Dynamic Medicine, 2006; 5: 3-3 (más artículos en esta revista)

Virtual cooperativity mioglobina en la curva de saturación de oxígeno en el músculo esquelético in vivo

BioMed Central
Akitoshi Seiyama (aseiyama@phys1.med.osaka-u.ac.jp) [1]
[1] División de Fisiología y Biosignaling, Osaka University Graduate School of Medicine, 2-2 Yamadaoka, Suita, Osaka 565-0871, Japón

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Resumen
Antecedentes

Mioglobina (Mb) es el más simple monomérico hemoprotein y sus propiedades físico-químicas incluidas reversible de oxígeno (O 2) vinculante en solución acuosa son bien conocidas. Inesperadamente, sin embargo, su papel fisiológico en el músculo intacto todavía no se ha establecido a pesar del hecho de que el papel de la más compleja tetrameric hemoprotein, hemoglobina (Hb), en las células rojas está bien establecido. En este sentido, los resultados de mi nuevo informe sobre un esqueleto de la propiedad pasa por alto Mb.

Métodos

Me observó directamente la oxigenación de Mb en el músculo esquelético de rata perfundidos en virtud de diversos estados de la respiración de los tejidos. Un ordenador controlado por escaneo rápido espectrofotómetro se usa para medir la oxigenación de Mb en modo de transmisión. El haz de luz se centraba en el muslo (cuádriceps) a través de una de 5 mm de diámetro de la luz guía. La transmisión se realizó a la luz el espectrofotómetro a través de otra de 5 mm de diámetro de la luz guía. Espectros visible diferencia en el rango de 500-650 nm se registran en el momento de la captación de O 2 en el músculo posterior de alcanzado un valor constante después de cada cambio gradual en la concentración de O 2 del buffer.

Resultados

La curva de disociación de O 2 (ODC) de Mb, cuando el efluente de amortiguación de la presión de O 2 se utilizó como abscisa, fue de una forma sigmoide, en condiciones normales y el aumento de las afecciones respiratorias que es de forma rectangular hiperbólica suprimido en virtud de una condición respiratoria. La curva de disociación se desplazó hacia la derecha y se hizo más sigmoide con un aumento de la actividad de la respiración de los tejidos. Estas observaciones indican que un aumento de la demanda de O 2 en los tejidos hace que la saturación de O 2 Mb más sensibles a los cambios de presión de O 2 en los capilares y aumenta la mediada Mb de transferencia de O 2 a la Hb citocromo oxidasa (Cyt. aa 3), Especialmente tras las fuertes demandas de O 2.

Conclusión

El virtual cooperativity y la demanda de O 2 dependiente de los cambios de la ODC puede servir de base para explicar por qué Mb, se ha mantenido como monómero en evolución molecular.

Antecedentes

Mb es un monómero hemoprotein con un peso molecular de 17 kDa, con un solo de oxígeno (O 2)-lugar de unión por molécula. Se encuentra cerca de los elementos contráctiles y de las membranas de células rojas en el músculo esquelético y cardíaco de vertebrados [1]. Anteriormente, Millikan [2, 3] propone los siguientes tres posibles funciones fisiológicas Mb para: (a) una tienda de O 2 durante el temporal de los déficit en la oferta de O 2, (b) una intracelular agente de transporte de O 2 y (c) un catalizador intracelular. Entre ellas, la primera función ha sido tradicionalmente aceptada. En los músculos de un corazón que late y en el ejercicio de los músculos esqueléticos, Mb actúa como un corto plazo de O 2 a temperatura (es decir, un buffer de O 2), tiding más de los músculos de una contracción y la siguiente. Los ricos Mb contenido en músculos esqueléticos en los mamíferos acuáticos se considera para ofrecer un compromiso a largo plazo de O 2 a temperatura durante el buceo. Sin embargo, esta función de la Mb, por lo menos en humanos, no es significativo, ya que su capacidad de almacenamiento de oxígeno es tan bajo que el total de la obligación de oxígeno se agota dentro Mb aprox. 5,5 s después de haber sido separados de la oferta de O 2 [4]. La segunda función, llamada "facilitado la difusión de O 2 Mb por", se basó en los resultados de experimentos in vitro [5, 6]. Las condiciones requeridas para esta difusión facilitado que se produzca son [7]: (a) la existencia de deoxygenated Mb en una cierta fracción (o de ciertas intracelular baja presión parcial de O 2), (b) la existencia de un gradiente espacial de la concentración de oxígeno como Mb Una fuerza motriz para la difusión de la traducción Mb, y (c) de la movilidad suficiente oxígeno para permitir la difusión Mb. A pesar de que este mecanismo ha sido ampliamente aceptada, todavía no se han resuelto varias discrepancias [8 - 12]. En cuanto a la tercera función, y Doeller Wittenberg [13] propuso que se produzcan Mb mediada por fosforilación oxidativa en el corazón miocitos en condiciones aerobias. Sin embargo, la concentración no es Mb estrechamente relacionado con la capacidad oxidativa de los músculos, es decir, la concentración es mayor en los músculos esqueléticos (~ 0,5 mmole / kg de peso húmedo.) Que en los músculos del corazón (~ 0,25 mmole / kg de peso húmedo.) [ 7].

Así, el papel fisiológico de Mb aún no se han establecido. Recientemente, la alternativa de funciones (d) y el de detección de O 2 (e) del óxido nítrico se propone hurgar en la basura [14]. Otro artículo reciente [15] parece haber pasado totalmente revuelto el largo plazo, las controversias acerca de la importancia fisiológica de Mb. Se demostró la utilización de genes de ratones knockout tecnología que sin Mb son fértiles, la exposición normal de la capacidad de ejercicio, y tienen una respuesta ventilatoria normal a los bajos niveles de O 2, lo que sugiere que no es esencial Mb para aparentemente normal cardiovascular y musculoesquelético función en un terrestres, homoiothermic Mamíferos. Sin embargo, se ha informado de que la alteración de los resultados Mb en la activación de múltiples mecanismos de compensación como el aumento de la concentración de Hb, hematocrito, el flujo coronario, la reserva coronaria, y la densidad capilar [16]. Además, una Mb-como hemoprotein, neuroglobin, se ha encontrado en el cerebro de vertebrados [17] en contra de la creencia de larga Mb que se limita a los vertebrados cardiomiocitos y oxidativo esquelético myofibers. Estos estudios implican que se necesitan más investigaciones para revelar el papel fisiológico de los órganos intactos en Mb.

En contraste con Mb, que muestra una hiperbólica rectangular ODC, la Hb de vertebrados, un tetramer con cuatro sitios de unión de O 2, muestra una sigmoide ODC que se describe en términos de un período de cuatro paso cooperativa de O 2 vinculante. Es un hecho ampliamente aceptado que el sigmoide ODC permite Hb para el transporte de O 2 con alta eficacia: es casi totalmente saturada de O 2 en los pulmones y la descarga de O 2 con sensibilidad en función de la disminución de la presión parcial de oxígeno (PO 2) en el periférico Tejidos. En este caso, no ha sido convincente la explicación dada para la pregunta: ¿la hiperbólica de la ODC tiene ningún Mb fisiológicas adecuación o razonabilidad? El efecto de Bohr Hb (pH dependencia de O 2 afinidad) ha significado fisiológico, en la medida en que aumenta la descarga de O 2 Hb en los capilares, donde tiende a disminuir el pH y en la medida en que aumenta la solubilidad del CO 2 como bicarbonato en la sangre venosa Deoxygenation inducida a través de la captación de protones por Hb. En cambio, carece de la Mb Bohr efecto y que había sido durante mucho tiempo creía que era totalmente Mb no allosteric proteína, aunque recientemente lactato, un producto metabólico, se encontró a causa de un derecho de cambio de la ODC para el caballo y el cachalote MB [ 18].

Es bien sabido que la afinidad de O 2 Mb es más alto que el de Hb, pero inferior a la de Cyt. Aa 3, conocida como de las posiciones relativas de la ODCs de Hb y Mb y de la oxidación de la curva de Cyt. Aa 3 (Fig. 1]. Este hecho llevó uno a la idea de que los actos Mb intracelulares como un agente de transferencia de O 2 de Hb (espacio vascular) a Cyt. Aa3 (mitocondrias). Aquí, no hay que pasar por alto un hecho importante. Las tres curvas en la Fig. 1 se dibujan con la misma escala de PO 2. Por lo tanto, ellos dan la saturación de O 2 (Y) o el grado de oxidación de las proteínas, cuando el individuo se disuelve en la misma solución, y están en equilibrio con el oxígeno en el valor dado PO 2. Sin embargo, in vivo, sentido PO 2 diferentes valores debido a la presencia de un gradiente de PO 2 en el camino desde el interior de las células rojas de la mitocondria en los miocitos. Así, las posiciones relativas de las tres curvas en la Fig. 1 debe considerarse con esta precaución, en vivo y directo de las observaciones de Y o el grado de oxidación de estas tres proteínas son necesarias para obtener una idea de conjunto de sus funciones. Recientemente, 1 H, utilizando espectroscopía de resonancia magnetica nuclear, Mole et al. [19] y Richardson et al. [20] Y para la observación directa Mb en músculos esqueléticos humanos bajo diferentes intensidades de ejercicio o durante la respiración de aire con diferente contenido de O 2. En estos estudios, se utilizó Mb como un indicador de la PO 2 intracelular, y no se presta atención a la relación entre la saturación y capilar Mb PO 2.

En el presente estudio, se midió directamente Y para Mb en ratas posterior de los músculos aislados, perfundidos con una media de Hb libre, en virtud de los cambios en la respiración vigorosa condiciones. Nos dibujan los valores de Y en función de amortiguación PO 2 y encontró que la aparente ODC así tramaron para músculo esquelético Mb era rectangular hiperbólica bajo una condición reprimida actividad metabólica pero se convirtió en sigmoide bajo las condiciones de una mayor actividad metabólica, la realización de prácticamente cooperativa de O 2 vinculante por Monómeras Mb.

Métodos
Músculo perfusión

Todos los procedimientos experimentales fueron realizados de acuerdo con las directrices institucionales para el cuidado de los animales y el uso de la Comisión para el Cuidado de Animales de la Universidad de Osaka y de la Sociedad Japonesa Fisiológicos. Hombre ratas Wistar (250 a 300 g de peso corporal, N = 12) alimentados con dieta comercial se utilizaron. Las ratas fueron anestesiados con pentobarbital sódico (30 mg / kg de peso corporal., La inyección intraperitoneal). Preparación de la aislado de rata y posterior de los aparatos de perfusión fueron descritas anteriormente [21, 22]. La cirugía fue modificada de los de Ruderman et al. [23] y Shiota et al. [24]. Después de una incisión de la línea media abdominal, la epigástrica superficial de los buques que se ligated. La pared abdominal era entonces una incisión de la sínfisis púbica a la Xifoidiano proceso. El spermary, testículo, mesentérica inferior y las arterias y venas se ligated, y la spermaries, la testises, y parte del colon descendente fueron extirpados, junto con la contigua tejido adiposo. El caudal y la arteria ilíaca interna de la arteria y vena También se ligated. Ligadura se colocaron alrededor del cuello de la vejiga, la glándula coagulante y de la glándula prostática. Al mismo tiempo, la eliminación de la piel que cubre la mitad inferior de los animales, los buques que abastecen la región subcutánea se ligated. Entonces, la epigástrica inferior, iliolumbar y venas y las arterias renales se ligated así como la celíaca eje y vena porta. Además, una ligadura también fue colocado alrededor de la cola. A la hemoglobina libre de Krebs-bicarbonato de amortiguación (NaCl, 115 mM, KCl, 5,9 mM; MgCl 2, 1,2 mM; NaH 2 PO 4, 1,2 mM; Na 2 SO 4, 1,2 mM; NaHCO 3, 25 mM; CaCl 2, 2,5 mM; glucosa, 10 mM, pH 7.4), que contiene un 4% (w / v) polyvinylpyrrolidone (PVP-40T; media MW, 40000; Sigma) Se realizó una perfusión de la aorta abdominal en la corriente-en el modo a través de un flujo constante de la tasa 1,0 ml / min / g de músculo. Perfundido muscular y la temperatura se mantuvo a 25 ± 0,5 ° C. El efluente se obtuvieron de la vena cava inferior, a fin de medir la tasa de absorción de O 2. PO 2 en el afluente y el efluente buffers se vigila con un electrodo de oxígeno. La tasa de absorción de O 2 se calcula a partir de la tasa de flujo y la diferencia en la concentración de O 2 entre el afluente y el efluente buffers. Antes de cada medición, se posterior de la rata perfundidos con el buffer equilibrado con un 95% O 2 + 5% CO 2 durante 30 min. Luego, la concentración de O 2 en el perfundido se redujo gradual mediante la mezcla de un buffer equilibrado con un 95% O 2 + 5% CO 2 y otro equilibrado con un 95% de N 2 + 5% CO 2, y se inició la medición. Según sea necesario, cianuro de potasio o de 2,4-dinitrophenol fue infundido a modificar la tasa de absorción de O 2 de la perfundidos muscular. Durante cada medición de cerca de 60 min, la presión de perfusión se mantuvo casi constante en 73-78 mmHg. Todos los productos químicos utilizados fueron de grado reactivo analítico.

Espectrofotométrico medición de mioglobina oxigenación

Un ordenador controlado por escaneo rápido espectrofotómetro (USP-501, Unisoku, Osaka, Japón) se utilizó para medir la oxigenación de Mb en el modo de transmisión [21, 22]. El haz de luz se centraba en el muslo (cuádriceps) a través de una de 5 mm de diámetro de la luz guía. La transmisión se realizó a la luz el espectrofotómetro a través de otra de 5 mm de diámetro de la luz guía. Espectros visible diferencia en el rango de 500-650 nm se registran en el momento de la captación de O 2 en el músculo posterior de alcanzado un valor constante después de cada cambio gradual en la concentración de O 2 del buffer.

El análisis de los datos

Cambios en la tasa de absorción de O 2 fueron analizados utilizando una curva hiperbólica rectangular ecuación: V = V max (PO 2 / P V50) / (1 + (PO 2 / P V50)). En este sentido, la máxima tasa de absorción de O 2 (V max) y los efluentes de amortiguación PO 2 a la mitad de la máxima absorción de O 2 (P V50) se obtuvieron a partir de la pendiente (1 / V max) y coordinar la interceptar (V50 P / V max) De la Hanes-Woolf (efluentes PO 2 / V vs efluentes PO 2). Los cambios en la saturación de oxígeno de Mb (Y) fueron analizados utilizando la ecuación de Hill [25], PO 2 Y = n / (PO 2 n + P Y50 n), donde P Y50 es PO 2 a la mitad de la saturación de Mb (Y 50) Y n es el coeficiente de Hill. En la ecuación original Hill, n fue tratado como una constante. Esta ecuación expresa la ODC de Mb, pero no así la ODC de Hb debido a que la parcela de Hb Hill se desvió de una línea recta en ambos extremos. Para que la parcela Hill aplicables a Hb, Wyman [26] prorrogó por linearizing la ecuación en la forma: log (Y / (1 - Y)) = n (log PO 2 - log P Y50), donde n es tratado como un Variable. Esta extensión permite cooperativity medido por n a variar dependiendo de la Y.

Resultados
Perfundidos absorción de oxígeno por el músculo en la respiración de los diferentes estados

La Figura 2 muestra el estado de equilibrio tasa de absorción de O 2 (V) de un músculo perfundidos. La tasa de respiración del músculo fue variada por el control de la respiración mitocondrial de la actividad por cerca de 7.5 veces (V max comparar los valores descritos a continuación) de un estado reprimidas con un inhibidor (KCN), de la respiración mitocondrial a mejorar los estados con dos niveles de un uncoupler ( 2,4-dinitrophenol), de la respiración mitocondrial. Tres preparativos de músculo fueron utilizados para experimentos de la actividad mitocondrial en cada estado. El PO 2 reales valores de los buffers de entrada y salida en la máxima tasa de flujo de O 2 se enumeran en el cuadro 1. Los cambios en el valor de V se expresó así por una curva hiperbólica rectangular en función de los efluentes de amortiguación PO 2 (Fig. 2]. Tabla 1 también da a la estimación de V max y P V50 obtenidos a partir de estos datos, tal como se describe en Materiales y Métodos. V max y P V50 se convirtió en mayor de aproximadamente 7,5 veces y 2 veces, respectivamente, para el máximo incremento de la actividad de la respiración. Con la elevación de la actividad de la respiración, la crítica PO 2, en la que la absorción de O 2 perfundidos posterior de músculo comienza a disminuir, aumentó a valores más altos. Esto indica que, en virtud de la respiración de mayor actividad, la oferta de O 2 al músculo perfundidos se limita incluso a muy alta influente PO 2 (~ 700 mmHg). Esta situación se produjo debido a que el flujo de la perfundido y la PO 2 capilar fueron controlados independientemente de la respiración de la actividad del Estado a fin de que la PO 2 perfundido gradiente entre la mitocondria y se convirtió en el más amplio de la respiración superiores a los estados.

Relación con otros efluentes de amortiguación PO 2 Mb y en la oxigenación muscular perfundidos

Figura 3A muestra para ODCs Mb en el músculo perfundidos. Aquí, Y se enfrenta a los efluentes de amortiguación PO 2. Estos ODCs están a la vista en el sentido de que la PO 2 no es el valor en el lugar donde está trabajando Mb. La curva se desplazó a la derecha y se convirtió en el músculo empinada como la respiración de la actividad fue mayor. Estos datos fueron más oxigenación expresa por medio de la parcela Hill (log [Y / (1-Y)] frente a log PO 2), con un rendimiento de las parcelas lineal (Fig. 3B]. El efluente de amortiguación PO 2 a la mitad de la saturación (P Y50) y la pendiente de la parcela Hill (el coeficiente de Hill, n) obtenidos de estas parcelas se enumeran en el cuadro 2, donde n es expresado como app n (n aparente). El valor P Y50 convirtió más grandes con un aumento de la actividad muscular respiración. El registro P Y50 valor fue casi lineal en relación con el registro V50 P valor (no se muestra). El valor n app también aumentó del 1,10 en el estado reprimidas respiración de la actividad a 1,85 en el aumento de 7,5 veces la respiración de la actividad estatal.

Desde este virtual cooperativity es de particular interés, su relación con la tasa de absorción de O 2 fue examinada de nuevo. La figura 4 muestra la dependencia de n aplicación en V en la media de O 2 Mb punto de saturación (V Y50). El valor n app asintóticamente aumentó de la unidad de la no respiradoras estado a 2,23 en el infinito V Y50. Estos resultados indican que la aparente ODC de perfundidos Mb en el músculo se transforma de una curva hiperbólica a una curva sigmoide dependiendo de la magnitud de la respiración de los tejidos. Efecto del coeficiente de Hill (n) en la proporción de sustrato (o ligando) las concentraciones necesarias para cambiar la actividad enzimática de 90% a 10% de la máxima puede expresarse con un parámetro, R (= 81 1 / n) [27]. Aquí, la eficiencia del transporte de O 2 (EO 2) se calcula como proporción del parámetro en app n = 1 para que en un determinado valor de n app (Fig. 4 inserción). Figura 5 muestra el efecto de los músculos de la respiración de O 2 entre el gradiente de efluentes y la de tejidos perfundidos. Suponiendo que el efluente de amortiguación PO 2 capilar se aproxima a la PO 2, se calculó un gradiente de O 2 a citoplásmica espacio capilar (Δ PO 2) se enfrenta a V Y50. En este caso, el valor de P 50 Mb en el músculo perfundidos fue de 2,3 mmHg [21]. Δ PO 2 aumentó con el aumento de la V Y50. Este resultado indica la presencia de una gran barrera de difusión de O 2 entre el lumen capilar y citoplásmica espacio.

Discusión

En el presente estudio, mediante el uso de la computadora controlada por el escaneo rápido de fibra óptica espectrofotometría, medido directamente Y para Mb aislado en la rata posterior de los músculos en virtud de cambios en la tasa de respiración causadas por el control de la actividad mitocondrial o perfundido PO 2 de control. Se supone que la PO 2 capilar puede ser aproximada por efluentes PO 2 en el presente experimento, y me dibujan Y los valores en función de los efluentes de amortiguación PO 2. Por ello, espera que este tratamiento permitió una comparación significativa de los ODCs para Mb y Hb. Me di cuenta de que de este modo trazan aparente ODC para músculo esquelético Mb fue suprimido en virtud de una hiperbólica actividad metabólica condición que se convirtió en sigmoide bajo las condiciones de una mayor actividad metabólica, la realización de prácticamente la oxigenación de la cooperativa monomérico Mb.

Es generalmente aceptado que la cooperativa de O 2 vinculante por Hb es ventajosa para una eficiente transferencia de O 2 alveolar gas a los glóbulos rojos y de las células rojas a los tejidos periféricos. En base a la ecuación de Hill, Graby y Meldon [28] mostró que un valor n (en este caso, n es una constante), de 1,5 a 2,0 es más favorable para minimizar el cambio en el flujo de sangre bajo condiciones de reposo que el valor normal n de 2,5 a 3,0, mientras que un valor de n tan grande como 3 es beneficioso para una gran cantidad de O 2 en virtud de la extracción de ejercicio vigoroso. Kobayashi et al. [29] mostraron que, bajo condiciones de reposo, la liberación de O 2 Hb se convierte en más sensible a los cambios en la PO 2 Y = 38% medido por donde cooperativity n (en este caso, n es una variable de PO 2) no es máxima, que se convierte en Menos sensibles a la mezcla de sangre venosa PO 2, donde Y es en torno al 70% y es casi el máximo cooperativity. Estos informes indican que, bajo condiciones de reposo, la sangre de O 2 se reserva la capacidad de transporte para atender a posibles aumentos de la demanda de O 2, por ejemplo, en virtud de las condiciones de ejercicio, y el sigmoide carácter de ODC se hace más importante en esas condiciones. Esta situación se realiza manteniendo Y en un nivel bastante alto (70%) por debajo de la cual el valor de Y cae bruscamente a PO 2 disminución en la media parte muy empinada de la ODC.

El presente estudio ha demostrado claramente que la aparente ODC para Mb intacta en músculo esquelético es sigmoide, el valor es n app 1,46 bajo la condición de control (Tabla 2] y de 2,23 bajo la máxima condición respiratoria (Fig. 4]. Estos n app valores superiores a la unidad implican que el músculo se une O 2 Mb en un espíritu de colaboración con prácticamente variación de los efluentes de amortiguación PO 2. Este fenómeno implica que la sensibilidad de Y por Mb al buque PO 2 se convierte en el cambio más alto para el aumento de las demandas de O 2 que para la demanda normal de O 2. Además de este efecto, el cambio de la derecha a la ODC aumento de la demanda de oxígeno, sin duda, mejorar la descarga de O 2 Mb. Estos efectos facilitará Mb mediada por la transferencia de O 2 Hb a Cyt. Aa 3, especialmente para las pesadas exigencias de O 2. En base a la ecuación de Hill, la eficiencia del transporte de O 2 Mb de perfundidos en el músculo se estima para aumentar ca. 4 veces bajo el control y la condición ca. 11 veces bajo condición de máxima respiradoras (Fig. 4 inserción).

MB aislado de la pared corporal o músculo radular de un número limitado de annelidan y molluscan especies son dímeros y mostrar algunos cooperativity vinculante en oxígeno (1 <n <2), pero no Bohr efecto [30]. La importancia fisiológica de estos dímeras MB es desconocida. Como se muestra en el presente estudio, de la ODC monomérico Mb puede exposición virtual cooperativity y la demanda de O 2-dependiente turnos. El cooperativity prácticamente O 2 y la demanda dependen de los cambios de oxigenación Mb in vivo son características comunes, probablemente, al menos para los vertebrados MB, y esto puede servir de base para explicar por qué los vertebrados Mb se ha preservado como un monómero en evolución molecular.

El virtual cooperativity Mb en la oxigenación observada en el presente estudio se explica en términos de la PO 2 gradiente de O 2 a lo largo de la ruta de difusión. Si el tejido de la demanda de O 2 es nula, entonces la PO 2 gradiente estaría ausente y la aparente ODC para Mb sería idéntica a la real para ODC Mb en solución. En un estado de equilibrio con un cierto nivel de la demanda de O 2 un apartado 2 gradiente desarrolla a través de la membrana de glóbulos rojos, plasma sanguíneo, la pared capilar, y sarcoplasm sarcolema, con lo que la PO 2 captadas por Mb inferior a la PO 2 capilar. Entonces, la aparente ODC será desplazado hacia la derecha porque un capilar PO 2 valor más alto que el valor percibido PO 2 Mb por que se necesita para mantener el mismo valor de Y que el que se produce en ausencia de un gradiente PO 2. Cuando el tejido de O 2 demanda se mantiene constante, la proporción de la PO 2 capilar a sarcoplasm PO 2 se convertirá en la mayor baja PO 2 capilar que en la alta capilar PO 2. Esto provocará un mayor desplazamiento de la derecha de la aparente ODC en la gama baja saturación que en la gama alta de saturación, con lo que la curva más pronunciado que el real. Aumento de la demanda de oxígeno del tejido mejorará este mecanismo y hacer la curva más derecha y pasó sigmoide. Todos los ODCs aparente observada en el presente estudio se desplaza hacia la derecha en comparación con el real medido por Mb en solución (Fig. 3].

En la actualidad, explicaciones detalladas de este mecanismo de cooperación es difícil. Sin embargo, se podría sostener que la oxigenación de los tejidos heterogéneos [31] y solo en los miocitos [32] puede ser responsable en parte por el cambio y la forma de cambiar la ODC Mb, y también podría aumentar la transferencia intercelular de O 2, es decir, volver - Distribución de O 2 entre miocitos adyacentes, aunque hemos aprobado alto y constante flujo de perfusión de condiciones (es decir, alrededor de 50 veces superior a la normal flujo de sangre) y, por lo tanto, el músculo de los vasos perfundidos fueron siempre pasivamente dilatación de las pupilas.

Lamentablemente, no es práctico usar una solución de Hb o de una suspensión de glóbulos rojos como la perfundido en nuestros experimentos porque los espectros de absorción de Hb y Mb son demasiado similares e independientes de las observaciones Mb oxigenación no son viables, sobre todo cuando la concentración de Hb es Mucho más alto que el de Mb. Para superar el problema de que la solubilidad de O 2 de la amortiguación es mucho más pequeña que la de una solución de Hb o una suspensión de glóbulos rojos se emplearon dos estrategias: una es hacer de la PO 2 de la influente de amortiguación tan alta como la de vapor de agua - Saturación de O 2 (ca. 700 mmHg) y el otro era utilizar un alto caudal de la amortiguación, que es alrededor de 50 veces más alta que la normal de la circulación de la sangre. Como resultado de ello, la entrada de O 2 es aproximadamente 5 veces más grande que el de los tejidos del consumo de O 2 en el control de la tasa metabólica. La gran barrera de difusión de O 2 (ver Fig. 5] y la elevada PO 2 de la influente de amortiguación (y, por consiguiente, la elevada PO 2 capilar) son un nuevo (y, probablemente, los principales) motivo de la derecha de la aparente cambio de la ODC Mb. La aparente ODCs de Mb en el control de la respiración y una mayor actividad de los estados (Fig. 3A] son de derecha pasó frente a la sangre total ODC (Fig. 1]. Uno puede suponer que Mb no pueden trabajar cuando el PO 2 capilar está en el rango fisiológico (40 to100 mmHg), ya que su saturación de O 2 es demasiado bajo para funcionar, de acuerdo Fig. 3A. Sin embargo, la realidad aparente para ODCs Mb en la circulación de la sangre a los músculos será mucho más desplazado hacia la izquierda en comparación con la que se muestra en la Fig. 3A, Mb y puede ser saturado con O 2 a los niveles prácticos. El punto importante es que la diferencia en vivo en la saturación de O 2 Hb entre Mb y no es tan grande como la que se espera de la ODCs en la Fig. 1. De hecho, Y para Mb de trabajo en los músculos es de menos de alrededor de un 50% [19, 20, 31 - 33]. Glóbulos rojos (RBC) en la perfusión de amortiguación parece ejercer efectos considerables sobre la oxigenación intracelular en el corazón [34], probablemente debido a la transferencia de O 2 facilitado por RBC moción dentro de lumen capilar [35]. Por lo tanto, la oxigenación de la cooperativa prácticamente Mb sólo podría ser demostrado en órganos perfundidos con RBC libre de soporte. Sin embargo, es bien sabido que el flujo de sangre en el lecho capilar no es constante y, a menudo, sólo se observa el flujo de plasma. En este caso, prácticamente la cooperativa de oxigenación Mb puede desempeñar un papel importante para la transferencia de O 2 capilar a la mitocondria.

En resumen, en mi opinión, la ODC para Mb intacta en músculo esquelético es sigmoide y derecha pasado. Esto prácticamente cooperativa de O 2 Mb y vinculante por el derecho de paso de la ODC ser más marcada la respiración de los tejidos como es el aumento de la actividad. Por lo tanto, el aumento de la demanda de O 2 en los tejidos hace que la saturación de O 2 Mb más sensibles a los cambios PO 2 capilar y aumenta Mb mediada por la transferencia de O 2 a motochondria de glóbulos rojos. El virtual cooperativity y la demanda de O 2-dependiente de los turnos ODC puede dar una base para que explique por qué Mb se ha preservado como un monómero en evolución molecular. La preservación de una estructura monomérica pueden ser necesarias para mantener multifuncional de la Mb in vivo.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado en parte por una beca de investigación del Ministerio de Educación, Ciencia y Cultura del Japón.