トロポニン:構造、機能および病気

トロポニン XNUMXつの球状タンパク質サブユニットの複合体です。 筋肉収縮装置のコンポーネントとして、 トロポニン 筋肉の収縮を調節します。 それは心筋梗塞の診断において特別な重要性を持っています。

トロポニンとは何ですか?

トロポニン、アクチンフィラメントの構成要素として、骨格筋と心筋の収縮単位の一部です。 それは球状の複合体です タンパク質 それは、F-アクチンおよびトロポミオシンと一緒になって、アクチンフィラメントを形成します。 アクチンフィラメントは、ミオシンフィラメントと相互作用して、筋肉を収縮させます。 トロポニンは、筋肉の収縮を開始または停止する能力があるため、トロポミオシンとともに、筋肉の調節タンパク質としても知られています。 トロポニンタンパク質複合体は、XNUMXつのサブユニット、阻害性トロポニンI、 トロポニンT トロポミオシン結合に関与し、 カルシウム トロポニンCの結合。

心臓トロポニンは、心筋梗塞の緊急診断において重要な役割を果たします。 に破損があった場合 ハート 筋肉では、サブユニット トロポニン I が放出され、筋肉内で検出できます。 by 検査診断. これは、筋肉系の他の疾患との区別を可能にする古典的な臨床像をもたらします。

解剖学と構造

トロポニンはアクチンフィラメントの成分であり、ミオシンフィラメントとの相互作用により筋肉の収縮が可能になります。 両方のフィラメントは、筋肉の最小の収縮単位であるサルコメアを形成します。 トロポニンは球状の複合体です タンパク質 XNUMXつのサブユニットで構成されています。 抑制性トロポニン(TnI)、トロポミオシン結合トロポニン(TnT)、および カルシウム-結合トロポニン (TnC)。 XNUMXつのトロポニンペプチドが定期的にXNUMXつのF-アクチンに続きます フィラメントで。 それらは、アクチンフィラメント内でほぼ水平に複合体として存在します。 トロポニンT 一方はF-アクチンに結合しているトロポミオシンに結合し、もう一方はトロポニンIに結合します。トロポニンIはF-アクチンに強い親和性を持っているため、非収縮状態で結合します。 トロポニンCはトロポニンIにも結合し、外部に露出します。 トロポニンCはサブユニットの中で最も小さく、 カルシウム-結合ドメイン。 筋肉組織に応じて、トロポニンIとトロポニンのそれぞれXNUMXつのアイソフォーム トロポニンT 存在します。 心臓トロポニン(cTn)は心筋に見られ、XNUMXつの異なるトロポニン(sTn)がそれぞれの速い骨格筋線維と遅い骨格筋線維の骨格筋に存在します。

機能とタスク

収縮装置の構成要素として、トロポニンは筋収縮の調節において重要な役割を果たします。 非励起状態では、トロポミオシンフィラメントの位置がアクチンフィラメントがミオシンに結合するのを防ぎます . トロポミオシンがトロポニンTによってフィラメントヘリックスのさらに内側に引っ張られた場合にのみ、ミオシンの結合部位が露出します。 この位置の変化は、カルシウムの増加の結果としてのトロポニン複合体のコンフォメーション変化によって達成されます 濃度. カルシウムは、原形質膜の電気的励起によって筋線維に放出されます。 トロポニンCは、カルシウム結合ドメインを持っているため、アクチンフィラメントのカルシウム受容体です。 これは XNUMX つの構造からなり、それぞれが XNUMX つのカルシウム結合部位を持っています。 これらの結合部位のうちのXNUMXつはそれぞれカルシウムに対して高い親和性を持ち、XNUMXつは低い親和性を持っています。 低親和性結合部位のみが収縮に関与します。 カルシウム結合後のトロポニンCのコンフォメーション変化は、トロポニンTによってトロポミオシンに直接伝達され、トロポミオシンはアクチン鎖間の溝にさらに引き込まれ、ミオシンの結合部位を解放します . 同時に、ATPase に対するトロポニン I の阻害効果が無効になり、ATP がミオシンで切断され、ミオシンがねじれます。 . アクチンフィラメントはミオシンフィラメントに沿って引っ張られ、筋肉が収縮します。 ミオシンとアクチンの結合は、ミオシンへの新しいATPの付着によって破壊されます。 のカルシウムレベル 筋線維 減少し、トロポミオシンフィラメントが再びミオシン結合部位を覆います。 筋肉があります 緩和.

病気

トロポニン値は、心筋梗塞の最も重要な検査室診断パラメーターを表します。 心臓トロポニン、特にトロポニンTとトロポニンIは、 心筋 トロポニンレベルは、血清、血漿、または全体で測定できます。 を選択します。 濃度 血中のトロポニンの量は、 ハート 他の心筋障害と区別できるように攻撃します。 トロポニンの増加は、心筋梗塞の発症後約 3 ~ 8 時間で発生します。 最高値は、発症後12〜96時間で測定できます。 血中のトロポニンレベルが正常に戻るまで約XNUMX週間かかります ハート 攻撃。 トロポニンレベルが減少するコースを示す場合、それはおそらくそうではありません 心臓発作 伸ばしすぎなどの別の原因ですが、 炎症 骨格筋または他の傷害の。 トロポニンレベルの上昇は、筋肉組織の破壊を伴う他のさまざまな状態でも見られます。 たとえば、トロポニンレベルは機能不全の場合に増加しますまたは 炎症 心臓の病気、血の病気 , 炎症 または骨格筋の損傷、 ストローク、肺の機能障害、または 火傷 & 敗血症、とりわけ。 トロポニンの上昇は、手術後の死亡の主要な危険因子と考えられています。 トロポニンの上昇から患者の死亡までには数日かかるため、適時の投薬介入が可能です。 次のような激しい運動後のトロポニンレベルの増加 耐久性 スポーツ、臨床的意義はありません。 ほとんどの場合、レベルは数時間以内に正常化し、最大72時間後に正常に戻ります。