¿Qué es la mioglobina?
La mioglobina es una proteína globular intracelular que se encuentra en el citosol de las células musculares esqueléticas y cardíacas. Tiene como función fundamental constituir una reserva de oxígeno y favorecer el transporte intracelular de oxígeno.
John Kendrew y Max Perutz recibieron el premio Nobel de química en 1962 por sus estudios sobre las proteínas globulares. Estos autores dilucidaron la estructura tridimensional de la mioglobina y de la hemoglobina, respectivamente. Históricamente, la mioglobina fue una de las primeras proteínas de las que se determinó la estructura tridimensional.
Las proteínas globulares son moléculas compactas con una forma esférica, solubles en el citosol o en la porción lipídica de las membranas celulares. Son las responsables de las principales acciones biológicas, en contraposición a las proteínas fibrosas, cuyas principales funciones son estructurales.
La mioglobina le da el color rojo a la carne fresca. Esto ocurre cuando está oxigenada como oximioglobina y el hierro que la compone se encuentra en forma de hierro ferroso: Mb-Fe2+O2.
Cuando la carne se expone al medio ambiente el hierro ferroso, inestable, se oxida y se convierte en férrico, y bajo esas condiciones la coloración cambia a tonos marrones por la formación de metamioglobina (Mb-Fe3+ + O2●-).
Normalmente, los niveles de mioglobina sanguínea son muy pequeños, están en el orden de los microgramos por litro (μg/L). Estos niveles aumentan cuando ocurre destrucción muscular, como en la rabdomiólisis del músculo esquelético, o en caso de infarto cardíaco con destrucción tisular y en algunas miopatías.
Su presencia en la orina se observa en ciertas condiciones en las que los daños tisulares son muy importantes. Su valor diagnóstico temprano para el infarto cardíaco es discutible.
Estructura de la mioglobina
La mioglobina tiene un peso molecular de casi 18 kDa, incluyendo al grupo hemo. Está compuesta por cuatro segmentos helicoidales unidos por giros bruscos. Estas hélices de la mioglobina están estrechamente empaquetadas y mantienen su integridad estructural aun cuando se retira el grupo hemo.
La estructura de las proteínas globulares, así como de todas las proteínas celulares, es jerárquica, por lo que la estructura de la mioglobina también lo es. El primer nivel es la estructura primaria formada por la secuencia lineal de aminoácidos, y la mioglobina está constituida por una cadena de 153 aminoácidos.
La estructura secundaria de la mioglobina consiste en la conformación de las hélices alfa. Contiene 8 hélices alfa formadas por porciones polipeptídicas repetidas que se unen por segmentos cortos de ordenación aperiódica.
La estructura terciaria consiste en la conformación tridimensional con actividad biológica. Las características más importantes de esta estructura son los plegamientos. La estructura cuaternaria hace referencia al ensamblaje de dos o más cadenas polipeptídicas separadas y unidas a través de enlaces o interacciones no covalentes.
La mioglobina tiene una estructura muy compacta, con residuos hidrófobos dirigidos hacia el interior y residuos hidrofílicos o polares dirigidos hacia el exterior. Los residuos apolares internos están formados por leucina, valina, metionina y fenilalanina. Los únicos residuos polares internos son dos histidinas que tienen funciones en el centro activo.
El grupo prostético hemo se ubica en una hendidura de la parte interna apolar de la cadena polipeptídica de la mioglobina. Este grupo contiene hierro en forma de hierro ferroso, que se une al oxígeno para formar la oximioglobina.
Funciones de la mioglobina
- Almacenar oxígeno. La mioglobina actúa como una reserva de oxígeno dentro de las células musculares. Guarda oxígeno para que el músculo pueda usarlo cuando lo necesite, especialmente durante el ejercicio intenso.
- Facilitar el transporte de oxígeno. Ayuda a mover el oxígeno desde la sangre hacia las mitocondrias de las células musculares, donde se produce energía.
- Mejorar el rendimiento muscular. Gracias a la reserva de oxígeno, los músculos pueden mantener la actividad durante más tiempo, especialmente en ejercicios prolongados o de resistencia.
- Adaptación en animales buceadores. En animales como ballenas o focas, la mioglobina está presente en grandes cantidades, permitiéndoles almacenar más oxígeno y permanecer bajo el agua durante más tiempo.
Valores normales de mioglobina
Los valores normales en sangre para los hombres son de 19 a 92 µg/l, y en las mujeres de 12 a 76 µg/l, sin embargo, existen diferencias en los valores en los distintos laboratorios.
Dichos valores aumentan cuando ocurre destrucción muscular, como sucede en la rabdomiólisis del músculo esquelético, en las quemaduras extensas, los choques eléctricos o en las necrosis musculares extensas por oclusión arterial, en el infarto al miocardio y en algunas miopatías.
Bajo estas condiciones, la mioglobina aparece en orina y le da un color característico.