Mioglobina: alta, bassa e valori normali. Cause e rischi

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Approfondiamo cosa è la mioglobina e quale ruolo svolge nell'organismo. Quali sono i valori fisiologici? Quali le cause ed i rischi di valori alti o bassi nel sangue e nelle urine di questa proteina?

Cosa è la mioglobina ed a cosa serve?

La mioglobina è una proteina globulare ossia una proteina in cui le catene che la compongono (peptidi) sono raggomitolate su loro stesse in maniera tale da formare una elica con 8 tronconi. Struttura che conferisce alla molecola la forma di un globo o di una sfera e da qui il nome di proteina globulare.

La sua funzione è quella di trasportare ossigeno ai mitocondri delle cellule muscolari affinché essi possano contrarsi.

Come viene espletata tale funzione?

La mioglobina è una proteina composta da una catena di 153 o 154 amminoacidi, che contiene al suo interno un gruppo eme.

Il gruppo eme, grazie alla presenza dello ione ferroso, da’ alla mioglobina la proprietà di legare stabilmente, ma in maniera reversibile, una molecola di ossigeno. Inoltre la particolare struttura della molecola fa sì che il gruppo eme, ed il ferro in particolare, risultino inglobati all'interno di una sorta di tasca con proprietà idrofobica e quindi in grado di mantenere lontano l’acqua che ha capacità ossidanti.

Tutto ciò consente al ferro di conservarsi nello stato di ossidazione 2+ (ferroso) e di non passare a quello 3+ (ferrico). Condizione che conferisce alla mioglobina non solo la proprietà di legare l’ossigeno ma anche con elevata affinità.

Le principali caratteristiche della mioglobina, che ne determinano le funzioni biologiche nel corpo umano, sono:

• l’ossigeno si lega alla mioglobina quando la sua pressione parziale supera i 40 mm di mercurio.
• l’ossigeno viene rilasciato dalla mioglobina quando la sua pressione parziale scende al di sotto dei 5 mm di mercurio.
• La capacità della mioglobina di legare ossigeno è indipendente da: temperatura, ph, pressione parziale dell’anidride carbonica (caratteristica nota come effetto Bohr).

Funzioni biologiche della mioglobina e differenze con l’emoglobina.

Da quello che si è fin qui detto sulla mioglobina è immaginabile che la sua funzione biologica, così come per l’emoglobina, è di legare l‘ossigeno che, introdotto con la respirazione polmonare, viene trasportato alle cellule per consentire quel processo metabolico noto come respirazione cellulare. Ricordiamo che la respirazione cellulare è una lunga serie di reazioni con cui i nutrienti (carboidrati, proteine e grassi) vengono ridotti con una sorta di combustione lenta ad anidride carbonica, acqua ed energia. Questa ultima è resa disponibile alle cellule sotto forma di un composto chimico noto come ATP secondo la reazione riassuntiva:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP.

Naturalmente esistono delle differenze sostanziali tra le due proteine globulari entrambe in grado di legare ossigeno. Differenze che scaturiscono dalla diversa struttura molecolare e che possono così riassumersi:

• la mioglobina, che possiede un solo gruppo eme (diversamente dall'emoglobina che ne ha 4), riesce a legare una sola molecola di ossigeno contro le 4 dell’altra.
• La capacità di legare ossigeno delle due proteine globulare dipende della pressione parziale di quest’ultimoe precisamente:
  • L’emoglobina lega l’ossigeno a pressioni parziali alquanto elevate dell’ordine dei 90 mm di mercurio e lo cede a pressioni modeste ma non bassissime dell’ordine dei 40 mm di mercurio.
  • La mioglobina invece lega l’ossigeno a pressioni del’ordine dei 50/40 mm di mercurio e lo cede solo a pressioni dell’ordine dei 5 mm di mercurio.

Queste differenze fanno si che:

• l’emoglobina che è contenuta nei globuli rossi del sangue immagazzina l’ossigeno e lo cede alle cellule per i processi metabolici.
• La mioglobina, che è contenuta fondamentalmente nelle fibre muscolari non lisce, invece lega l’ossigeno e lo immagazzina per poi cederlo nei tessuti muscolari quando in questi la pressione parziale di ossigeno scende al di sotto dei 5 millimetri di mercurio. Condizione che nell'uomo si raggiunge nella fase iniziale del lavoro muscolare e nella fase di sforzo intenso in cui la respirazione non riesce più a fornire l’adeguato apporto di ossigeno. Nei mammiferi marini la cui muscolatura è ricca di mioglobina è proprio tale abbondanza a consentire lunghe apnee. Durante le quali viene utilizzato per la respirazione cellulare l’ossigeno in essa stivato.

Sono valutabili i livelli della proteina? Quali i valori normali nel sangue e nelle urine?

E’ possibile misurare la concentrazione della mioglobina nel siero ematico con una semplice analisi ematochimica quantitativa su un campione di sangue prelevato in vena.

I valori ritenuti normali della mioglobina nel sangue variano da soggetto a soggetto e dipendono dalla massa muscolare, dalla età, dalla razza, nonchè dal tipo di determinazione usata.

Il valore massimo di mioglobina nel sangue ritenuto normale sia per maschi che per femmine è di 90 nanogrammi per millilitro di sangue.

Dal sangue la mioglobina può essere filtrata da reni e passare nelle urine dove la sua concentrazione è misurabile.

Il valore max di mioglobina nelle urine ritenuto fisiologico è di 4 milligrammi per litro di urina.

Valori alterati: mioglobinemia, mioglobinuria e mioglobina bassa.

Quando i livelli di mioglobina serica si discostano da quelli i normali si parla di mioglobina alta o mioglobinemia, se invece dalle analisi di laboratorio si rileva presenza di mioglobina nelle urine si parla di o mioglobinuria. Quando invece i valori della proteina sono al di sotto di quelli fisiologici si parla di mioglobina bassa.

Le cause di valori alti della proteina nel sangue o nelle urine.

Valori elevati di mioglobina sono quasi sempre conseguenza di una distruzione di fibre muscolari che rende disponibile elevate concentrazioni della proteina nel sangue. Comunque sia le cause che possono determinare una siffatta eventualità sono svariate e di esse qualcuna fisiologica ma molte patologiche.

Le principali sono:

• Infarto cardiaco. In presenza di sofferenza ischemica (mancanza totale o parziale di afflusso di sangue al cuore) del muscolo cardiaco vengono rilasciati nel sangue in maniera rapida elevati livelli di mioglobina. Tutto ciò rende possibile diagnosticare un probabile infarto misurando i livelli di mioglobina. Naturalmente tale test non è specifico. Livelli elevati serici di mioglobina sono compatibili con un infarto in corso ma non indicano con certezza una tale evenienza, potrebbe trattarsi anche di una ischemia di un muscolo scheletrico.

Approfondisci le cause ed i fattori di rischio dell'infarto del miocardio.

• Traumi muscolari. Tutti i muscoli possono scatenare una simile condizione che porta elevati livelli di mioglobina tra le sue fibre.
• Lavoro fisico eccessivo ed estremo specialmente se fatto senza il necessario allenamento. Esempio tipico è quello di una maratona senza adeguata preparazione.
• Cause ereditarie a carattere genetico.
• Ustioni con demolizione di grosse masse muscolari.
• Insufficienza renale.
• Avvelenamento da sostanze chimiche ed alcuni farmaci.
• Miosite. Ossia infiammazione dei muscoli scheletrici striati.
• Distrofia muscolare. Insieme di patologie degenerative che causano l’atrofia dei muscoli determinata dalla mancata produzione di una proteina nota come distrofina indispensabile per una fisiologica architettura delle fibre muscolari.

Le cause di mioglobina bassa.

Valori molto bassi di mioglobina possono essere invece causati da:

• Problemi del sistema immunitario che determinano la presenza di anticorpi diretti contro la mioglobina nel sangue.
• Miastenia grave. Malattia caratterizzata da debolezza muscolare causata da un errore del sistema immunitario che mette in circolo anticorpi che bloccano i recettori colinergici inibendo la produzione dell’acetilcolina che è responsabile della trasmissione nervosa.

Rischi di livelli alterati della proteina.

Poiché la mioglobina dal sangue passa ai reni dove viene filtrata ed espulsa con le urine, la presenza di elevati livelli di mioglobina può causare insufficienza renale perchè la proteina ha un effetto nefrotossico e può danneggiare i tuboli renali che sono parte dei nefroni

Valori bassi di mioglobina, invece, non comportano particolari rischi e conseguenze.