Тропонин , или тропониновый комплекс , представляет собой комплекс из трех регуляторных белков ( тропонин C , тропонин I и тропонин Т ), которые являются неотъемлемой частью мышечного сокращения [2] в скелетных мышцах и сердечной мышце , но не в гладких мышцах . Измерения кардиоспецифических тропонинов I и T широко используются в качестве диагностических и прогностических показателей при лечении инфаркта миокарда и острого коронарного синдрома . [3] Уровни тропонина в крови могут использоваться в качестве диагностического маркера инсульта или другого продолжающегося повреждения миокарда, хотя чувствительность этого измерения низкая. [4] [5] [6] [7] [8]
Тропонин прикреплен к белку тропомиозину и находится в борозде между актиновыми нитями в мышечной ткани. В расслабленной мышце тропомиозин блокирует место прикрепления миозинового мостика , предотвращая тем самым сокращение. Когда мышечная клетка стимулируется к сокращению потенциалом действия , кальциевые каналы открываются в саркоплазматической мембране и высвобождают кальций в саркоплазму. Некоторая часть этого кальция прикрепляется к тропонину, что заставляет его менять форму, открывая места связывания миозина (активные центры) на актиновых нитях . Связывание миозина с актином вызывает образование поперечных мостиков , и начинается сокращение мышцы. [9]
Тропонин содержится как в скелетных мышцах , так и в сердечной мышце , но конкретные версии тропонина различаются в зависимости от типа мышц. Основное отличие состоит в том, что субъединица TnC тропонина в скелетных мышцах имеет четыре сайта связывания ионов кальция, тогда как в сердечной мышце их только три. Фактическое количество кальция, связывающегося с тропонином, окончательно не установлено. [10]
Как в сердечных, так и в скелетных мышцах выработка мышечной силы контролируется в первую очередь изменениями внутриклеточной концентрации кальция . В целом, когда уровень кальция повышается, мышцы сокращаются, а когда уровень кальция падает, мышцы расслабляются. [ нужна цитата ]
Тропонин является компонентом тонких нитей (наряду с актином и тропомиозином ) и представляет собой белковый комплекс, с которым связывается кальций, вызывая выработку мышечной силы. Тропонин состоит из трех субъединиц: TnC, TnI и TnT, каждая из которых играет роль в регуляции силы. [ нужна цитата ] . В условиях покоя внутриклеточного уровня кальция тропомиозин покрывает активные участки актина, с которыми связывается миозин (молекулярный двигатель, организованный в толстые мышечные нити), чтобы генерировать силу. Когда кальций связывается со специфическими сайтами в N-домене TnC, происходит ряд структурных изменений белка, [ нужна ссылка ] , такие, что тропомиозин откатывается от сайтов связывания миозина на актине, позволяя миозину прикрепляться к тонкой нити и производят силу и укорачивают саркомер . [ нужна цитата ]
Отдельные субъединицы выполняют разные функции :
Гладкие мышцы не содержат тропонина. [11]
TnT представляет собой тропомиозинсвязывающую субъединицу, которая регулирует взаимодействие тропонинового комплекса с тонкими нитями; TnI ингибирует АТФ-азную активность актомиозина; TnC представляет собой Са 2+ -связывающую субъединицу, играющую основную роль в Са 2+ -зависимой регуляции мышечного сокращения. [12]
ТнТ и ТнI в сердечной мышце представлены формами, отличными от таковых в скелетных мышцах. Две изоформы TnI и две изоформы TnT экспрессируются в ткани скелетных мышц человека (skTnI и skTnT). Для сердечной мышечной ткани описана только одна тканеспецифическая изоформа TnI (cTnI), тогда как в литературе описано существование нескольких кардиоспецифичных изоформ TnT (cTnT). Кардиоспецифические изоформы TnC человека не известны. TnC в ткани сердечной мышцы человека представлен изоформой, типичной для медленных скелетных мышц. Другая форма TnC, быстрая скелетная изоформа TnC, более характерна для быстрых скелетных мышц. [13] cTnI экспрессируется только в миокарде. Не известны примеры экспрессии cTnI в здоровых или поврежденных скелетных мышцах или в других типах тканей. cTnT, вероятно, менее специфичен для сердца. Описана экспрессия cTnT в скелетной ткани пациентов с хроническими повреждениями скелетных мышц. [14]
Внутри сердечного тропонинового комплекса наиболее сильное взаимодействие между молекулами показано для бинарного комплекса cTnI – TnC, особенно в присутствии Ca 2+ ( KA = 1,5 × 10 -8 M -1 ). [15] TnC, образуя комплекс с cTnI, меняет конформацию молекулы cTnI и экранирует часть ее поверхности. По последним данным cTnI высвобождается в кровоток пациента в виде бинарного комплекса с TnC или тройного комплекса с cTnT и TnC. [16] Образование комплекса cTnI-TnC играет важную положительную роль в повышении стабильности молекулы cTnI. cTnI, крайне нестабильный в свободной форме, демонстрирует значительно лучшую стабильность в комплексе с TnC или в тройном комплексе cTnI-cTnT-TnC. Показано, что стабильность cTnI в нативном комплексе значительно лучше, чем стабильность очищенной формы белка или стабильность cTnI в искусственных тропониновых комплексах, составленных из очищенных белков. [ нужна цитата ]
Подтипы тропонина (сердечный I и Т ) являются чувствительными и специфическими индикаторами поражения сердечной мышцы ( миокарда ). Их измеряют в крови , чтобы дифференцировать нестабильную стенокардию и инфаркт миокарда (сердечный приступ) у людей с болью в груди или острым коронарным синдромом . У человека, недавно перенесшего инфаркт миокарда, наблюдаются участки повреждения сердечной мышцы и повышенный уровень сердечного тропонина в крови. [17] Это также может произойти у людей с коронарным вазоспазмом , типом инфаркта миокарда, сопровождающимся сильным сужением сердечных кровеносных сосудов. После инфаркта миокарда уровень тропонинов может оставаться высоким в течение 2 недель. [18]
Сердечные тропонины являются маркером всех повреждений сердечной мышцы, а не только инфаркта миокарда, который является наиболее тяжелой формой сердечного заболевания. Однако диагностические критерии повышенного уровня тропонина, указывающего на инфаркт миокарда, в настоящее время установлены ВОЗ на уровне 2 мкг или выше. Критические уровни других сердечных биомаркеров также имеют значение, например, креатинкиназы . [19] Другие состояния, которые прямо или косвенно приводят к повреждению сердечной мышцы и смерти, также могут повышать уровень тропонина, например, почечная недостаточность . [20] [21] Тяжелая тахикардия (например, из-за наджелудочковой тахикардии ) у человека с нормальными коронарными артериями также может привести к повышению уровня тропонинов, например, предположительно из-за повышенной потребности в кислороде и недостаточного снабжения сердечной мышцы. [ нужна цитата ]
Установка стента коронарной артерии также может вызвать повышение уровня тропонина в сыворотке крови сразу после процедуры. Это может быть проблематично в клинических условиях, поскольку значения тропонина и протоколы рекомендаций становятся предметом более вдумчивой интерпретации. По сути, это затрудняет клиницисту диагностическое использование повышения тропонина в этой группе пациентов. После стентирования и связанных с ним процедур ЧКВ уровни тропонина возвращаются к стандартным уровням, как только стент «стабилизируется» и больше не вызывает локализованное воспаление сердечной мышцы. [22]
У пациентов с нетяжелым бессимптомным стенозом аортального клапана и отсутствием выраженной ишемической болезни сердца было обнаружено , что повышенный уровень тропонина Т (выше 14 пг/мл) связан с увеличением частоты ишемических сердечных событий в течение 5 лет ( инфаркт миокарда , чрескожное коронарное вмешательство). или операция аорто-коронарного шунтирования ). [23]
Уровень тропонинов также повышается у пациентов с сердечной недостаточностью , что также предсказывает смертность и нарушения желудочкового ритма. Они могут возникать при воспалительных состояниях, таких как миокардит и перикардит с поражением сердечной мышцы (который тогда называется миоперикардитом). Тропонины также могут указывать на несколько форм кардиомиопатии , таких как дилатационная кардиомиопатия , гипертрофическая кардиомиопатия или гипертрофия (левого) желудочка , перипартальная кардиомиопатия , кардиомиопатия Такоцубо или инфильтративные заболевания, такие как сердечный амилоидоз . [ нужна цитата ]
Повреждение сердца с повышенным содержанием тропонинов также происходит при ушибе сердца , дефибрилляции и внутренней или внешней кардиоверсии . Тропонины обычно повышаются при некоторых процедурах, таких как кардиохирургия и трансплантация сердца , закрытие дефектов межпредсердной перегородки , чрескожное коронарное вмешательство или радиочастотная абляция . [ нужна цитата ]
Различие между сердечными и несердечными заболеваниями несколько искусственное; перечисленные ниже состояния не являются первичными заболеваниями сердца, но оказывают косвенное воздействие на сердечную мышцу.
Тропонины повышены примерно у 40% пациентов с критическими заболеваниями , такими как сепсис . У этих пациентов повышен риск смертности и продолжительности пребывания в отделении интенсивной терапии. [24] При тяжелом желудочно-кишечном кровотечении также может наблюдаться несоответствие между потребностью в кислороде и снабжением миокарда.
Химиотерапевтические агенты могут оказывать токсическое воздействие на сердце (примеры включают антрациклин , циклофосфамид , 5-фторурацил и цисплатин ). Некоторые токсины и яды также могут привести к повреждению сердечной мышцы ( яд скорпиона , яд змей , яд медуз и многоножек ). Отравление угарным газом или отравление цианидами также может сопровождаться выбросом тропонинов вследствие гипоксического кардиотоксического действия. Повреждения сердца возникают примерно в трети случаев тяжелого отравления CO, и у этих пациентов целесообразен скрининг на тропонин. [25] [26]
Как при первичной легочной гипертензии , легочной эмболии , так и при обострении хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) напряжение правого желудочка приводит к увеличению напряжения стенки и может вызвать ишемию . Конечно, у пациентов с обострениями ХОБЛ также может быть сопутствующий инфаркт миокарда или тромбоэмболия легочной артерии, поэтому необходимо проявлять осторожность, чтобы приписать повышенный уровень тропонина ХОБЛ.
Люди с терминальной стадией заболевания почек могут иметь хронически повышенный уровень тропонина Т, что связано с худшим прогнозом. [27] [28] Вероятность ложно повышенного уровня тропонина I меньше. [27]
Напряженные упражнения на выносливость , такие как марафоны или триатлоны , могут привести к повышению уровня тропонина почти у трети участников, но это не связано с неблагоприятными последствиями для здоровья этих спортсменов. [29] [30] [31] Высокие уровни тропонина Т также наблюдались у пациентов с воспалительными заболеваниями мышц, такими как полимиозит или дерматомиозит . [32] [33] Уровень тропонинов также увеличивается при рабдомиолизе .
При гипертонических расстройствах беременности, таких как преэклампсия , повышенные уровни тропонина указывают на некоторую степень миофибриллярного повреждения. [34] [35]
Сердечные тропонины Т и I можно использовать для мониторинга токсичности кардиомиоцитов, вызванной лекарственными препаратами и токсинами. . [36]
В 2020 году было обнаружено, что у пациентов с тяжелым течением COVID-19 уровень тропонина I был выше, чем у пациентов с более легким заболеванием. [37]
Повышенные уровни тропонина имеют прогностическое значение во многих состояниях, при которых они используются для диагностики. [38]
В групповом исследовании на уровне сообщества, показывающем важность скрытого поражения сердца, было показано, что тропонин I предсказывает смертность и первый случай ишемической болезни сердца у мужчин, не страдавших сердечно-сосудистыми заболеваниями на исходном уровне. [39] У людей, перенесших инсульт, повышенный уровень тропонина в крови не является полезным маркером для выявления этого состояния. [8]
Сначала cTnI [40] , а затем cTnT [41] первоначально использовались в качестве маркеров гибели сердечных клеток. Оба белка в настоящее время широко используются для диагностики острого инфаркта миокарда (ОИМ), нестабильной стенокардии, послеоперационной травмы миокарда и некоторых других сопутствующих заболеваний с повреждением сердечной мышцы. Оба маркера можно обнаружить в крови пациента через 3–6 часов после появления боли в груди, достигая пикового уровня через 16–30 часов. Повышенную концентрацию cTnI и cTnT в образцах крови можно обнаружить даже через 5–8 дней после появления симптомов, что делает оба белка полезными и для поздней диагностики ОИМ. [42]
Сердечные тропонины Т и I измеряются методами иммуноанализа . [43] [44]
Повышение тропонина после некроза сердечных клеток начинается в течение 2–3 часов и достигает пика примерно через 2–3 часа. 24 часа и сохраняется в течение 1–2 недель. [46]
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )