Myoglobin deficiency impairs maximal oxygen uptake and exercise performance: a lesson from Mb-/-mice. J Physiol. 2024 Mar;602(5):855-873. doi: 10.1113/JP285067. Epub 2024 Feb20. PMID: 38376957. (Praca dostępna w bazie PubMed).
Jerzy A Zoladz 1, Marcin Grandys 1, Marta Smeda 2, Agnieszka Kij 2, Anna Kurpinska 2, Grzegorz Kwiatkowski 2, Janusz Karasinski 3, Ulrike Hendgen-Cotta 4, Stefan Chlopicki 2 5, Joanna Majerczak 1
1Chair of Exercise Physiology and Muscle Bioenergetics, Faculty of Health Sciences, Jagiellonian University Medical College, Krakow, Poland; 2Jagiellonian Centre for Experimental Therapeutics (JCET), Jagiellonian University, Krakow, Poland; 3Department of Cell Biology and Imaging, Institute of Zoology and Biomedical Research, Jagiellonian University, Krakow, Poland; 4Cardiology and Vascular Medicine, West German Heart and Vascular Center, University Hospital Essen, Medical Faculty, University of Duisburg-Essen, Essen, Germany; 5Department of Experimental Pharmacology, Chair of Pharmacology, Jagiellonian University Medical College, Krakow, Poland.
Miło nam poinformować, że pracownicy Katedry Fizjologii Wysiłku i Bioenergetyki Mięśni Wydziału Nauk o Zdrowiu Uniwersytetu Jagiellońskiego Collegium Medicum, przy współpracy z zespołami naukowymi z JCET, UJ, oraz Uniwersytetu Medycznego w Essen (Niemcy) opublikowali przełomową pracę na temat znaczenia mioglobiny w wysiłku fizycznym. Praca ta zamieszczona została w renomowanym czasopiśmie The Journal of Physiology (London), rok założenia 1878.
O znaczeniu tej pracy informuje niedawno opublikowany w tymże czasopiśmie list do Redakcji, autorstwa Bayonas-Ruiz A., Bonacasa B., pt.: Rethinking oxygen handling in exercising muscle: From myoglobin deficiency to a CO shield. Journal of Physiology, 2025 Nov 30. doi: 10.1113/JP290460, w którym Autorzy podkreślają istotę odkrycia opisanego w publikacji Zoladz i wsp., 2024 w kontekście swoich badań.
Mioglobina (Mb) pełni ważną funkcję w organizmie jako rezerwuar i transporter tlenu w mięśniach szkieletowych i w sercu (Millikan, 1938; Wittenberg, 1970; Wittenberg i Wittenberg, 2003). Intuicyjnie uważano, że odgrywa ona również istotną rolę w wysiłku fizycznym, jednakże wyniki dwóch wpływowych prac (Garry i wsp., 1998 oraz Gödecke i wsp., 1999) poddały pod wątpliwość jej znaczenie jako czynnika warunkującego tolerancję wysiłku.
Wyniki badań naszego zespołu (Zoladz i wsp., 2024) dowodzą, wbrew wcześniejszym doniesieniom, iż mioglobina jest niezbędna do osiągania wysokiej wydolności fizycznej. W pracy tej wykazano bowiem, że myszy z nokautem mioglobiny (Mb-/-) w wysiłku na bieżni mechanicznej osiągają istotnie niższe maksymalne prędkości biegu oraz niższe wielkości maksymalnej konsumpcji tlenu w porównaniu do myszy kontrolnych (Mb+/+). Ponadto, wyższy współczynnik wymiany oddechowej (RER) u myszy Mb-/- podczas biegu z wysoką prędkością w porównaniu do myszy kontrolnych (Mb+/+), wskazuje na przesunięcie wykorzystania substratów energetycznych w kierunku metabolizmu glukozy u myszy Mb-/-. Dodatkowo, brak mioglobiny obniża podstawową ogólnoustrojową i mięśniową biodostępność tlenku azotu (NO) (Zoladz i wsp., 2024), co może mieć wpływ na regulację dostępności tlenu w mięśniach szkieletowych oraz w sercu jak i na funkcję mitochondriów. Praca ta wyjaśnia również powody dlaczego wcześniejsze badania z wykorzystaniem modelu myszy Mb-/- nie były w stanie wykazać istotnej roli mioglobiny w maksymalnym wysiłku fizycznym.
Według Bayonas-Ruiz & Bonacasa (2025) praca autorstwa Zoladz i wsp., (2024) stanowi punkt zwrotny w badaniach nad funkcją mioglobiny w wysiłku fizycznym.
Literatura:
- Bayonas-Ruiz A., Bonacasa B. (2025). Rethinking oxygen handling in exercising muscle: From myoglobin deficiency to a CO shield. Journal of Physiology, Nov 30. doi: 10.1113/JP290460.
- Garry, D. J., Ordway, G. A., Lorenz, J. N., Radford, N. B., Chin, E. R., Grange, R. W., Bassel-Duby, R., & Williams, R. S. (1998). Mice without myoglobin. Nature, 395(6705), 905–908
- Godecke, A., Flogel, U., Zanger, K., Ding, Z., Hirchenhain, J., Decking, U. K., & Schrader, J. (1999). Disruption of myoglobin in mice induces multiple compensatory mechanisms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 96(18), 10495–10500
- Millikan, G. A. (1939). Muscle hemoglobin. Physiological Reviews, 19, 503–523
- Wittenberg, J. B. (1970). Myoglobin-facilitated oxygen diffusion: role of myoglobin in oxygen entry into muscle. Physiological Reviews, 50(4), 559–636.
- Wittenberg, J. B., & Wittenberg, B. A. (2003). Myoglobin function reassessed. Journal of Experimental Biology, 206(Pt12), 2011–2020.
Podziękowania:
Prace badawcze stanowiące podstawę tej publikacji realizowane były w ramach projektu finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (NCN) w ramach grantu nr. 2017/27/B/NZ7/01976, przyznanego prof. Joannie Majerczak, jak i dzięki infrastrukturze współfinansowanej przez qLIFE Priorytetowy Obszar Badawczy w ramach programu „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza Uniwersytetu Jagiellońskiego (06/IDUB/2019/94).