Troponin

Troponin je komplex tří globulárních proteinových podjednotek. Jako součást kontraktivního aparátu svalu troponin reguluje svalovou kontrakci. Je to zvláště důležité při diagnostice srdečních záchvatů.

Co je troponin?

Jako součást aktinového vlákna je troponin součástí kontraktilní jednotky kosterních a srdečních svalů. Je to komplex globulárních proteinů, které spolu s F-aktinem a tropomyosinem tvoří aktinové vlákno.

Aktinové vlákno, v interakci s myosinovými vlákny, umožňuje svalu stahovat. Kvůli jeho schopnosti začít nebo zastavit svalovou kontrakci, troponin je známý jako protein svalového regulátoru kromě tropomyosin. Proteinový komplex troponin se skládá ze tří podjednotek, inhibičního troponinu I, troponinu T, který je zodpovědný za vázání tropomyosinu a vápníku vázajícího troponinu C.

Srdeční troponin hraje důležitou roli v nouzové diagnostice srdečních záchvatů. Pokud jsou srdeční svaly poškozeny, je uvolněna podjednotka troponinu I a laboratorní diagnostika může být detekována v krvi. To má za následek klasickou progresi, která umožňuje, aby byla odlišena od jiných svalových poruch.

Anatomie a struktura

Troponin je součástí aktinových filamentů, které díky své interakci s filamenty myosinu umožňují svalu stahovat. Obě vlákna tvoří nejmenší stahovací jednotku svalu, sarkomeru. Troponin je komplex globulárních proteinů, který se skládá ze tří podjednotek.

Rozlišuje se mezi inhibičním troponinem (TnI), tropomyosin vázajícím troponinem (TnT) a vápníkem vázajícím troponinem (TnC). Tři troponinové peptidy pravidelně sledují sedm molekul F-aktinu ve filamentu. Jako komplex leží téměř vodorovně v aktinovém vlákně. Troponin T váže tropomyosin na jedné straně, která je vázána na F-aktin a na druhé straně na troponin I.Troponin I má silnou afinitu k F-aktinu, takže je k němu vázán ve smluvním stavu. Troponin C se také váže na troponin I a je vystaven vnějšku.

Troponin C je nejmenší z podjednotek a má doménu vázající vápník. V závislosti na muskulatuře existují tři isoformy troponinu I a troponinu T. Srdeční troponin (cTn) se nachází ve srdečních svalech a v kosterních svalech jsou dva různé troponiny (sTn) pro rychlá a pomalá vlákna kosterních svalů.

Funkce a úkoly

V rámci kontraktilního aparátu hraje troponin důležitou roli při regulaci svalové kontrakce. V nenavázaném stavu brání poloha vláken tropomyosinu vazbě aktinového filamentu na myosinovou hlavu. Vazebným místem pro myosin je vystaveno pouze tehdy, když je tropomyosin tažen dále do vnitřku spirály filamentu troponinem T. Této změny polohy je dosaženo změnou konformace troponinového komplexu v důsledku zvýšení koncentrace vápníku. Vápník se uvolňuje do svalových vláken elektrickým buzením plazmatické membrány.

Troponin C je receptor vápníku v aktinovém vlákně, protože má doménu vázající vápník. To zase sestává ze dvou struktur, každá se čtyřmi vazebnými místy pro vápník. Dvě z těchto vazebných míst jsou vysoce afinitní pro vápník, dvě mají nízkou afinitu. Do kontrakce se podílejí pouze vazebná místa s nízkou afinitou. Konformační změna z troponinu C na vazbu vápníku je přenášena přímo troponinem T na tropomyosin, který je veden dále do drážky mezi aktinovými vlákny a uvolňuje vazebnou polohu pro myosinovou hlavu.

Současně se zruší inhibiční účinek troponinu I na ATPázu a ATP lze rozdělit na myosin, takže hlava myosinu se zalomí. Aktinové vlákno se táhne podél myosinového vlákna a svaly se stahují. Vazba myosinu a aktinu je přerušena přidáním nového ATP k myosinu. Hladina vápníku ve svalových vláknech klesá a vlákna tropomyosinu znovu skrývají vazebné místo pro myosin. Sval je v uvolnění.

Nemoci

Hodnota troponinu je nejdůležitějším laboratorním diagnostickým parametrem pro infarkt myokardu, je-li srdeční sval poškozen, srdeční troponin, zejména troponin T a troponin I, se uvolňuje do krve. Hladinu troponinu lze stanovit v séru, plazmě nebo plné krvi.

Koncentrace troponinu v krvi vykazuje typický průběh po srdečním infarktu, takže se může odlišit od jiného poškození srdečního svalu. Ke zvýšení troponinu dochází asi 3 až 8 hodin po začátku infarktu. Nejvyšší hodnoty lze měřit 12-96 hodin po startu. Po srdečním infarktu se hladina troponinů v krvi vrátí přibližně do dvou týdnů. Pokud hladina troponinu klesá, je velmi pravděpodobné, že se nejedná o infarkt, ale o další příčinu, jako je přetížení, zánět kosterních svalů nebo jiná zranění.

Zvýšené hladiny troponinů se vyskytují také u řady dalších nemocí, které zahrnují destrukci svalové tkáně. Hladina troponinu stoupá například v případě funkčních poruch nebo zánětu srdce, onemocnění krevních cév, zánětu nebo poranění kosterních svalů, mrtvice, funkčních poruch plic nebo dokonce popálení a sepse. Nárůst úmrtnosti troponinů po operacích je považován za hlavní rizikový faktor. Protože mezi vzestupem troponinu a smrtí pacienta existuje několik dní, je možné včas zasáhnout léky.

Zvýšení hladiny troponinu po těžké fyzické námaze, jako je vytrvalostní sport, nemá hodnotu nemoci. Obvykle se hodnoty normalizují během několika hodin, takže normální hodnota je zpět po maximálně 72 hodinách.