nitriți și molecule de azidă. De exemplu, CO se leagă puternic de mioglobină la fel ca și de hemoglobină, care formează carboximioglobina.
În forma sa redusă, Fe(II), mioglobina poate fi fie legată de oxigen (oximioglobină) fie nu (deoximioglobină). În plus, ionul de fier poate fi oxidat pentru a forma Fe(III), care este cunoscut sub numele de metmioglobină. Legarea oxigenului se face necooperativ, deoarece mioglobina este monomerică.[5] Această legare este motivul pentru care curba de saturație în oxigen a mioglobinei este hiperbolică și caracteristică cineticii normale a enzimei Michaelis-Menten. Forma sigmoidă a curbei de saturație a oxigenului hemoglobinei se datorează machiajului său tetrameric și legăturii cooperante a oxigenului.
Testare
Testarea mioglobinei poate apărea în sânge sau urină. Principalele indicații pentru verificarea acestui laborator sunt pentru rabdomioliză sau infarct miocardic. După cum sa menționat mai sus, utilitatea acestor teste este discutabilă.
În ceea ce privește rabdomioliză, testarea mioglobinei în urină poate fi din combinația dintre o joză de urină și microscopie. În acest proces de boală, veți obține un test de urină pozitiv pentru sânge. Cu toate acestea, atunci când se privește proba la microscop, nu vor exista dovezi de celule roșii din sânge. Joja de urină arată un fals pozitiv pentru sânge, deoarece mioglobina reacționează și cu reactivul de test ortotolidină. Mioglobina serică nu este necesară pentru diagnosticarea sau gestionarea rabdomiolizei. De asemenea, mioglobina urinară nu este utilizată în mod obișnuit. O analiză a urinei poate prezice în mod fiabil absența mioglobinuriei. Acest test poate fi utilizat în loc de a obține mioglobina urinară.
În plus, mioglobina este un marker sensibil pentru infarctul miocardic acut. Cu toate acestea, îi lipsește specificul. Utilitatea acestuia vine în evaluarea mărimii și reperfuziei infarctului. Mioglobina este eliberată rapid din miocard în timpul leziunii, iar concentrația sa în sânge crește în 30 de minute imediat după debutul evenimentului. Este unul dintre cei mai timpurii markeri care au crescut ca urmare a bolii cardiace ischemice. Apoi este excretat rapid de rinichi în 24 de ore. În acest sens, este un marker important pentru depistarea precoce sau excluderea leziunilor cardiace. Pe scurt, utilizarea acestui biomarker pentru infarctul miocardic ar trebui să fie în combinație cu alte criterii în favoarea diagnosticului infarctului miocardic. În setările actuale ale camerelor de urgență, mioglobina nu face parte din criteriile de diagnostic. Troponinele, Hs-cTnI și hs-cTnT, sunt biomarkerii standard de aur în prezent.
Fiziopatologia
Modelele knockout pentru mioglobină au fost create pentru a încerca să-i înțeleagă mai clar funcțiile. Modelele de șoareci au mutat mioglobina până la punctul de a fi nedetectabilă în mușchii cardiaci și scheletici. Mutația provoacă mai multe defecte cardiovasculare letale la embrioni. Cu toate acestea, șoarecii care au supraviețuit acestei etape de dezvoltare au prezentat răspunsuri adaptive celulare și moleculare pentru a face față lipsei de mioglobină. Acestea au inclus o densitate capilară mai mare în inimă pentru a îmbunătăți furnizarea de oxigen. Rezultatele lor, împreună cu alte studii similare, sugerează că, deși există răspunsuri compensatorii, mioglobina este necesară pentru dezvoltarea și funcționarea normală a mușchilor.
Mioglobina joacă, de asemenea, un rol în patofiziologia rabdomiolizei. Procesul începe cu lezarea membranei miocitelor sau producerea de energie alterată; aceasta duce la un aflux de calciu extracelular din împreună cu o eliberare de calciu din reticulul sarcoplasmatic și mitocondriile din interiorul celulei. Acumularea de calciu intracelular în exces determină procese distructive care conduc la liza celulei și eliberarea conținutului acesteia, inclusiv mioglobina. Această proteină este constituentul principal al mușchilor care contribuie la afectarea renală. Primul mecanism propus al toxicității sale este obstrucția tubulară. Mioglobina poate precipita din soluție în tubii renali. Acest lucru este exacerbat de depleția volumului intravascular și acidoză. Al doilea mecanism este provocat de leziunea oxidantă. Fierul din mioglobină se poate disocia și duce la eliberarea de radicali liberi și leziuni oxidative ale parenchimului renal. Mecanismul final este de inducerea mioglobinei peroxidării lipidelor. Acest proces creează molecule care acționează ca vasoconstrictoare pentru arteriolele renale.
Semnificație clinică
Semnificația clinică principală a mioglobinei vine odată cu asocierea acesteia cu afectarea musculară. În special, se corelează cu rabdomioliză și infarct miocardic. Acestea nu sunt procese de boală care rezultă din mioglobina defectuoasă, ci mai degrabă cele care provoacă scurgerea mioglobinei în sânge și urină, provocând daune. Rabdomioliza poartă asocieri cu mioglobinurie și adesea leziuni renale acute. Prima descriere a rabdomiolizei a fost în asociere cu leziuni prin zdrobire și traume. Cu toate acestea, la pacienții spitalizați, cauzele mai frecvente includ consumul fără prescripție medicală, consumul de droguri și consumul ilicit de alcool. Convulsiile pot provoca, de asemenea, rabdomie oliza. Excreția excesivă a mioglobinei în urină poate determina schimbarea culorii în roșu sau maro. Resuscitarea cu fluide este principala intervenție pentru tratarea leziunii renale acute cauzate de mioglobină.
Mioglobina este de asemenea detectabilă în urină ca rezultat al miopatiilor ereditare. Se poate face o biopsie musculară pentru identificarea acestora dacă este efectuată după episodul de rabdomioliză declanșat de efort. Testul de diagnostic de alegere este însă genetica moleculară.
Mioglobina este detectabilă în ser după infarctul miocardic acut. Cu toate acestea, așa cum este descris mai sus, nu este în prezent în ghidurile pentru diagnostic. Este unul dintre cei mai timpurii biomarkeri cardiaci care au crescut concentrația în sânge după infarct miocardic.
sursa: ncbi.nlm.nih.gov
