Myoglobin (Hebrew)
From Proteopedia
|
Contents |
מיוגלובין
( תצוגה בנפח מלא ) הוא חלבון הנמצא בשרירי השלד והלב של חולייתנים, משמש כמאגר חמצן ברקמת שריר ומאפשר תנועה של חמצן לתוכה. למיוגלובין מבנה דומה למולקולת חלבון בשם המוגלובין הנמצא בתאי דם אדומים ומשמש כנשא של חמצן בדם. לחלבון מיוגלובין זיקה גבוהה יותר מזו של המוגלובין לחמצן.
מבנה מולקולת מיוגלובין של חזיר בר
המיוגלובין מורכב ( אלפה צבועה בסגול ובתה בצהוב ) מבנה ראשוני –כל אחת מהשרשראות בנויה ( כל חומצה אמינית מסומנת ככדור צבעוני ). מבנה שניוני – שלד השרשראות מיוצב על ידי קשרי מימן ובנוי הקשורים ביניהם ע"י קטעים אמורפיים. מבנה שלישוני – גלובולרי (כדורי). מסה מולרית של המיוגלובין 35,200.2 גרם\מול . בנוסף לשרשראות הפוליפפטידיות, קיימות בחלבון מיוגלובין שתי קבוצות כימיות בשם ( אטום הברזל בצבע כתום ) ,אחת בכל שרשרת, המורכבת מחומצות אמיניות הקשורות לאטום ברזל קבוצות ההם נמצאות בתוך מעין כיס בחלבון. הכיס מהווה סביבה הידרופובית .
קשירת החמצן ליון הברזל
בסביבה מימית (הידרופילית) קטיון ( עיגול אדום ) Fe+2 הבא במגע עם חמצן, עובר שינוי בערכיותו והופך ל- Fe+3. הברזל התלת ערכי אינו קושר חמצן ולכן, על מנת שיוכל להמשיך לתפקד כקושר חמצן, חשוב שישמר דו-ערכי. מבנה ההם מיוצב בחלבון על ידי אטום הברזל שנמצא בקרבת (צבועות בסגול). יון הברזל קשור בצידו האחד להיסטידין 94 ובצידו השני נמצאת היסטידין 65 אשר לא נקשרת לברזל באופן ישיר. תפקידה למנוע מהחמצן לחמצן את הברזל. במידה והברזל יתחמצן על ידי מולקולת מים הוא לא יוכל לשמש כקושר חמצן, ולכן יעילות דיפוזיה של חמצן בתאי השריר תרד.
תפקוד
מיוגלובין מסוגל לקשור חמצן באופן הפיך, ולהגביר את הדיפוזיה של חמצן בתאי השריר . מיוגלובין מעביר חמצן בציטופלזמה של תאי השריר, מהממברנה של התאים אל המיטוכונדריה שלהם. מיוגלובין של תאי שריר השלד זהה מבחינה אימונולוגית למיוגלובין של שריר הלב. כיוון שמיוגלובין הוא חלבון עיקרי בשריר מחוספס ובשריר הלב, וכיוון שמסת השריר משתנה בהתאם למין, לגיל, ולמוצא אתני, השוֹנוּת בריכוזי מיוגלובין בדם ניכרת. למיוגלובין זיקה גבוהה מאד למולקולות חמצן. בדם הזורם בנימים העוברים בסמוך לרקמת תאי שריר, לחץ חלקי נמוך מאד של חמצן. בלחץ חלקי זה נוטות מולקולות ההמוגלובין לשחרר את מולקולות החמצן ומכיוון שלחמצן זיקה גבוהה יותר למיוגלובין הוא עובר בדיפוזיה מואצת לתוך תאי השריר. חלק ממולקולות החמצן נאגרות בצורה הקשורה למיוגלובין וחלק משמשות בתהליך הנשימה התאית. כאשר השריר נמצא במאמץ, הלחץ החלקי של החמצן בתא יורד מאד. במצב זה יתדלדל מאגר החמצן הקשור למיוגלובין.
ריכוז גבוה של מיוגלובין בשרירים כהתאמה פיזיולוגית
יונקים ימיים מסוגלים להישאר מתחת לפני המים זמן ממושך בין היתר הודות לעובדה כי בשרירי גופם ריכוז גבוה של מיוגלובין. לכלב-ים, לדוגמה, ריאות שאינן גדולות יותר מריאותיו של יונק יבשתי במשקל דומה, והוא מסוגל לשהות בתוך המים למעלה משלושים דקות מבלי להראות סימני מצוקה. מרבית החולייתנים מסוגלים לנוע בתנועה מהירה מאוד, רק לעיתים רחוקות. רוב הזמן, הפרט מבצע תנועה איטית. מערך השרירים מותאם לאפשר הן תנועה איטית והן התפרצויות של תנועה מהירה. לכריש, סיבי שריר עדינים המכילים שפע של מיוגלובין, בעל יכולת קשירה חזקה לחמצן. סיבי שריר אלו יכולים לאגור כמות גדולה יחסית של חמצן. צבעו של המיוגלובין הוא אדום, ולכן סיבים העשירים במיוגלובין אדומים וכהים. סיבים מסוג זה מהווים 5% מהשרירים של הכריש, הם מתכווצים לאט ומבצעים בעיקר נשימה אירובית. מרבית שרירי הכריש, ושרירים של חולייתנים אחרים הם תאי שריר לבנים. תאים אלו חסרי מיטוכונדריה, והם מכילים מעט מיוגלובין. לצורך אספקת אנרגיה הם מבצעים נשימה אנאירובית. שרירים אלו מתכווצים מהר מאוד. שרירים אדומים – פעילות איטית וממושכת (אספקת חמצן מתמדת). שרירים לבנים – התפרצות מהירה מאוד של פעילות יתר, מתעייפים מהר (מלאי גליקוגן אוזל). שרירי ביניים – ורודים: מבצעי נשימה אירובית ואנאירובית בשיעור דומה. טווח פעילות ביניים. בזמן שחייה איטית של הכריש מתפקדים רק השרירים האדומים. בזמן הגברה, גם הוורודים נכנסים לתפקוד. בצורך דחוף (תקיפה / בריחה) גם הלבנים. יוצא מכך, שהרוב המוחלט של שרירי הכריש הם בשימוש מועט מאוד. בחולייתנים יבשתיים כגון סוסים או כלבים – שגופם בנוי לריצה ארוכה וממושכת – צבעם של רוב השרירים אדום. אצל טורפים, כמו צ'יטה למשל – קיימים בעיקר שרירים לבנים.
