Abstrakt

Troponiny jsou strukturní  bílkoviny buněk příčně pruhovaného svalstva. Troponin C je vazebný protein pro vápníkový ion, troponin I je kalcium-dependentní inhibitor interakce tenkých a tlustých myofilament; v nepřítomnosti vápníkových iontů blokuje vazebná místa mezi aktinem tenkých myofilament  a myosinem tlustých myofilament. Troponin T váže troponin C a I na tropomyosin.Troponiny C, I a T tvoří s tropomyosinem troponin-tropomyosinový komplex, který kontroluje kontrakci a relaxaci buněk příčně pruhovaného svalstva.

Jako kardiomarkery se využívají troponin T (TnT) a troponin I (TnI). TnT a TnI se vyskytují v kosterním svalstvu a myokardu. Kardiální izoformy (cTnT a cTnI) mají jedinečné aminokyselinové složení a jsou proto pro myokard specifické. Většinou jsou kardiální izoformy TnT a TnI obsaženy v kontraktilním aparátu a jsou uvolňovány v důsledku proteolytické degradace. Pouze 6–8 % cTnT a 2,8–8,3 % cTnI tvoří nevázanou cytosolovou složku.

Role v organismu

Funkce troponinů (cTn), resp. troponinového komplexu spočívá ve zprostředkování kontrakce svalu, která je výsledkem kaskády konformačních změn proteinových struktur myofibril. Při podnětu ke kontrakci prochází akční potenciál sarkolemou do cytosolu kardiomyocytů a otevře iontové kanály v sarkoplasmatickém retikulu na povrchu myofibril, kterými pak ionty vápníku difundují mezi tenká a tlustá myofilamenta a váží se na cTnC. Dochází k okamžité změně konformace cTnC s vytvořením hydrofobní „kapsy“ s vysokou afinitou pro cTnI, změnou vzájemného prostorového uspořádání troponinů a přesunem celého troponin-tropomyosinového komplexu po povrchu aktinového řetězce s uvolněním dosud nepřístupných vazebných míst pro myosin na jeho povrchu. Při následující interakci aktinu s myosinem stimuluje aktin ATPásu na povrchu myosinových hlav, hydrolysou ATP se uvolní chemická energie, která vychýlí myosinové hlavy z původní polohy asi o 45° a tenká a tlustá myofilamenta se tím proti sobě posunou, sarkomera se zkrátí, sval se kontrahuje nebo se zvýší jeho napětí.

U troponinu T je situace významně odlišná. Na bázi tří genů pro syntézu TnT může teoreticky vznikat velký počet mRNA a jim odpovídajících izoforem TnT. Ve fetálním myokardu dochází k syntéze čtyř izoforem cTnT (cTnT 1-4), které se liší přítomností nebo naopak chyběním dvou rozdílných peptidických reziduí v primární struktuře molekuly cTnT v pozicích 18-22, resp. 23-32. Všechny čtyři izoformy jsou přítomné ve fetálním myokardu, dominantní je cTnT 2, cTnT 1 a 4 jsou přítomné jen ve stopách. V průběhu další ontogeneze přibývá exprese cTnT 3, která je za fyziologických okolností dominantní izoformou v myokardu dospělých osob. Za patologických okolností, např. při ICHS, dochází v myokardu dospělých osob k reexpresi syntézy fetální izoformy cTnT 4.

Ve fetálním období dochází k syntéze izoforem cTnT i v kosterním svalstvu. Po porodu syntéza postupně mizí a v dospělosti není za fyziologických okolností prokazatelná. Za některých patologických okolností, např. u svalových dystrofií typu Duchenne, při polymyositidě a dermatomyositidě, při regeneraci nebo po denervaci kosterního svalstva a u nemocných v renálním selhání byla prokázána reexprese syntézy cTnT v kosterním svalstvu (Bodor a spol., 1997, Haller a spol., 1999). Tyto izoformy cTnT však neobsahují epitopy, proti kterým jsou zaměřeny monoklonální protilátky jediné komerční soupravy ke stanovení cTnT (Roche Diagnostics) a proto je stanovení cTnT rovněž absolutně kardiospecifické (Ricciutti a spol., 1999).

Patofyziologické mechanismy ovlivňující koncentraci

V krvi se troponin cTnT normálně nevyskytuje. Průběh uvolňování cTnT je bifázický. Zvýšení troponinu po začátku akutního infarktu myokardu nastupuje v průběhu 3–8 hodin a prvního vrcholu je dosaženo za 12–18 hodin po poškození myokardu. Je vyvolán rychlým uvolněním volné cytoplazmatické frakce cTnT. Počáteční vrchol je sledován dalším vrcholem za 3–4 dny, který odpovídá pomalejšímu vyplavování cTnT vázaného v troponin-tropomyosinovém komplexu v nekrotickém ložisku. Během 7–10 dnů klesá na nedetekovatelné hladiny. Při časném obnovení krevního průtoku koronární artérií je maximální vzestup asi za 14 hodin a pak následuje pozdější druhý, podstatně nižší vrchol. Délka zvýšení závisí na velikosti infarktu. U rozsáhlejších infarktů může být cTnT prokazatelný až 21 dnů. Určitou nevýhodou cTnT je jeho nespecifické zvýšení u pacientů s renální insuficiencí.

Nástup zvýšených hladin cTnI, který se vyznačuje vysokou specifičností, nastává podobně jako u cTnT již asi za 3 hodiny po začátku ischémie. Zvýšené hladiny přetrvávají 5–10 dnů. Ve srovnání s cTnT není u cTnI obvykle pozorováno druhé maximum (menší cytosolová frakce).

Význam stanovení a interpretace

Senzitivní stanovení TnT mají potenciál identifikovat pacienty s infarktem myokardu v časnější fázi než to umožňuje „klasické“ stanovení troponinů, umožňují také identifikovat jedince, u kterých je vyšší kardiovaskulární riziko a mají také potenciál „rule out“ markeru s vysokou negativní prediktivní hodnotou. Zvýšené koncentrace hsTnT nad fyziologickou mez mohou znamenat počínající poškození myokardu, vyvíjející se ACS, ale i situace s malým poškozením myokardu jako je srdeční selhání, arytmie, hypertonická krize, plicní embolie, kardiotoxická medikace, myokarditidy a další. Interpretace stanovení hsTnT pro diagnostiku infarktu myokardu je předmětem diskuse, cut-off hodnota nebyla stanovena. U pacientů se zvýšením hsTnT nad fyziologickou hranici s podezřením na ACS je doporučeno monitorování v čase s následným odběrem za 1 – 2 hodiny (Symposium proCardio, Paris, 2011), podle doporučení ECS 3 hodiny. Význam stanovení hsTnT pro klinickou praxi spočívá především v možnosti časnější identifikace pacientů s ACS, kteří jsou kandidáty k invazivním procedurám. Budou ale jistě potřeba další studie, které porovnají profit pacientů řízeně léčených podle koncentrace hsTnT především v situacích, kde je u pacientů konvenční metodou (méně senzitivní) troponin negativní, ale hsTnT je již pozitivní.

Zavedení senzitivního stanovení  troponinů do klinické praxe povede patrně k diagnostickému posunu od nestabilní anginy pectoris k infarktu myokardu bez elevace ST segmentu (NSTEMI) podle zatím stále platných diagnostických kritérii. Kardiální troponiny mají i prognostický význam. Pacienti s ischemií myokardu a elevovanými troponiny mají horší prognózu než pacienti s nízkými koncentracemi troponinů.

Zvýšení troponinů u srdečních onemocnění bez průkazu ACS: supraventrikulární tachykardie, síňová fibrilace, kardiální amyloidóza, levokomorová hypertrofie, srdeční selhání, kontuze myokardu, myokarditis, rejekce po transplantaci srdce.

Zvýšení troponinů u nekardiálních onemocnění: sepse, anemie, embolizace do plic, intrakraniální hemoragie, toxické léky, cévní mozková příhoda a renální selhání.

Zdá se tedy, že ke zvýšení troponinů dochází nejen v důsledku nekrózy myocytu, ale také v důsledku zvýšeného napětí myocytů, zánětu, nebo nedostatečné oxygenace myokardu. Je možné, že dochází ke změně permeability buněčných membrán a degradaci troponinů na menší fragmenty a tím je umožněn vzestup troponinů v systémové cirkulaci i bez ireverzibilního poškození myokardu. Netrombotický mechanismus elevace troponinů si jistě vyžaduje další výzkum.

Poznámka

Mezinárodní experti AACC a pracovní skupina IFCC zpracovali doporučení  pro klinickou aplikaci kardio- markerů týkající se stanovení hypersenzitivních (hs) troponinů (TnT a TnI). V souladu s doporučením bude OKB-H Nemocnice Prachatice,a.s. od 26.3.2018 nově výsledky hs TnT uvádět v ng/l, což představuje 1000-násobky hodnot  dosavadních SI jednotek (μg/l).

Použití dostatečně citlivých hs cTn metod, k nimž naše metoda hs TnT (Roche) jednoznačně patří, umožňuje aplikovat zcela nové algoritmy diagnózy akutního srdečního infarktu (AIM), založené na vyhodnocení rozdílů tzv. delta hodnot (přírůstků hodnot v intervalech za 1-3 hodiny) dvou po sobě následujících měření. Taková metoda dovoluje významně zkrátit dobu k diagnóze AIM (rule-in), nebo k jeho vyloučení (rule – out) až na 1 hodinu – viz níže obrázek, který představuje praktickou pomůcku k vyloučení či potvrzení AIM právě s použitím metody  hs cTNT (Roche). Nic takového doposud dosavadní metody stanovení cTn dřívějších generací neumožňovaly a v tom tkví hlavní novum a přínos vysoce citlivých (hs) metod pro stanovení troponinů.

Pozn.: Z nových informací (FONS1/18) vyplývá, že řádně otestované a klinicky validované soupravy stanovení jsou pouze:  cTnT Roche a cTnI Architect Abbott. Neplatí tedy pro ostatní výrobce hs cTnI, tedy pro  hs cTnI Siemens a hs cTNI Beckman Coulter Access.

prim. MUDr. Jaroslava Ambrožová

Literatura

Franeková, J.: Příspěvek k hodnocení stability ateromatózního plátu ve vztahu k rozvoji kardiovaskulárního rizika. Disertační práce, Masarykova Univerzita, Brno, 2012.

Alpert JS, Thygesen K, Antman E, Bassand JP. Myocardial infarction redefined – a consensus document of The Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology Committee for the redefinition of myocardial infarction. J Am Coll Cardiol 2000; 36: 959–969.

Venge P, Lagerqvist B, Diderholm E, et al. Clinical performance of three cardiac troponin assays in patients with unstable coronary artery disease (a FRISC II substudy). Am J Cardiol 2002; 89: 1035–1041.

Zethelius B, Johnston N, Venge P. Troponin I as a predictor of coronary heart disease and mortality in 70-year-old men: a community-based cohort study. Circulation 2006; 113: 1071–1078.

Wallace TW, Abdullah SM, Drazner MH, et al. Prevalence and determinants of troponin T ¬elevation in the general population. Circulation 2006; 113: 1958–1965.

Engliš M, Šochman J, Pudil R, Franeková J, Jabor A. High-sensitivity metody stanovení srdečních troponinů 2009: kli-nický potenciál, současná praxe a přínos, perspektiva. VnitřLék, 2009; 55: 1079–1084.

Encyklopedie laboratorní diagnostiky pro klinickou praxi http://www.enclabmed.cz