浅谈肌钙蛋白

肌钙蛋白(Troponin,Tn)是横纹肌的结构蛋白,存在于肌原纤维的细丝中,是与心肌和骨骼肌收缩有关的调节蛋白,调节肌肉的收缩和舒张。心肌肌钙蛋白(cardiactropnin,cTn)是年Cummins等诊断急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)时首次报道的。近几年来,随着对心肌肌钙蛋白研究的深入,检测心肌肌钙蛋白的方法及试剂广泛地应用于实验室,因此它的应用范围越来越广泛,作用更加突出,在临床上越来越受重视,现已用于心肌缺血损伤的临床诊断和预后判断,成为心肌损伤的特异标志物。

1.肌钙蛋白的结构

肌钙蛋白是由三种不同的亚基组成:肌钙蛋白T(TnT)、肌钙蛋白I(TnI)和肌钙蛋白C(TnC)。

TnI分子量为21kD,是肌原纤维ATP酶的抑制性亚单位,它可抑制肌球蛋白与肌动蛋白的耦联,松弛骨骼肌或心肌。

TnT分子量为37kD,是与原肌球蛋白结合的亚单位,它将肌钙蛋白C和肌钙蛋白I连接到肌动蛋白和原肌蛋白上,从而在肌纤维收缩和舒展过程中发挥中介作用。其为一球形单链,分子量可随种属不同而略有差异。

TnC分子量为18kD,呈晶体结构,是肌钙蛋白的Ca2+结合亚基、仅有的与钙离子结合的亚单位。骨骼肌和心肌中的TnC是相同的。有4个钙结合点存在于骨骼肌钙蛋白C上,而心肌肌钙蛋白C上只有3个钙结合点。与钙离子结合后促使细胞丝活化,引起肌纤维收缩。

3个亚单位结合与原肌球蛋白一起构成Tm-Tn复合体,调节肌肉收缩和舒张的力量和速度。此复合体位于横纹肌的细肌丝和心肌细胞的细肌丝上,其对肌肉舒缩的调节作用需在钙离子的诱导下进行。

2.心肌肌钙蛋白的临床应用

2.1心肌肌钙蛋白对急性心肌梗死(AMI)的诊断

心肌肌钙蛋白(cTn)位于细肌丝,是主要的调节蛋白,含有三个亚单位:I(cTnI)、C(cTnC)和T(cTnT)。三者构成一个异质三联体,紧密地结合于收缩机构。正常情况下其循环浓度很低,微小的心肌损伤即会引起其浓度显著升高,因此它们对心肌坏死具有高度的敏感性。另外,cTnT和cTnI还具有高度的心肌特异性,是心肌损伤的优越标志物。

2.1.1心肌肌钙蛋白T(cTnT)

cTnT分子量37kD,94%结合于肌丝中,6%存在于胞浆(以游离为主),在心肌损伤后,随着肌原纤维的水解,可缓慢地释放入血。一般于梗死后4~12小时即可测到,12~48小时达峰值,5~15天回归正常。由于cTnT的释放延迟性,在症状出现后4小时对AMI的敏感性仅为33%~49%,但12h后对AMI的敏感性即达到98.2%[1]。同样,Gerhardt等[2]对位可疑的MI患者研究发现,cTnT诊断MI的敏感性为%,特异性为99%。最近有报道认为一些肌病(多肌炎、肌营养不良)和肾脏病患者cTnT检测会出现假阳性[3]。但是,Davis[4]等研究发现尽管在肾脏病和肌病时骨骼肌会表达cTnT的某些抗原决定族,但新一代试剂盒使用cTnT特异性单克隆抗体消除了假阳性。

2.1.2心肌肌钙蛋白I(cTnI)

cTnI与骨骼肌TnI仅存在52%~54%的同源性,这使cTnI具有高度的心肌特异性。cTnI分子量为24kD,97%结合于肌丝,3%游离于胞浆中,所以心肌损伤时主要以I-C复合物的形式缓慢的释放入血,循环水平呈递增性升高。MI后血清cTnI浓度在4~12h开始升高,10~24h达峰值,5~10天回归正常。cTnI对MI的诊断具有高度的敏感性(97%)和特异性(98%),阴性预期值为99.8%[5]。而且cTnI的特异性不受骨骼肌损伤、剧烈运动和肾脏疾病的影响。不过,由于cTnI羧基末端易于降解、氧化或磷酸化,所以其血中存在形式比较复杂。据Labugger[6]报道,在AMI病人血清中cTnI有11种修饰形式,这导致不同试剂盒所用的特异性抗体的差异,以至于检测结果差别较大。但是cTnI氨基末端在血中具有高度的稳定性,因此检测其氨基末端有利于方法的标准化[5]。

2.2心肌肌钙蛋白对急性冠状动脉综合征患者(ACS)的危险性分析

对于ACS患者,早期识别高危人群和诊断AMI一样重要,这不仅影响到分拣病人,而且关系到药物和介入的处理。早在年,cTn的预测价值就被明确地阐述。鉴于其高度敏感性,国际临床生物化学学会建议采用双标准,即高临界值(99%的可信区间)代表大量心肌损伤,用于AMI的诊断,低临界值(97.5%的可信区间)代表微小心肌损伤,用于AMI危险性预测[7]。大量资料显示,对于ACS患者心肌肌钙蛋白(T或I)升高预示着短期和长期的不良后果,与心肌猝死和MI高度相关,而且随着其水平的升高,危险性增加[8]。Newby[9]对ACS患者研究发现,在入院时cTnT阳性者(0.1mg/L)30天病死率为10%,入院后8~16小时cTnT出现阳性者,30天病死率为5%,cTnT阴性者30天病死率为0%。而对于心功能衰竭患者18个月病死率,cTnT阳性者是阴性者的7.4倍[10]。同样,cTnI也是ACS患者的危险性标志之一,Apple[11]等对心肌缺血患者研究发现,在就诊24小时内cTnI阳性者(0.08mg/L)60天病死率为17.4%,而阴性者仅为2.9%(P=0.),而且随着cTnI水平升高,病死率增加。可见cTn检测对于预测ACS的危险性具有重要作用。

3.结论

正常情况下,健康人外周血中检测不到cTn,因此微小的心肌损伤其血清水平即显著升高,对心肌坏死具有高度的敏感性。而且它们在血液中可维持数天异常,这对没有及时就诊的病人具有重要意义。cTn与骨骼肌肌钙蛋白由不同的基因编码,同源性较低,因此具有高度的心肌特异性。近年来,随着抗cTnT和cTnI单克隆抗体的出现,其检测特异性日益改进,目前已取代了传统的心肌酶检测,成为诊断AMI的金标准之一。鉴于cTn检测高度敏感,国际生物化学学会建议采用双标准,及高临界值用于AMI的诊断,低临界值用于ACS患者的危险性预测。大量的研究证实cTn阳性的ACS患者比阴性者具有更高的病死率和AMI发生率,而且随着其浓度的升高,危险性增加。另外,血管造影亦显示cTn升高的ACS患者其冠状动脉中有血小板聚集、血栓或末梢血栓形成,因此建议进行抗血栓、抗血小板治疗,而且大量的实验也证明这些cTn升高的高危人群,经早期积极的处理后其不良后果(死亡或AMI)显著减少。总之,cTn定量分析能反映心肌坏死面积的大小,即可以诊断AMI,反映疗效和监督预后,又可以预测ACS的危险性,以便筛选出高危人群,使他们因早期积极的治疗而受益。

参考文献:

[1]GoldmannBU,ChristensonRH,HammCW,etal.Implicationsoftroponintestinginclinicalmedicine[J].CurrControlTrialsCardiovascMed,2,2(2):75-84.

[2]GerhardtW,LjungdahlL,TroponinT.Asensitiveandspecificdiagnosticandprognosticmarkerofmyocardialdamage[J].ClinChimActa,,27(1):47-57.

[3]DonaldsonA,Cove-SmithR.Cardiactroponinlevelsinpatientswithimpairedrenalfunction[J].HospMed,2,62(2):86-89.

[4]DavisGK,LabuggerR,vanEykJE,etal.CardiactroponinTisnotdetectedinwesternblotsofdiseasedrenaltissue[J].ClinChem,2,47:-.

[5]ShiQW,LingMF,ZhangXC,etal.DegradationofcardiactroponinIinserum







































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