Troponina

Troponina jest kompleksem trzech globularnych podjednostek białkowych. Jako część aparatu kurczliwego mięśnia troponina reguluje skurcz mięśni. Ma to szczególne znaczenie w diagnostyce zawałów serca.

Co to jest troponina?

Jako składnik filamentu aktynowego troponina jest częścią kurczliwej jednostki mięśnia szkieletowego i mięśnia sercowego. Jest to kompleks białek globularnych, które razem z F-aktyną i tropomiozyną tworzą filament aktynowy.

Włókno aktynowe w interakcji z włóknami miozyny umożliwia skurcz mięśni. Ze względu na swoją zdolność do rozpoczynania lub zatrzymywania skurczów mięśni troponina jest obok tropomiozyny znana jako białko regulujące mięśnie. Kompleks białkowy troponina składa się z trzech podjednostek: hamującej troponiny I, troponiny T, odpowiedzialnej za wiązanie tropomiozyny i wiążącej wapń troponiny C.

Troponina sercowa odgrywa ważną rolę w doraźnej diagnostyce zawałów serca. W przypadku uszkodzenia mięśnia sercowego następuje uwolnienie podjednostki troponiny I, którą można wykryć we krwi za pomocą diagnostyki laboratoryjnej. Powoduje to klasyczny postęp, który pozwala odróżnić go od innych zaburzeń mięśniowych.

Anatomia i budowa

Troponina jest częścią filamentów aktyny, które poprzez interakcję z włóknami miozyny umożliwiają kurczenie się mięśni. Oba włókna tworzą najmniejszą kurczliwą jednostkę mięśnia, sarkomer. Troponina to kompleks białek globularnych, który składa się z trzech podjednostek.

Rozróżnia się troponinę hamującą (TnI), troponinę wiążącą tropomiozynę (TnT) i troponinę wiążącą wapń (TnC). Trzy peptydy troponiny regularnie podążają za siedmioma cząsteczkami F-aktyny we włóknie. Jako kompleks leżą one prawie poziomo w filamencie aktyny. Troponina T wiąże tropomiozynę z jednej strony, która jest związana z F-aktyną, az drugiej strony z troponiną I.Troponina I ma silne powinowactwo do F-aktyny, więc jest z nią związana w stanie niezakurczonym. Troponina C wiąże się również z troponiną I i jest wystawiona na zewnątrz.

Troponina C jest najmniejszą z podjednostek i ma domenę wiążącą wapń. W zależności od mięśni istnieją trzy izoformy troponiny I i troponiny T. Troponina sercowa (cTn) znajduje się w mięśniu sercowym, a dwie różne troponiny (sTn) występują w mięśniach szkieletowych dla szybkich i wolnych włókien mięśni szkieletowych.

Funkcja i zadania

Będąc częścią aparatu kurczliwego, troponina odgrywa ważną rolę w regulacji skurczu mięśni. W stanie niewzbudzonym położenie nici tropomiozyny zapobiega wiązaniu filamentu aktyny z głową miozyny. Tylko wtedy, gdy tropomiozyna zostanie wciągnięta głębiej do wnętrza helisy włókna przez troponinę T, miejsce wiązania miozyny jest odsłonięte. Ta zmiana pozycji jest osiągana przez zmianę konformacji w kompleksie troponiny w wyniku wzrostu stężenia wapnia. Wapń jest uwalniany do włókien mięśniowych poprzez elektryczne wzbudzenie błony komórkowej.

Troponina C jest receptorem wapniowym w filamencie aktyny, ponieważ ma domenę wiążącą wapń. To z kolei składa się z dwóch struktur, z których każda ma cztery miejsca wiązania wapnia. Dwa z tych miejsc wiążących mają wysokie powinowactwo do wapnia, a dwa mają niskie. W skurczu uczestniczą tylko miejsca wiązania o niskim powinowactwie. Zmiana konformacyjna od troponiny C do wiązania wapnia jest przenoszona bezpośrednio przez troponinę T do tropomiozyny, która jest wciągana dalej w rowek między niciami aktyny i uwalnia miejsce wiązania dla głowy miozyny.

Jednocześnie hamujący wpływ troponiny I na ATPazę zostaje zniesiony, a ATP może zostać rozszczepiony na miozynie, tak że głowa miozyny załamuje się. Włókno aktynowe jest ciągnięte wzdłuż włókna miozyny i mięśnie kurczą się. Wiązanie miozyny i aktyny zostaje przerwane przez dodanie nowego ATP do miozyny. Poziom wapnia we włóknie mięśniowym spada, a nici tropomiozyny ponownie ukrywają miejsce wiązania miozyny. Mięsień jest w stanie rozluźnienia.

Choroby

Wartość troponiny jest najważniejszym laboratoryjnym parametrem diagnostycznym zawału mięśnia sercowego W przypadku uszkodzenia mięśnia sercowego troponina sercowa, zwłaszcza troponina T i troponina I, jest uwalniana do krwi. Poziom troponiny można określić w surowicy, osoczu lub pełnej krwi.

Stężenie troponiny we krwi ma typowy przebieg po zawale serca, dzięki czemu można je odróżnić od innych uszkodzeń mięśnia sercowego. Wzrost troponiny następuje po około 3-8 godzinach od wystąpienia zawału serca. Najwyższe wartości można zmierzyć 12-96 godzin po starcie. Po zawale serca poziom troponiny we krwi wraca do normy po około dwóch tygodniach. Jeśli poziom troponiny spada, jest bardzo prawdopodobne, że nie jest to zawał serca, ale inna przyczyna, taka jak nadmierne rozciągnięcie, zapalenie mięśni szkieletowych lub inne urazy.

Podwyższony poziom troponiny występuje również w wielu innych chorobach, które obejmują zniszczenie tkanki mięśniowej. Poziom troponiny wzrasta np. W przypadku zaburzeń czynnościowych lub zapalenia serca, chorób naczyń krwionośnych, stanów zapalnych lub urazów mięśni szkieletowych, udarów, zaburzeń czynności płuc czy nawet oparzeń i posocznicy. Wzrost poziomu troponiny dla śmiertelności po operacjach jest uważany za główny czynnik ryzyka. Ponieważ między wzrostem stężenia troponiny a śmiercią pacjenta upływa kilka dni, lek można w odpowiednim czasie interweniować.

Wzrost poziomu troponiny po ciężkim wysiłku fizycznym, takim jak sporty wytrzymałościowe, nie ma wartości chorobowej. Zwykle wartości normalizują się w ciągu kilku godzin, tak że normalna wartość powraca maksymalnie po 72 godzinach.