تروبونين

تروبونين هو مركب من ثلاث وحدات فرعية بروتين كروي. كجزء من الجهاز المقلص للعضلة ، ينظم التروبونين تقلص العضلات. له أهمية خاصة في تشخيص النوبات القلبية.

ما هو تروبونين؟

كعنصر من مكونات خيوط الأكتين ، يعتبر التروبونين جزءًا من الوحدة المقلصة للعضلات الهيكلية والقلب. إنه مركب من البروتينات الكروية التي تشكل مع F-actin و tropomyosin خيوط الأكتين.

تعمل خيوط الأكتين ، بالتفاعل مع خيوط الميوسين ، على تمكين العضلات من الانقباض. نظرًا لقدرته على بدء أو إيقاف تقلص العضلات ، يُعرف التروبونين باسم بروتين منظم للعضلات بالإضافة إلى تروبوميوسين. يتكون مركب البروتين تروبونين من ثلاث وحدات فرعية ، التروبونين المثبط I ، التروبونين T المسؤول عن ارتباط التروبوميوسين وتروبونين المرتبط بالكالسيوم.

يلعب التروبونين القلبي دورًا مهمًا في التشخيص الطارئ للنوبات القلبية. في حالة تلف عضلات القلب ، يتم تحرير وحدة التروبونين 1 الفرعية ويمكن اكتشافها في الدم عن طريق التشخيص المختبري. ينتج عن هذا تقدم كلاسيكي يسمح بالتمييز بين الاضطرابات العضلية الأخرى.

التشريح والهيكل

التروبونين هو جزء من خيوط الأكتين التي ، من خلال تفاعلها مع خيوط الميوسين ، تمكن العضلات من الانقباض. كلا الخيوط تشكل أصغر وحدة مقلصة للعضلة ، القسيم العضلي. التروبونين عبارة عن مركب من البروتينات الكروية يتكون من ثلاث وحدات فرعية.

يتم التمييز بين التروبونين المثبط (TnI) ، التروبونين المرتبط بالتروبوميوسين (TnT) والتروبونين المرتبط بالكالسيوم (TnC). ثلاثة ببتيدات تروبونين تتبع بانتظام سبعة جزيئات F-actin في الشعيرة. كمجمع ، فهي تقع أفقياً تقريبًا في خيوط الأكتين. يربط Troponin T التروبوميوسين على جانب واحد ، والذي يرتبط بـ F-actin وعلى الجانب الآخر بالتروبونين I.يمتلك Troponin I تقاربًا قويًا مع F-actin ، بحيث يكون مرتبطًا به في الحالة غير التعاقدية. يرتبط Troponin C أيضًا بـ Troponin I ويتعرض للخارج.

Troponin C هو أصغر الوحدات الفرعية وله مجال ربط الكالسيوم. اعتمادًا على العضلات ، هناك ثلاثة أشكال إسوية من التروبونين الأول والتروبونين T. يوجد التروبونين القلبي (cTn) في عضلات القلب ويوجد نوعان مختلفان من التروبونين (sTn) في العضلات الهيكلية للألياف العضلية الهيكلية السريعة والبطيئة.

الوظيفة والمهام

كجزء من الجهاز المقلص ، يلعب التروبونين دورًا مهمًا في تنظيم تقلص العضلات. في حالة عدم الإثارة ، يمنع موضع خيوط التروبوميوسين خيوط الأكتين من الارتباط برأس الميوسين. فقط عندما يتم سحب التروبوميوسين إلى داخل اللولب الخيطي بواسطة تروبونين تي ، يكون موقع ربط الميوسين مكشوفًا. يتم تحقيق هذا التغيير في الموضع من خلال تغيير في التشكل في مركب تروبونين نتيجة لزيادة تركيز الكالسيوم. يتم إطلاق الكالسيوم في ألياف العضلات من خلال الإثارة الكهربائية لغشاء البلازما.

تروبونين سي هو مستقبل الكالسيوم في خيوط الأكتين ، حيث يحتوي على مجال ربط الكالسيوم. يتكون هذا بدوره من بنيتين ، يحتوي كل منهما على أربعة مواقع ربط للكالسيوم. اثنان من مواقع الارتباط هذه تقارب كل منهما بدرجة عالية للكالسيوم ، اثنان منها لهما تقارب منخفض. فقط مواقع الربط منخفضة التقارب متورطة في الانكماش. ينتقل التغيير التوافقي من تروبونين سي إلى ارتباط الكالسيوم مباشرة عن طريق تروبونين تي إلى التروبوميوسين ، والذي يتم سحبه أكثر في الأخدود بين خيوط الأكتين ويطلق موضع الربط لرأس الميوسين.

في الوقت نفسه ، يتم إلغاء التأثير المثبط للتروبونين الأول على ATPase ويمكن تقسيم ATP عند الميوسين ، بحيث يتشابك رأس الميوسين. يتم سحب خيوط الأكتين على طول خيوط الميوسين وتقلص العضلات. يتم قطع ارتباط الميوسين والأكتين بإضافة ATP جديد إلى الميوسين. ينخفض ​​مستوى الكالسيوم في الألياف العضلية وتخفي خيوط التروبوميوسين موقع ارتباط الميوسين مرة أخرى. العضلة في حالة استرخاء.

الأمراض

تعتبر قيمة التروبونين أهم معلمة تشخيصية مخبرية لاحتشاء عضلة القلب ، وفي حالة تلف عضلة القلب ، يتم إطلاق التروبونين القلبي ، وخاصة تروبونين تي وتروبونين 1 ، في الدم. يمكن تحديد مستوى التروبونين في المصل أو البلازما أو الدم الكامل.

يظهر تركيز التروبونين في الدم مسارًا نموذجيًا بعد نوبة قلبية ، بحيث يمكن تمييزه عن تلف عضلة القلب الأخرى. تحدث زيادة في التروبونين بعد حوالي 3-8 ساعات من بداية النوبة القلبية. يمكن قياس أعلى القيم بعد 12-96 ساعة من البداية. يستغرق الأمر حوالي أسبوعين حتى يعود مستوى التروبونين في الدم إلى طبيعته بعد نوبة قلبية. إذا كان مستوى التروبونين ينخفض ​​، فمن المحتمل جدًا أنه ليس نوبة قلبية ولكن سبب آخر مثل التمدد المفرط أو التهاب عضلات الهيكل العظمي أو إصابات أخرى.

تم العثور على مستويات التروبونين المرتفعة أيضًا في مجموعة متنوعة من الأمراض الأخرى التي تنطوي على تدمير الأنسجة العضلية. يرتفع مستوى التروبونين ، على سبيل المثال ، في حالة الاضطرابات الوظيفية أو التهاب القلب ، أو أمراض الأوعية الدموية ، أو التهابات أو إصابات في عضلات الهيكل العظمي ، أو السكتات الدماغية ، أو الاضطرابات الوظيفية في الرئتين أو حتى الحروق والإنتان. يعتبر ارتفاع نسبة التروبونين في معدل الوفيات بعد العمليات من عوامل الخطر الرئيسية. نظرًا لوجود عدة أيام بين زيادة التروبونين ووفاة المريض ، يمكن التدخل في الدواء في الوقت المناسب.

الارتفاع في مستوى التروبونين بعد مجهود بدني شديد مثل رياضة التحمل ليس له قيمة مرضية. عادة ما يتم تطبيع القيم في غضون ساعات قليلة ، بحيث تعود القيمة الطبيعية بعد 72 ساعة كحد أقصى.