3.5.3. Визначення пероксидазної активності метміоглобіну .

Пероксидазна активність. Вперше вона виявлена у Mb Кейлін і Хартрі. Ними було показано, що при взаємодії з пероксидами мет-Mb окислюється до ферил-Mb. Аналогічні переходи були встановлені Каплан-Бреслер. Виявлено, що при додаванні мет-Mb до препаратів мітохондрій в присутності субстратів і кофакторів спостерігається швидке окислення мет-Mb. Окислення інгібується каталозою.

Встановлений тісний взаємозв'язок між пероксидазними властивостями міоглобіну і роботою фосфорилюючого дихального ланцюга. Активація окислювально-відновних перетворень фосфорилюючого дихального ланцюга шляхом додавання до суспензії мітохондрій АДФ з фосфатом, Са²⁺ чи дикумарола призводить до швидкого окислення метміоглобіну до чотирьохвалентного ферил-Mb. Про взаємозв'язок пероксидазної реакції з роботою дихального ланцюга свідчить також кореляція між ступінню вираженості окисно-відновного переходу мет-Mb і величиною дихального контролю. Показано, що перехід Mb в ферил-форму найбільш інтенсивно відбувається у свіжовиділених мітохондріях з високим дихальним контролем. Ця реакція менш виражена в мітохондріях з низьким дихальним контролем.

Показано, що в мітохондріях при додаванні до них мет-Mb в концентрації 2х10^-6 М спостерігається значно більш інтенсивне окислення НАД .Н, ніж в експериментах без Mb. Встановлений факт можна пояснити оборотом реакції окислення метміоглобіна НАД .Н.

Враховуючи метаболічну важливість пероксидів в організмі, не можна виключити можливу роль системи мет-Mb – ферил-Mb в модулюванні високої резистентності і збереженні функціональної активності міоцитів в умовах гіпоксії чи відносного анаеробіозу при м'язовій роботі. Частка функціонального міоглобіну в оксі-формі під дією метаболітної перекисі водню може окислюватись за схемою :

2[Fe^II]²⁺ + H₂O₂ +2H⁺ [2Fe^III]³⁺ + H₂O

[Fe^III]³⁺ + H₂O₂  [Fe^VO]³⁺ + H₂O

при цьому досягається знешкодження токсичних для дихального ланцюга пероксидів. Ферильна форма, як окислювач, може акцептувати електрони дихального ланцюга. Акцептуючи електрони, ферил-Mb відновлюється до вихідного стану і може знову вступати в реакцію знешкодження пероксидів, якщо по яким-небудь причинам концентрація їх перевищує фізіологічний рівень.

Не виключено, що Mb може приймати пряму участь в мітохондріальному диханні і виконувати роль акцептора електронів. Напевне, ця специфічна функція повинна зростати зі збільшенням концентрації Mb у м'язових клітинах, коли можливо утворення прямого контакту гемопротеїду з мітохондріями.

Отже, може виконувати дві спарені функції: участь в пероксидазній реакції, зв'язаній з продукуванням енергії в дихальному ланцюгу, і участь у знешкодженні пероксидів. Значення пероксидних реакцій у зв'язку з цим важко переоцінити. Їх роль збільшується в глибині міцних м'язів, які скорочуються на порівняно довгий період, коли доступ кисню до міоцитів внаслідок стиснення капілярів обменено, при різних патологічних процесах, а також у випадку припинення зовнішнього дихання на тривалий період, наприклад, у пірнаючих тварин при зануренні у воду.

Виявлено, що пероксидазна активність мет-Mb пірнаючих тварин корелює з продовженням їх занурення в воду і у наземних тварин – з силою м'язового скорочення.

У літературі описано, що при взаємодії мет-Mb з пероксидами він окислюється до ферил-Mb (чотирьохвалентна форма). Окиснення інгібується каталазою. Показаний тісний взаємозвязок між пероксидазними властивостями міоглобіну і фосфорилюванням у дихальному ланцюзі. Доля функціонального міоглобіну в окси-формі за дії метаболічного гідроген пероксиду може легко окислюватися, що призведе до знежкодження токсичних для дихального ланцюга пероксидів. Ферильна форма, як окислювач, може виступати акцептором електронів дихального ланцюга. Акцептуючи електрони, ферил-Mb відновлюється до вихідного стану і може знову вступати у реакцію як донор електронів.