La troponina, o il complesso troponinico, è un complesso di tre proteine regolatorie (troponina C, troponina I e troponina T) che è parte integrante della contrazione muscolare nei muscoli scheletrici e muscolari cardiaci, ma non nei muscoli lisci.
Numerose discussioni circa la troponina spesso riguardano le sue caratteristiche funzionali e la sua utilità come indicatore diagnostico o target terapeutico per vari disturbi cardiaci, in particolare come marker altamente specifico per individuare un infarto miocardico o la morte cellulare del muscolo cardiaco.
Funzione della troponina
La troponina è attaccata alla tropomiosina proteica e si trova all’interno della scanalatura tra i filamenti di actina nel tessuto muscolare.
In un muscolo rilassato, la tropomiosina blocca il sito di attaccamento del “crossbridge” del muscolo di miosina, impedendo così la contrazione muscolare.
Quando la cellula muscolare viene stimolata a contrarsi da un potenziale d’azione, i canali di calcio si aprono nella membrana sarcoplasmatica e rilasciano il calcio nel sarcoplasma.
Alcuni di queste molecole di calcio si attaccano alla troponina, e causano un cambiamento di forma, esponendo siti di legame della miosina sui filamenti di actina.
Il legame della miosina all’atto induce la formazione e l’inizio della contrazione del muscolo.
Dove si trova la troponina
La troponina si trova sia nel muscolo scheletrico, sia nel muscolo cardiaco, ma le versioni specifiche della troponina sono diverse tra i vari tipi di muscolo.
La differenza principale è che la subunità di troponina presente nel muscolo scheletrico ha quattro siti di legame di ioni di calcio, mentre nel muscolo cardiaco ne esistono solo tre.
Le osservazioni sulla quantità effettiva di calcio che si legano alla troponina variano da esperti a esperti e da fonti a fonti.
Fisiologia della troponina
In entrambi i muscoli cardiaci e scheletrici, la produzione muscolare della forza è controllata principalmente dai cambiamenti nella concentrazione di calcio intracellulare.
In generale, quando il calcio sale, i muscoli si contraggono e, quando il calcio scende, i muscoli si rilassano.
La troponina è un componente di filamenti sottili (insieme all’actina e alla tropomiosina) ed è il complesso proteico a cui il calcio si lega per innescare la produzione della forza muscolare.
La troponina ha tre sottounità, TnC, TnI e TnT, e ognuna di queste svolge un ruolo nella regolazione della forza.
Quando il calcio si lega a siti specifici nel dominio N di TnC, si verifica una serie di cambiamenti strutturali tali che la tropomiosina è modificata da siti di legame di miosina sull’actina, permettendo che la miosina si attacchi al filamento sottile e che produca forza e/o accorci il sarcomero.
Funzioni delle subunità
- C: si lega agli ioni di calcio per produrre un cambiamento conformazionale nella TnI;
- T: si lega alla tropomiosina, bloccandola per formare un complesso di troponina-tropomiosina;
- I: si lega all’actina in miofilamenti sottili per mantenere in posizione il complesso troponina-tropomiosina.
Il muscolo liscio non ha troponina.
Relazione con funzione contrattile e insufficienza cardiaca
Le mutazioni nelle subunità troponiche cardiache possono determinare cardiomiopatie, tra cui la cardiomiopatia ipertrofica familiare.
Utilizzo diagnostico della troponina
Un aumentato livello della troponina isoforme proteica cardiaca circolante nel sangue è stato dimostrato essere un biomarker di disturbi cardiaci, il più importante dei quali è l’infarto miocardico.
I livelli di troponina aumentati indicano la morte delle cellule muscolari quando la molecola viene rilasciata nel sangue a seguito di lesioni al cuore.
Condizioni cardiache e troponina
Alcuni sottotipi di troponina (cardiaca I e T) sono molto sensibili e specifici indicatori di danni al muscolo cardiaco (miocardio).
Sono misurate nel sangue per differenziare l’angina instabile e l’infarto miocardico (attacco cardiaco) nelle persone con dolore toracico o sindrome coronarica acuta.
Una persona che ha recentemente avuto un infarto miocardico avrebbe una zona di muscolo cardiaco danneggiato e elevato livelli troponici cardiaci nel sangue; ciò può avvenire anche nelle persone con vasospasmo coronarico.
Dopo un infarto del miocardio le troponine possono rimanere elevate fino a 2 settimane.
Le troponine cardiache sono un marcatore di tutti i danni muscolari del cuore, non solo di infarto miocardico, che è la forma più grave del disturbo cardiaco.
Tuttavia, i criteri diagnostici per la troponina emersa che indicano infarto miocardico è attualmente impostata dall’OMS ad una soglia di 2 μg o superiore.
Anche i livelli critici di altri biomarcatori cardiaci sono rilevanti, ad esempio la creatina chinasi.
Altre condizioni
Altre condizioni che portano direttamente o indirettamente al danno e alla morte del muscolo cardiaco possono anche aumentare i livelli di troponina, come l’insufficienza renale e la tachicardia grave (ad esempio a causa della tachicardia sopraventricolare).
In un individuo con normali arterie coronarie può anche portare ad aumentare le proponine: ad esempio, si presume a causa della maggiore richiesta di ossigeno e di inadeguata fornitura al muscolo cardiaco.
La troponina è aumentata, anche, nei pazienti con insufficienza cardiaca, dove si prevedono la mortalità e le anomalie del ritmo ventricolare.
Può aumentare, anche, in condizioni infiammatorie come la miocardite e la pericardite con il coinvolgimento del muscolo cardiaco.
Inoltre, la troponina può anche indicare diverse forme di cardiomiopatia, quali:
- dilatata;
- cardiomiopatia ipertrofica o ipertrofia ventricolare sinistra;
- perinatale;
- cardiomiopatia di Tako-tsubo;
- disturbi infiltrativi come l’amiloidosi cardiaca.
La lesione cardiaca con troponina aumentata si verifica anche nella contusione cardiaca, nella defibrillazione e nella cardioversione interna o esterna.
Le troponine sono aumentate in diverse procedure come la chirurgia cardiaca e il trapianto di cuore, la chiusura di difetti settari atriali o l’intervento coronarico percutaneo.
Condizioni non cardiache e troponina
La distinzione tra condizioni cardiache e non cardiache è un po’ particolare; le condizioni elencate di seguito non sono malattie cardiache primarie, ma esercitano effetti indiretti sul muscolo cardiaco.
- Le troponine sono aumentate in circa il 40% dei pazienti con malattie critiche come la sepsi. C’è un aumento del rischio di mortalità e di durata nel trattamento intensivo di questi pazienti e nelle gravi emorragie gastrointestinali.
- Gli agenti della chemioterapia possono esercitare effetti tossici sul cuore (esempi includono antraciclina, ciclofosfamide, 5-fluorouracile e cisplatino).
- Diverse tossine e venomi possono anche portare a lesioni muscolari del cuore (veleno dello scorpione, del serpente, della medusa e altri).
- L’avvelenamento da monossido di carbonio o avvelenamento da cianuro può essere accompagnato anche dal rilascio di troponina a causa di effetti cardiotossici ipossici. La lesione cardiaca si verifica in circa un terzo dei casi di avvelenamento grave.
- L’ipertensione polmonare primaria, l’embolia polmonare e l’esacerbazione acuta della malattia polmonare ostruttiva cronica, il ceppo del ventricolo destro con una maggiore tensione del muro e l’ischemia, potrebbero avere infarto miocardico o un’embolia polmonare contemporanea, per cui occorre prestare attenzione ad attribuire livelli elevati di troponina.
- I pazienti affetti da malattie renali a fine stadio possono avere elevati livelli troponina T che sono legati ad una prognosi più scarsa, mentre la Troponina I è meno probabile che sia falsamente elevata.
- Nei disturbi ipertensivi durante la gravidanza, come la preeclampsia, i livelli elevati di troponina indicano un certo grado di danno miofibrillare.
Uso prognostico della troponina
I livelli di troponina aumentati sono prognosticamente importanti in molte delle condizioni in cui vengono utilizzati per la diagnosi.
In uno studio basato sulla comunità che indica l’importanza dei danni cardiaci silenziosi, la troponina I è stato dimostrato riesca a prevedere la mortalità e il primo stadio della malattia coronarica in uomini senza alcuna malattia cardiovascolare di base.
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