troponin er et kompleks av tre globular protein subenheter. Som en del av det kontraktile apparatet i muskelen, regulerer troponin muskelsammentrekning. Det er av spesiell betydning i diagnosen hjerteinfarkt.
Hva er troponin?
Som en komponent i aktintråden er troponin en del av den kontraktile enheten i skjelett- og hjertemuskulaturen. Det er et kompleks av kuleproteiner som sammen med F-aktin og tropomyosin danner aktinfilamentet.
Aktinfilamentet, i samspill med myosinfilamentene, gjør det mulig for muskelen å trekke seg sammen. På grunn av sin evne til å starte eller stoppe muskelkontraksjon, er troponin kjent som et muskelreguleringsprotein i tillegg til tropomyosin. Proteinkomplekset troponin består av tre underenheter, det hemmende troponin I, troponin T, som er ansvarlig for tropomyosinbinding, og det kalsiumbindende troponin C.
Hjertetroponin spiller en viktig rolle i nøddiagnosen av hjerteinfarkt. Hvis hjertemuskulaturen er skadet, frigjøres underenheten troponin I og kan oppdages i blodet ved laboratoriediagnostikk. Dette resulterer i en klassisk progresjon som gjør det mulig å differensiere fra andre muskelsykdommer.
Anatomi og struktur
Troponin er en del av aktinfilamentene som gjennom sin interaksjon med myosinfilamentene gjør at muskelen trekker seg sammen. Begge filamentene danner den minste kontraktile enheten i muskelen, sarkomeren. Troponin er et kompleks av kuleproteiner som består av tre underenheter.
Det skilles mellom hemmende troponin (TnI), tropomyosin-bindende troponin (TnT) og kalsiumbindende troponin (TnC). Tre troponinpeptider følger regelmessig syv F-aktinmolekyler i filamentet. Som et kompleks ligger de nesten horisontalt i aktintråden. Troponin T binder tropomyosin på den ene siden, som er bundet til F-aktin og på den andre til troponin I.Troponin I har en sterk tilhørighet til F-aktin, slik at det er bundet til det i ikke-kontraheret tilstand. Troponin C binder seg også til troponin I og er utsatt for utsiden.
Troponin C er den minste av underenhetene og har et kalsiumbindende domene. Avhengig av musklene, er det tre isoformer av troponin I og troponin T. Hjertet troponin (cTn) finnes i hjertemuskulaturen, og to forskjellige troponiner (sTn) finnes i skjelettmusklene for de raske og langsomme skjelettmuskelfibrene.
Funksjon & oppgaver
Som en del av det kontraktile apparatet spiller troponin en viktig rolle i å regulere muskelsammentrekning. I ikke-eksitert tilstand forhindrer tropomyosintrådenes plassering av actinfilamentet fra å binde seg til myosinhodet. Først når tropomyosin trekkes lenger inn i det indre av glødetråden av troponin T, blir bindingsstedet for myosin utsatt. Denne endringen i posisjon oppnås ved en endring i konformasjon i troponinkomplekset som et resultat av en økning i kalsiumkonsentrasjonen. Kalsium frigjøres i muskelfibrene gjennom elektrisk eksitasjon av plasmamembranen.
Troponin C er kalsiumreseptoren i aktinfilamentet, da den har et kalsiumbindende domene. Dette består igjen av to strukturer, hver med fire kalsiumbindingssteder. To av disse bindingssidene er hver høye affinitet for kalsium, to har lav affinitet. Bare bindingssidene med lav affinitet er involvert i sammentrekningen. Konformasjonsendringen fra troponin C til kalsiumbinding overføres direkte av troponin T til tropomyosin, som trekkes videre inn i sporet mellom aktinstrengene og frigjør bindingsposisjonen for myosinhodet.
Samtidig avbrytes den inhiberende effekten av troponin I på ATPase og ATP kan deles ved myosinet, slik at myosinhodet knuser. Aktinfilamentet dras langs myosinfilamentet og muskelen trekker seg sammen. Bindingen av myosin og actin blir avbrutt ved tilsetning av ny ATP til myosinet. Kalsiumnivået i muskelfiberen synker, og tropomyosintrådene skjuler myosinbindingsstedet igjen. Muskelen er i avslapning.
Sykdommer
Troponinverdien er den viktigste diagnostiske parameteren for hjerteinfarkt, hvis hjertemuskelen blir skadet, frigjøres hjertet troponin, spesielt troponin T og troponin I, i blodet. Troponinnivået kan bestemmes i serum, plasma eller fullblod.
Konsentrasjonen av troponin i blodet viser et typisk forløp etter et hjerteinfarkt, slik at det kan skilles fra andre hjertemuskelskader. En økning i troponin skjer omtrent 3-8 timer etter utbruddet av hjerteinfarktet. De høyeste verdiene kan måles 12-96 timer etter start. Det tar omtrent to uker før troponinnivået i blodet kommer tilbake til det normale etter et hjerteinfarkt. Hvis troponinnivået synker, er det veldig sannsynlig at det ikke er et hjerteinfarkt, men en annen årsak som for mye strekk, betennelse i skjelettmuskulaturen eller andre skader.
Forhøyede troponinnivåer finnes også i en rekke andre sykdommer som involverer ødeleggelse av muskelvev. Troponinnivået stiger i tilfelle funksjonsforstyrrelser eller betennelse i hjertet, sykdommer i blodkarene, betennelse eller skader på skjelettmusklene, slag, funksjonsforstyrrelser i lungene eller til og med brannskader og sepsis. Økningen i troponin for dødeligheten etter operasjoner regnes som en viktig risikofaktor. Siden det er flere dager mellom en økning i troponin og pasientens død, kan medisiner gripes inn i god tid.
Stigningen i troponinnivået etter tung fysisk anstrengelse som utholdenhetsidrett har ingen sykdomsverdi. Vanligvis normaliseres verdiene i løpet av få timer, slik at normalverdien er tilbake etter maksimalt 72 timer.
