Troponina
Complejo proteico
Troponina
ObjetivoPara detectar daño miocárdico
Representación en cinta del complejo central de troponina cardíaca humana (núcleo de 52 kDa) en la forma saturada de calcio. Azul = troponina C; verde = troponina I; magenta = troponina T. [1]

La troponina , o complejo de troponina , es un complejo de tres proteínas reguladoras ( troponina C , troponina I y troponina T ) que son fundamentales para la contracción muscular [2] en el músculo esquelético y el músculo cardíaco , pero no en el músculo liso . Las mediciones de las troponinas I y T específicas del corazón se utilizan ampliamente como indicadores de diagnóstico y pronóstico en el tratamiento de la miocarditis , el infarto de miocardio y el síndrome coronario agudo . [3] Los niveles de troponina en sangre se pueden utilizar como un marcador de diagnóstico de accidente cerebrovascular u otra lesión miocárdica en curso, aunque la sensibilidad de esta medición es baja. [4] [5] [6] [7] [8]

Función

La troponina se une a la proteína tropomiosina y se encuentra dentro del surco entre los filamentos de actina en el tejido muscular. En un músculo relajado, la tropomiosina bloquea el sitio de unión para el puente cruzado de miosina , impidiendo así la contracción. Cuando la célula muscular es estimulada a contraerse por un potencial de acción , los canales de calcio se abren en la membrana sarcoplásmica y liberan calcio en el sarcoplasma. Parte de este calcio se une a la troponina, lo que hace que cambie de forma, exponiendo los sitios de unión para la miosina (sitios activos) en los filamentos de actina . La unión de la miosina a la actina provoca la formación del puente cruzado y comienza la contracción del músculo. [9]

Activación de la troponina. La troponina C (roja) se une al Ca2+, lo que estabiliza el estado activado, en el que la troponina I (amarilla) ya no está unida a la actina. La troponina T (azul) ancla el complejo a la tropomiosina.

La troponina se encuentra tanto en el músculo esquelético como en el músculo cardíaco , pero las versiones específicas de la troponina difieren entre los tipos de músculo. La principal diferencia es que la subunidad TnC de la troponina en el músculo esquelético tiene cuatro sitios de unión de iones de calcio, mientras que en el músculo cardíaco solo hay tres. La cantidad real de calcio que se une a la troponina no se ha establecido de manera definitiva. [10]

Fisiología

En los músculos cardíacos y esqueléticos, la producción de fuerza muscular está controlada principalmente por cambios en la concentración intracelular de calcio . En general, cuando el calcio aumenta, los músculos se contraen y, cuando el calcio disminuye, los músculos se relajan. [ cita requerida ]

La troponina es un componente de los filamentos delgados (junto con la actina y la tropomiosina ), y es el complejo proteico al que se une el calcio para desencadenar la producción de fuerza muscular. La troponina tiene tres subunidades, TnC, TnI y TnT, cada una de las cuales desempeña un papel en la regulación de la fuerza. [ cita requerida ] . Con niveles intracelulares de calcio en reposo, la tropomiosina cubre los sitios activos de actina a los que se une la miosina (un motor molecular organizado en filamentos gruesos musculares) para generar fuerza. Cuando el calcio se une a sitios específicos en el dominio N de TnC, se produce una serie de cambios estructurales de la proteína, [ cita requerida ] de modo que la tropomiosina se aleja de los sitios de unión de la miosina en la actina, lo que permite que la miosina se adhiera al filamento delgado y produzca fuerza y ​​acorte el sarcómero . [ cita requerida ]

Las subunidades individuales cumplen diferentes funciones: [ cita requerida ]

  • La troponina C se une a los iones de calcio para producir un cambio conformacional en TnI
  • La troponina T se une a la tropomiosina, entrelazándolas para formar un complejo troponina-tropomiosina.
  • La troponina I se une a la actina en miofilamentos delgados para mantener el complejo actina-tropomiosina en su lugar.

El músculo liso no tiene troponina. [11]

Subunidades

TnT es una subunidad de unión a la tropomiosina que regula la interacción del complejo de troponina con filamentos delgados; TnI inhibe la actividad ATP-asa de la acto-miosina; TnC es una subunidad de unión a Ca 2+ que desempeña el papel principal en la regulación dependiente de Ca 2+ de la contracción muscular. [12]

La TnT y la TnI en el músculo cardíaco se presentan en formas diferentes a las del músculo esquelético. En el tejido muscular esquelético humano se expresan dos isoformas de TnI y dos isoformas de TnT (skTnI y skTnT). Solo se describe una isoforma específica de tejido de la TnI para el tejido muscular cardíaco (cTnI), mientras que en la literatura se describe la existencia de varias isoformas específicas cardíacas de la TnT (cTnT). No se conocen isoformas cardíacas específicas para la TnC humana. La TnC en el tejido muscular cardíaco humano se presenta en una isoforma típica del músculo esquelético lento. Otra forma de TnC, la isoforma rápida de la TnC esquelética, es más típica de los músculos esqueléticos rápidos. [13] La cTnI se expresa solo en el miocardio. No se conocen ejemplos de expresión de cTnI en músculo esquelético sano o lesionado ni en otros tipos de tejidos. La cTnT es probablemente menos específica cardíaca. Se ha descrito la expresión de cTnT en el tejido esquelético de pacientes con lesiones crónicas del músculo esquelético. [14]

Dentro del complejo de troponina cardíaca, la interacción más fuerte entre moléculas se ha demostrado para el complejo binario cTnI – TnC, especialmente en presencia de Ca 2+ ( KA = 1,5  ×  10 −8 M −1 ). [15] TnC, formando un complejo con cTnI, cambia la conformación de la molécula de cTnI y protege parte de su superficie. Según los últimos datos, cTnI se libera en el torrente sanguíneo del paciente en forma de complejo binario con TnC o complejo ternario con cTnT y TnC. [16] La formación del complejo cTnI-TnC juega un papel positivo importante en la mejora de la estabilidad de la molécula de cTnI. cTnI, que es extremadamente inestable en su forma libre, demuestra una estabilidad significativamente mejor en complejo con TnC o en complejo ternario cTnI-cTnT-TnC. Se ha demostrado que la estabilidad de cTnI en complejos nativos es significativamente mejor que la estabilidad de la forma purificada de la proteína o la estabilidad de cTnI en complejos de troponina artificiales combinados a partir de proteínas purificadas. [ cita requerida ]

Investigación

Afecciones cardíacas

Los subtipos de troponina (cardíaca I y T ) son indicadores sensibles y específicos de daño del músculo cardíaco ( miocardio ). Se miden en la sangre para diferenciar entre angina inestable e infarto de miocardio (ataque cardíaco) en personas con dolor en el pecho o síndrome coronario agudo . Una persona que ha tenido recientemente un infarto de miocardio tiene áreas de músculo cardíaco dañado y niveles elevados de troponina cardíaca en la sangre. [17] Esto también puede ocurrir en personas con vasoespasmo coronario , un tipo de infarto de miocardio que implica una constricción grave de los vasos sanguíneos cardíacos. Después de un infarto de miocardio, las troponinas pueden permanecer altas hasta 2 semanas. [18]

Las troponinas cardíacas son un marcador de todos los daños en el músculo cardíaco, no solo del infarto de miocardio, que es la forma más grave de trastorno cardíaco. Sin embargo, los criterios de diagnóstico para el aumento de troponina que indica infarto de miocardio están establecidos actualmente por la OMS en un umbral de 2 μg/L o superior. Los niveles críticos de otros biomarcadores cardíacos también son relevantes, como la creatina quinasa . [19] Otras afecciones que conducen directa o indirectamente al daño del músculo cardíaco y la muerte también pueden aumentar los niveles de troponina, como la insuficiencia renal . [20] [21] La taquicardia grave (por ejemplo, debido a la taquicardia supraventricular ) en un individuo con arterias coronarias normales también puede conducir a un aumento de troponinas; por ejemplo, se presume que se debe a una mayor demanda de oxígeno y un suministro inadecuado al músculo cardíaco. [ cita requerida ]

La colocación de un stent en la arteria coronaria también puede provocar un aumento inmediato de los niveles de troponina sérica después del procedimiento. Esto puede ser problemático en un entorno clínico, ya que los valores de troponina y los protocolos de orientación se vuelven objeto de una interpretación más reflexiva. Básicamente, dificulta que un médico utilice la elevación de troponina para el diagnóstico en este grupo de pacientes. Después de la colocación de un stent y los procedimientos de ICP relacionados, los niveles de troponina vuelven a los niveles estándar una vez que el stent se ha "asentado" y ya no causa inflamación localizada del músculo cardíaco. [22]

En pacientes con estenosis valvular aórtica asintomática no grave y sin enfermedad coronaria evidente , se encontró que el aumento de troponina T (por encima de 14 pg/mL) se asociaba con una mayor tasa de eventos cardíacos isquémicos a 5 años ( infarto de miocardio , intervención coronaria percutánea o cirugía de derivación de la arteria coronaria ). [23]

Las troponinas también aumentan en pacientes con insuficiencia cardíaca , donde también predicen la mortalidad y las anomalías del ritmo ventricular. Pueden aumentar en afecciones inflamatorias como la miocarditis y la pericarditis con afectación del músculo cardíaco (que entonces se denomina miopericarditis). Las troponinas también pueden indicar varias formas de miocardiopatía , como la miocardiopatía dilatada , la miocardiopatía hipertrófica o hipertrofia ventricular (izquierda) , la miocardiopatía periparto , la miocardiopatía de Takotsubo o trastornos infiltrativos como la amiloidosis cardíaca . [ cita requerida ]

La lesión cardíaca con aumento de troponinas también se produce en la contusión cardíaca , la desfibrilación y la cardioversión interna o externa . Las troponinas aumentan comúnmente en varios procedimientos, como la cirugía cardíaca y el trasplante cardíaco , el cierre de defectos del tabique auricular , la intervención coronaria percutánea o la ablación por radiofrecuencia . [ cita requerida ]

Afecciones no cardíacas

La distinción entre enfermedades cardíacas y no cardíacas es un tanto artificial; las enfermedades enumeradas a continuación no son enfermedades cardíacas primarias, pero ejercen efectos indirectos sobre el músculo cardíaco.

Las troponinas aumentan en alrededor del 40% de los pacientes con enfermedades críticas como la sepsis . Existe un mayor riesgo de mortalidad y de estadía en la unidad de cuidados intensivos en estos pacientes. [24] En el sangrado gastrointestinal grave , también puede haber un desajuste entre la demanda de oxígeno y el suministro del miocardio.

Los agentes quimioterapéuticos pueden ejercer efectos tóxicos sobre el corazón (por ejemplo, antraciclina , ciclofosfamida , 5-fluorouracilo y cisplatino ). Varias toxinas y venenos también pueden provocar lesiones en el músculo cardíaco ( veneno de escorpión , veneno de serpiente y veneno de medusas y ciempiés ). La intoxicación por monóxido de carbono o cianuro también puede ir acompañada de la liberación de troponinas debido a efectos cardiotóxicos hipóxicos. La lesión cardíaca ocurre en aproximadamente un tercio de los casos graves de intoxicación por CO, y la detección de troponinas es adecuada en estos pacientes. [25] [26]

Tanto en la hipertensión pulmonar primaria , la embolia pulmonar y las exacerbaciones agudas de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), la tensión del ventrículo derecho produce un aumento de la tensión de la pared y puede causar isquemia . Por supuesto, los pacientes con exacerbaciones de la EPOC también pueden sufrir un infarto de miocardio o una embolia pulmonar concurrentes, por lo que se debe tener cuidado de atribuir los niveles elevados de troponina a la EPOC.

Las personas con enfermedad renal terminal pueden tener niveles crónicamente elevados de troponina T, lo que está relacionado con un peor pronóstico. [27] [28] Es menos probable que la troponina I esté falsamente elevada. [27]

El ejercicio de resistencia extenuante, como maratones o triatlones, puede provocar un aumento de los niveles de troponina en hasta un tercio de los sujetos, pero no está relacionado con efectos adversos para la salud en estos competidores. [29] [30] [31] También se han informado niveles elevados de troponina T en pacientes con enfermedades musculares inflamatorias como polimiositis o dermatomiositis . [32] [33] Las troponinas también aumentan en la rabdomiólisis .

En los trastornos hipertensivos del embarazo, como la preeclampsia , los niveles elevados de troponina indican cierto grado de daño miofibrilar. [34] [35]

La troponina T e I cardíacas se pueden utilizar para controlar la toxicidad de los cardiomiocitos inducida por fármacos y toxinas. [36]

En 2020, se descubrió que los pacientes con COVID-19 grave tenían niveles más altos de troponina I en comparación con aquellos con una enfermedad más leve. [37]

Uso pronóstico

Los niveles elevados de troponina son importantes desde el punto de vista pronóstico en muchas de las afecciones en las que se utilizan para el diagnóstico. [38]

En un estudio de cohorte de base comunitaria que indica la importancia del daño cardíaco silencioso, se ha demostrado que la troponina I predice la mortalidad y el primer evento de enfermedad cardíaca coronaria en hombres libres de enfermedad cardiovascular al inicio del estudio. [39] En personas con accidente cerebrovascular, los niveles elevados de troponina en sangre no son un marcador útil para detectar la afección. [8]

Subunidades

En un principio, la cTnI [40] y, más tarde, la cTnT [41] se utilizaron como marcadores de muerte celular cardíaca. Actualmente, ambas proteínas se utilizan ampliamente para diagnosticar el infarto agudo de miocardio (IAM), la angina inestable, el traumatismo miocárdico posoperatorio y otras enfermedades relacionadas con la lesión del músculo cardíaco. Ambos marcadores pueden detectarse en la sangre del paciente entre 3 y 6 horas después del inicio del dolor torácico, y alcanzan su nivel máximo entre 16 y 30 horas después. Se puede detectar una concentración elevada de cTnI y cTnT en muestras de sangre incluso entre 5 y 8 días después del inicio de los síntomas, lo que hace que ambas proteínas sean útiles también para el diagnóstico tardío del IAM. [42]

Detección

La troponina cardíaca T e I se miden mediante métodos de inmunoensayo . [43] [44]

  • Debido a las regulaciones de patentes, un único fabricante ( Roche Diagnostics ) distribuye cTnT .
  • Una gran cantidad de empresas de diagnóstico ofrecen métodos de inmunoensayo de cTnI en muchas plataformas de inmunoensayo diferentes. [44] [45]

La elevación de troponina después de la necrosis de células cardíacas comienza dentro de las 2 a 3 horas, alcanza su punto máximo en aproximadamente 24 horas y persiste durante 1 a 2 semanas. [46]

Véase también

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