Troponin

Troponin is een complex van drie globulaire eiwitsubeenheden. Als onderdeel van het contractiele apparaat van de spier reguleert troponine de spiercontractie. Het is van bijzonder belang bij de diagnose van hartaanvallen.

Wat is troponine?

Als onderdeel van de actine-gloeidraad maakt troponine deel uit van de contractiele eenheid van de skelet- en hartspieren. Het is een complex van bolvormige eiwitten die samen met F-actine en tropomyosine het actinefilament vormen.

Het actinefilament, in interactie met de myosinefilamenten, zorgt ervoor dat de spier samentrekt. Vanwege het vermogen om spiercontractie te starten of te stoppen, staat troponine naast tropomyosine bekend als een spierregulerend eiwit. Het eiwitcomplex troponine bestaat uit drie subeenheden, het remmende troponine I, het troponine T, dat verantwoordelijk is voor tropomyosinebinding, en het calciumbindende troponine C.

Cardiale troponine speelt een belangrijke rol bij de nooddiagnose van hartaanvallen. Als de hartspieren beschadigd zijn, komt de troponine I-subeenheid vrij en kan deze in het bloed worden gedetecteerd door laboratoriumdiagnostiek. Dit resulteert in een klassieke progressie waardoor het kan worden onderscheiden van andere spieraandoeningen.

Anatomie en structuur

Troponine maakt deel uit van de actinefilamenten die, door hun interactie met de myosinefilamenten, de spier samentrekken. Beide filamenten vormen de kleinste samentrekkende eenheid van de spier, de sarcomeer. Troponine is een complex van globulaire eiwitten dat uit drie subeenheden bestaat.

Er wordt onderscheid gemaakt tussen remmend troponine (TnI), tropomyosinebindend troponine (TnT) en calciumbindend troponine (TnC). Drie troponinepeptiden volgen regelmatig zeven F-actinemoleculen in het filament. Als complex liggen ze bijna horizontaal in de actinefilament. Troponin T bindt tropomyosine aan de ene kant, dat gebonden is aan F-actine en aan de andere kant aan troponine I.Troponine I heeft een sterke affiniteit voor F-actine, zodat het eraan gebonden is in de niet-samengetrokken toestand. Troponine C bindt ook aan troponine I en wordt blootgesteld aan de buitenkant.

Troponine C is de kleinste van de subeenheden en heeft een calciumbindend domein. Afhankelijk van de spieren zijn er drie isovormen van troponine I en troponine T. Het cardiale troponine (cTn) wordt aangetroffen in de hartspier en er bestaan ​​twee verschillende troponines (sTn) in de skeletspieren voor de snelle en langzame skeletspiervezels.

Functie en taken

Als onderdeel van het contractiele apparaat speelt troponine een belangrijke rol bij het reguleren van spiercontractie. In de niet-geëxciteerde toestand verhindert de positie van de tropomyosinedraden dat het actinefilament zich aan de myosinekop bindt. Alleen wanneer tropomyosine door troponine T verder naar het binnenste van de filamenthelix wordt getrokken, wordt de bindingsplaats voor myosine blootgelegd. Deze positieverandering wordt bereikt door een verandering in conformatie in het troponinecomplex als gevolg van een toename van de calciumconcentratie. Calcium komt vrij in de spiervezels door elektrische excitatie van het plasmamembraan.

Troponine C is de calciumreceptor in het actinefilament, aangezien het een calciumbindend domein heeft. Dit bestaat op zijn beurt uit twee structuren, elk met vier calciumbindingsplaatsen. Twee van deze bindingsplaatsen hebben elk een hoge affiniteit voor calcium, twee hebben een lage affiniteit. Alleen de bindingsplaatsen met lage affiniteit zijn bij de contractie betrokken. De conformationele verandering van troponine C naar calciumbinding wordt direct door troponine T overgedragen op het tropomyosine, dat verder in de groef tussen de actinestrengen wordt getrokken en de bindingspositie voor de myosinekop vrijgeeft.

Tegelijkertijd wordt het remmende effect van troponine I op de ATPase opgeheven en kan ATP op de myosine worden gesplitst, zodat de myosinekop knikt. Het actinefilament wordt langs het myosinefilament getrokken en de spier trekt samen. De binding van myosine en actine wordt onderbroken door de toevoeging van nieuw ATP aan de myosine. Het calciumgehalte in de spiervezel daalt en de tropomyosinedraden verbergen de myosinebindingsplaats weer. De spier is in ontspanning.

Ziekten

De troponinewaarde is de belangrijkste laboratoriumdiagnostische parameter voor een myocardinfarct: bij beschadiging van de hartspier komt het cardiale troponine, vooral troponine T en troponine I, vrij in het bloed. Het troponinegehalte kan worden bepaald in serum, plasma of volbloed.

De concentratie troponine in het bloed vertoont een typisch verloop na een hartinfarct, zodat het kan worden onderscheiden van andere hartspierbeschadigingen. Een toename van troponine treedt ongeveer 3-8 uur na het begin van de hartaanval op. De hoogste waarden kunnen 12-96 uur na de start worden gemeten. Het duurt ongeveer twee weken voordat de troponinespiegel in het bloed na een hartaanval weer normaal is. Als het troponinespiegel daalt, is het zeer waarschijnlijk dat het geen hartaanval is, maar een andere oorzaak, zoals overrekking, ontsteking van de skeletspieren of ander letsel.

Verhoogde troponinespiegels worden ook aangetroffen bij een verscheidenheid aan andere ziekten waarbij spierweefsel wordt vernietigd. De troponinespiegel stijgt bijvoorbeeld bij functiestoornissen of hartontstekingen, aandoeningen van de bloedvaten, ontstekingen of verwondingen aan de skeletspieren, beroertes, functiestoornissen van de longen of zelfs brandwonden en sepsis. De stijging van troponine voor het sterftecijfer na operaties wordt als een belangrijke risicofactor beschouwd. Aangezien er meerdere dagen zitten tussen een toename van troponine en het overlijden van de patiënt, kan er tijdig met medicatie worden ingegrepen.

De stijging van het troponineniveau na zware lichamelijke inspanning zoals duursport heeft geen ziektewaarde. Meestal normaliseren de waarden zich binnen enkele uren, zodat de normale waarde na maximaal 72 uur weer terug is.