K čemu potřebujeme myoglobin?

Myoglobin je svalová bílkovina, méně známá než jí blízce příbuzná bílkovina červených krvinek – hemoglobin. Obě látky patří k složeným bílkovinám a kromě proteinové složky obsahují organickou dusíkatou sloučeninu hem, v níž je vázán atom dvojmocného železa. Na tento atom se váže kyslík vratně tak, že může být přijímán v prostředí bohatém na kyslík a uvolňován při jeho nedostatku v okolním roztoku. Krevní barvivo hemoglobin tak přenáší kyslík z plic do tkání, zatímco myoglobin je syntetizován jen v buňkách některých svalů a pomáhá zde přenosu kyslíku z krve do mitochondrií, organel provádějících buněčné oxidace. Všechny dosavadní poznatky nasvědčují tomu, že myoglobin je potřebný pro funkci srdečního svalu a některých zvláště výkonných svalů kosterních. Jeho obsah ve svalech je zvýšen u savců přizpůsobených k potápění do mořských hloubek nebo životu ve velké nadmořské výšce. Také jedy narušující funkci myoglobinu rychle postihují kontraktilitu svalstva.

Genové inženýrství přineslo v moderní době možnost vyřadit z funkce jediný vybraný gen (delece či disrupce a „knokautování“ genu, viz Vesmír 73, 614, 1994/11). U organizmů s disruptovaným genem se pak naskýtá neocenitelná možnost pozorovat následky, které nepřítomnost funkčního genu (a tedy také jeho produktu, určité bílkoviny) přináší. Nepřímo tak poznáváme funkci dané bílkoviny za normálních okolností. Poněkud překvapující výsledky publikoval v tomto směru D. J. Garry se spolupracovníky z Texaské univerzity v Dallasu (Nature 395, 905, 1998). Zmínění autoři inaktivovali u myší obě kopie genu pro myoglobin, takže zvířata nebyla schopna tuto bílkovinu syntetizovat. To se projevilo i změněnou barvou srdce a dalších svalů. Proti očekávání se však myši vyvíjely normálně a byly i při nejrůznějších svalových cvičeních a zátěžových testech stejně výkonné jako jejich družky mající myoglobin. Také v podmínkách sníženého tlaku kyslíku reagovaly obvyklým způsobem a ani pokusy na izolovaném srdci a dalších svalech nepřinesly zjištění sebemenších rozdílů mezi zvířaty bez myoglobin a normálními zvířaty. Konečně myši bez myoglobinu také pohlavně dospěly v obvyklém stáří a samice vrhly normální mláďata. Vnitrobuněčný přenašeč kyslíku jim tedy nechyběl ani při zvýšené zátěži graviditou.

Popsané výsledky velmi zpochybňují dosavadní představy o funkci myoglobinu v těle a nemají dosud jasné vysvětlení. Autoři považují za pravděpodobné, že vnitrobuněčný přenos kyslíku ve svalech je vzhledem k své důležitosti zajištěn několikanásobně, resp. různými cestami, což umožňuje udržet plnou funkci i při nepřítomnosti jinak významné bílkoviny.