Войти
Ленточное представление основного комплекса сердечного тропонина человека (ядро 52 кДа) в насыщенной кальцием форме. Синий = тропонин С; зеленый = тропонин I; пурпурный = тропонин T. Тропонин, или тропониновый комплекс, представляет собой комплекс из трех регуляторных белков (тропонин C, тропонин I и тропонин T ), которые являются неотъемлемой частью сокращения мышц в скелетных мышцах и сердечных мышцах, но не гладкие мышцы. Измерения специфических для сердца тропонинов I и T широко используются в качестве диагностических и прогностических индикаторов при лечении инфаркта миокарда и острого коронарного синдрома. Уровни тропонина в крови можно использовать в качестве диагностического маркера для инсульта, хотя чувствительность этого измерения низкая.
Тропонин прикреплен к белку тропомиозин и находится внутри бороздки между нитями актина в мышечной ткани. В расслабленной мышце тропомиозин блокирует место прикрепления миозина поперечного мостика, тем самым предотвращая сокращение. Когда мышечная клетка стимулируется к сокращению с помощью потенциала действия, кальциевые каналы открываются в саркоплазматической мембране и высвобождают кальций в саркоплазму. Часть этого кальция присоединяется к тропонину, что заставляет его менять форму, обнажая сайты связывания миозина (активные центры) на актиновых филаментах. Связывание миозина с актином вызывает образование поперечного мостика, и начинается сокращение мышцы.
Активация тропонина. Тропонин C (красный) связывает Ca2 +, который стабилизирует активированное состояние, когда тропонин I (желтый) больше не связан с актином. Тропонин Т (синий) закрепляет комплекс на тропомиозине. Тропонин обнаруживается как в скелетной мышце, так и в сердечной мышце, но конкретные версии тропонина различаются для разных типов мышц. Основное различие состоит в том, что субъединица TnC тропонина в скелетных мышцах имеет четыре сайта связывания ионов кальция, тогда как в сердечной мышце их всего три. Фактическое количество кальция, которое связывается с тропонином, окончательно не установлено.
Как в сердечных, так и в скелетных мышцах выработка мышечной силы контролируется в первую очередь изменениями внутриклеточного кальция. концентрация. Как правило, когда уровень кальция повышается, мышцы сокращаются, а когда кальций падает, мышцы расслабляются.
Тропонин является компонентом тонких волокон (наряду с актином и тропомиозином ) и представляет собой белковый комплекс, с которым связывается кальций, чтобы вызвать выработку мышечной силы. Сам тропонин состоит из трех субъединиц, TnC, TnI и TnT, каждая из которых играет роль в регуляции силы. В условиях покоя внутриклеточных уровней кальция тропомиозин покрывает активные центры на актине, с которыми связывается миозин (молекулярный мотор, организованный в толстых мышечных волокнах) для создания силы. Когда кальций связывается со специфическими сайтами в N-домене TnC, происходит ряд структурных изменений белка, так что тропомиозин откатывается от миозин-связывающих сайтов на актине, позволяя миозину прикрепляться к тонкой нити. и создают силу и укорачивают саркомер.
Отдельные субъединицы выполняют разные функции:
Гладкая мышца не содержит тропонина.
TnT представляет собой субъединицу, связывающую тропомиозин, которая регулирует взаимодействие комплекса тропонина с тонкими филаментами; TnI подавляет АТФ-азную активность актомиозина; TnC - это Са-связывающая субъединица, играющая основную роль в Са-зависимой регуляции мышечного сокращения.
TnT и TnI 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 (cTnI) описана только одна тканеспецифическая изоформа TnI, тогда как в литературе описано существование нескольких специфичных для сердца изоформ TnT (cTnT). Специфические для сердца изоформы ТНК человека неизвестны. ТНК в ткани сердечной мышцы человека представлен изоформой, типичной для медленных скелетных мышц. Другая форма TnC, быстрая изоформа скелетных TnC, более характерна для быстрых скелетных мышц. cTnI экспрессируется только в миокарде. Примеры экспрессии cTnI в здоровых или поврежденных скелетных мышцах или в других типах тканей неизвестны. cTnT, вероятно, менее специфичен для сердца. Описана экспрессия cTnT в скелетной ткани пациентов с хроническими повреждениями скелетных мышц.
Внутри сердечного тропонинового комплекса наиболее сильное взаимодействие между молекулами было продемонстрировано для бинарного комплекса cTnI - TnC, особенно в присутствии Ca (KA). = 1,5х10 М). TnC, образуя комплекс с cTnI, изменяет конформацию молекулы cTnI и экранирует часть ее поверхности. По последним данным cTnI выделяется в кровоток пациента в виде бинарного комплекса с TnC или тройного комплекса с cTnT и TnC. Образование комплекса cTnI-TnC играет важную положительную роль в повышении стабильности молекулы cTnI. cTnI, который чрезвычайно нестабилен в своей свободной форме, демонстрирует значительно лучшую стабильность в комплексе с TnC или в тройном комплексе cTnI-cTnT-TnC. Было продемонстрировано, что стабильность cTnI в нативном комплексе значительно лучше, чем стабильность очищенной формы белка или стабильность cTnI в искусственных комплексах тропонина, объединенных из очищенных белков.
Некоторые подтипы тропонина (сердечный I и T ) являются чувствительными и специфическими индикаторами повреждения сердечная мышца (миокард ). Они измеряются в крови, чтобы различать нестабильную стенокардию и инфаркт миокарда (сердечный приступ) у людей с болью в груди или острый коронарный синдром. У человека, недавно перенесшего инфаркт миокарда, будет повреждена область сердечной мышцы и повышен уровень сердечного тропонина в крови. Это также может происходить у людей с коронарным вазоспазмом, типом инфаркта миокарда, сопровождающимся сильным сужением сердечных кровеносных сосудов. После инфаркта миокарда тропонины могут оставаться на высоком уровне до 2 недель.
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, указывающие на инфаркт миокарда, в настоящее время установлены ВОЗ на уровне 2 мкг или выше. Также важны критические уровни других сердечных биомаркеров, таких как креатинкиназа. Другие состояния, которые прямо или косвенно приводят к повреждению сердечной мышцы и смерти, также могут повышать уровень тропонина, например, почечная недостаточность. Тяжелая тахикардия (например, из-за наджелудочковой тахикардии ) у человека с нормальными коронарными артериями также может привести к повышению уровня тропонинов, например, это предположительно из-за повышенной потребности в кислороде и недостаточного снабжения кислородом. сердечная мышца.
Тропонины также повышаются у пациентов с сердечной недостаточностью, где они также позволяют прогнозировать смертность и нарушения желудочкового ритма. Они могут возникать при воспалительных состояниях, таких как миокардит и перикардит с поражением сердечной мышцы (что в дальнейшем называется миоперикардитом). Тропонины также могут указывать на несколько форм кардиомиопатии, таких как дилатационная кардиомиопатия, гипертрофическая кардиомиопатия или (слева) гипертрофия желудочков, перипартальная кардиомиопатия, кардиомиопатия Такоцубо или инфильтративные расстройства, такие как кардиальный амилоидоз.
Поражение сердца с повышением тропонинов также возникает при ушибе сердца, дефибрилляции и внутренняя или внешняя кардиоверсия. Тропонины обычно повышаются при нескольких процедурах, таких как кардиохирургия и трансплантация сердца, закрытие дефектов межпредсердной перегородки, чрескожное коронарное вмешательство или радиочастотная абляция.
Различие между сердечными и внесердечными состояниями несколько искусственно; перечисленные ниже состояния не являются первичными заболеваниями сердца, но они оказывают косвенное влияние на сердечную мышцу.
Тропонины повышены примерно у 40% пациентов с критическими заболеваниями, такими как сепсис. У этих пациентов повышен риск смертности и длительности пребывания в отделении интенсивной терапии. При тяжелом желудочно-кишечном кровотечении также может быть несоответствие между потребностью в кислороде и поставкой миокарда.
Химиотерапевтические агенты могут оказывать токсическое действие на сердце (примеры включают антрациклин, циклофосфамид, 5-фторурацил и цисплатин ). Некоторые токсины и яды также могут привести к повреждению сердечной мышцы (яд скорпиона, яд змеи и яд медузы и многоножек ). Отравление угарным газом или отравление цианидом также может сопровождаться высвобождением тропонинов из-за гипоксических кардиотоксических эффектов. Поражение сердца происходит примерно в одной трети случаев тяжелого отравления угарным газом, и этим пациентам подходит скрининг тропонина.
как при первичной легочной гипертензии, легочной эмболии, и острые обострения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), напряжение правого желудочка приводит к увеличению натяжения стенок и может вызвать ишемию. Конечно, пациенты с обострениями ХОБЛ также могут иметь сопутствующий инфаркт миокарда или тромбоэмболию легочной артерии, поэтому следует проявлять осторожность, чтобы отнести повышенный уровень тропонина к ХОБЛ.
Люди с терминальной стадией заболевания почек могут иметь хронически повышенный уровень тропонина Т, что связано с более плохим прогнозом. Тропонин I с меньшей вероятностью будет ложно повышен.
Повышенная выносливость упражнения, такие как марафоны или триатлоны, могут привести к повышению уровня тропонина в одной трети испытуемых, но это не связано с неблагоприятным воздействием на здоровье этих участников. Сообщалось также о высоких уровнях тропонина Т у пациентов с воспалительными заболеваниями мышц, такими как полимиозит или дерматомиозит. Тропонины также повышаются при рабдомиолизе.
При гипертензивных расстройствах беременности, таких как преэклампсия, повышенные уровни тропонина указывают на некоторую степень миофибриллярного повреждения.
Сердечные тропонины T и I могут быть используется для мониторинга токсичности кардиомиоцитов, вызванной лекарствами и токсинами..
В 2020 году было обнаружено, что у пациентов с COVID-19 с тяжелым заболеванием уровень тропонина I был выше, чем у пациентов с более легким течением болезни.
Повышенный уровень тропонина являются прогностически важными при многих состояниях, при которых они используются для диагностики.
В когортном исследовании на уровне сообщества, показывающем важность скрытого сердечного повреждения, тропонин I, как было показано, предсказывает смертность и первую ишемическую болезнь сердца событие у мужчин без сердечно-сосудистых заболеваний на исходном уровне. У людей с инсультом повышенный уровень тропонина в крови не является полезным маркером для определения состояния.
Сначала cTnI, а затем cTnT изначально 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 заболеваний, связанных с повреждением сердечной мышцы. Оба маркера могут быть обнаружены в крови пациента через 3–6 часов после появления боли в груди, достигая пика в течение 16–30 часов. Повышенная концентрация cTnI и cTnT в образцах крови может быть обнаружена даже через 5-8 дней после появления симптомов, что делает оба белка полезными также для поздней диагностики ОИМ.
Сердечный тропонин T и I измеряются методами иммуноанализа.
Повышение уровня тропонина после некроза сердечных клеток начинается в течение 2–3 часов, достигает пика прибл. 24 часа и сохраняется в течение 1-2 недель.
