基质对一氧化碳的亲和力比氧气大20000倍，但是因为肌红蛋白三级结构上His64（His E7）胺基酸不但可以与氧气产生氢键还可以使一氧化碳偏离原来的结合时的自然状态，在这一来一往的情形下，使得肌红蛋白对一氧化碳的亲和力只比氧气高出200倍。由于不具有四级构造，所以不像血红素一样，产生协同效应。若严重过度运动，有可能使肌细胞溶解并导致肌红蛋白进入血液，在肾脏堵住肾小管，引起肾损伤，称为横纹肌溶解症。肌细胞溶解还会释放出大量的钾，引起高钾血症。