Ein wichtiges Muskeleiweiß
Troponin gehört zum Eisweißkomplex. Dabei kommt dieser in verschiedener Form in den Herzmuskel- und Skelettmuskelzellen vor. Darüber hinaus gehört Troponin zu einem ganz besonders wichtigen Laborwert, wenn es um die Diagnose von Herzschädigungen geht.
In diesem Artikel geht es darum, was Troponin eigentlich genau ist und welche Krankheiten und Funktionen im Zusammenhang mit diesem Eisweißkomplex bestehen können. Außerdem verrät der Text, wann das Muskeleiweiß kritische Werte erreicht.
Table of Contents
Was ist Troponin?
Inhaltsverzeichnis
Troponin gehört zum wichtigen Muskeleiweiß. Herzmuskeln und auch Skelettmuskeln bestehen aus Muskelfasern, obwohl diese aus unterschiedlichen Muskelfasern aufgebaut sind. Es bleiben dennoch Muskelfasern.
Und jede dieser Muskelfasern besteht aus bis zu knapp 100 Muskelfibrillen. In diesen sind fadenartige Stränge enthalten, die sich Myofilamente nennen.
An eben diesen Strängen befinden sich dabei unterschiedliche Eiweiße. Diese Eiweiße sind daran beteiligt, dass sich der Muskel zusammenzieht und daraufhin auch wieder entspannt. Und genau eines dieser Eiweiße ist das Troponin.
Im Prinzip lässt sich sagen, dass es drei unterschiedliche Troponine gibt. Diese sind dabei aus Aminosäuren aufgebaut. Sie bilden darüber hinaus Eiweißkomplexe. Solche Eiweißkomplexe bestehen aus je drei Untereinheiten.
Troponin C (TnC) bindet dabei Calcium, Troponin T (TnT) dockt sich an ein weiteres Eiweiß an, das Tropomyosin. Auch das Troponin I (tnI) dockt sich an ein weiteres Eiweiß an, das Aktin.
Genau dieses Zusammenspiel ist es, welches dafür sorgt, dass sich Muskeln lockern und wieder zusammenziehen.
Des Weiteren sind die drei Troponin-Komplexe eines Körpers:
- das Herztroponin, welches aus den Untereinheiten cTnT, TN-C und cTnI besteht
- das Troponin von weißen Skelettmuskulaturen, diese sorgen für eine schnelle Bewegung
- und als Letztes das Troponin von roten Skelettmuskulaturen. Diese sorgen für eine Kraftausdauer
Funktionen & Aufgaben
Troponin gehört zu einer sehr wichtigen Komponente für die Muskelkontraktion. In einem erschlafften Zustand eines Muskels verhindert dabei das Tropomyosin das Anheften eines Aktinfilamentes an ein Myosinköpfchen.
Troponin ist essenziell für die Muskelkontraktion
Sobald die elektrische Erregung eines Muskels auftritt, binden sich die Ca-2+ an das Troponin. Daraufhin werden die Tropomyosinfäden noch stärker in Rinnen zwischen die sogenannte Aktin-Helix gezogen. Zwischen Myosin und Aktin wird dadurch die Kontaktstelle freigegeben.
Das Troponin spielt eine nicht gerade unwichtige Rolle in Bezug auf das Verschieben von Tropomyosinmoleküle. Mit den Troponinpeptiden ist das Tropomyosin verbunden. Sobald die Troponinpeptide Ca-2+ anlagern, verformen sich diese. Damit bewegen sie auch die Tropomyosinfäden mit.
Bei der Regulation einer Muskelkontraktion spielt das Eisweißkomplex eine ganz entscheidende Rolle. Erst sobald das Tropomyosin aufgrund des TnT noch weiter in das Innere der sogenannten Filamenthelix gezogen wird, findet eine Freilegung der Bindestelle für Myosin statt.
Solch eine Lageänderung wird aufgrund einer Konformationsänderung in einem Troponinkomplex erreicht. Dies geschieht durch den Anstieg einer Calciumkonzentration. In den Muskelfasern kommt es dabei zu einer Ausschüttung von Calcium durch die elektrische Erregung von Plasmamembran.
Calcium-Rezeptor
Für Calcium besitzen dafür zwei der Bindestellen eine eher niedrige Affinität. Und genau diese Bindestellen sind an einer Kontraktion beteiligt. Direkt durch das TnT wird die Konformationsänderung des TnC nach einer Calciumbindung auf ein Tropomyosin übertragen.
Gleichzeitig damit wird die sogenannte inhibitorische Wirkung des TnI auf die ATPase aufgehoben. Das ATP kann dadurch am Myosin gespalten werden. In dieser Folge kommt es zum Abknicken des Myosinköpfchens.
Des Weiteren wird das Aktinfilament am Myosinfilament entlanggezogen und somit der Muskel kontrahiert. Aufgrund der Anlagerung von neuem ATP an ein Myosin wird die Bindung von Aktin und Myosin unterbrochen. Damit sinkt der Calciumspiegel in einer Muskelfaser und die Tropomyosinfäden verdecken abermals die Myosinbindestelle. Damit befindet sich der Muskel in Relaxation.
Im Überblick
Troponin Funktionen & Aufgaben im Überblick:
- In einem erschlafften Zustand des Muskels wird vom Tropomyosin das Anheften eines Aktinfilamentes an ein Myosinköpfchen verhindert
- Ca-2+ binden sich an das Eisweißkomplex, sobald elektrische Erregung eines Muskels auftritt
- Tropomyosinfäden werden dadurch nur noch stärker in Rinnen zwischen die Aktin-Helix gezogen
- Bei Regulation einer Muskelkontraktion spielt Troponin eine entscheidende Rolle
- In den Muskelfasern kommt es zu einer Ausschüttung von Calcium aufgrund von elektrischer Erregung von Plasmamembran
- Troponin C = Calcium-Rezeptor in einem Aktinfilament
- Aktinfilament wird am Myosinfilament entlanggezogen; der Muskel wird kontrahiert
- Durch Anlagerung von neuem ATP an Myosin wird Bindung von Aktin und Myosin unterbrochen; Folge: Calciumspiegel sinkt in einer Muskelfaser und Tropomyosinfäden verdecken Myosinbindestelle
Anatomie & Aufbau
Troponin ist ein Bestandteil von Aktinfilamenten. Diese ermöglichen aufgrund ihrer Interaktion mit den Myosinfilamenten die Kontraktion eines Muskels.
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Diese beiden Filamente bilden die überhaupt kleinste kontraktile Einheit eines Muskels, das sogenannte Sarkomer. Bei dem Eisweißkomplex handelt es sich dabei um einen Komplex eines globulären Proteins, welches aus genau drei Untereinheiten besteht.
Dabei werden das inhibitorische Troponin, kurz TnI, das tropomyosinbindendes Troponin, kurz TnT und das calciumbindende Troponin, kurz TnC unterschieden. Regelmäßig folgen in einem Filament drei Troponinpeptide auf etwa sieben F-Aktinmoleküle. Diese liegen als ein Komplex fast waagerecht im Aktinfilament.
Auf der einen Seite bindet TnT das Tropomyosin, dieses ist an F-Aktin gebunden und auf der anderen Seite an das TnI. Eine starke Affinität zu F-Aktin besitzt das TnI. Damit wird dieses im kontrahierten Zustand nicht daran gebunden. Ebenfalls bindet TnC sich an TnI. Dieses TnC ist nach außen hin exponiert.
TnC gehört zu kleinsten Einheiten dieser Untereinheiten und besitzt darüber hinaus eine calciumbindende Domäne. Es kommt auf die Muskulatur an, wenn je drei Isoformen von TnT und TnI existieren.
Das kardiale Troponin, kurz cTn findet man in der Herzmuskulatur, während in der Skelettmuskulatur zwei verschiedene Troponine existieren, die je für die langsamen und schnellen Skelettmuskelfasern zuständig sind.
Die Bestimmung
Die Bestimmung des Eiweißkomplexes
Sobald der Arzt einen Verdacht äußert, dass der Herzmuskel der Erkrankten geschädigt sein könnte, bestimmt dieser das TnI und das TnT. Der Arzt lässt allerdings neben diesen beiden Werten auch noch anderweitige körpereigene Substanzen messen, welche nach einem Herzinfarkt durchaus erhöht sein können.
Des Weiteren können Mediziner Troponin bestimmt, um damit eine Abstoßungsreaktion nach der Herztransplantation aufzudecken. Sollten Herzmuskelschäden vorliegen, welche aufgrund eines Organversagens an anderer Stelle begründet sind, besonders an der Niere, ermitteln Ärzte einen Troponinwert.
Tropnin-Test & Kontrolle
Der Arzt nimmt seinem Patienten für eine Troponinmessung eine Blutprobe ab. Diese wird im Labor analysiert.
Es gibt des Weiteren auch sogenannte Troponin-Tests. Diese werden direkt am Bett eines Patienten durchgeführt. Doch sind solche Ergebnisse oftmals nicht ganz so genau wie die Messwerte aus einem Labor. Sie dienen dabei vor allem den Verlauf von Messwerten ganz leicht zu kontrollieren.
Aufgrund von neueren Entwicklungen gibt es inzwischen noch empfindlichere Testverfahren, die sogenannten hochsensitiven Troponin T-Tests. Somit kann wohl ein Herzinfarkt sogar vorher festgestellt werden als es bisher der Fall war. Mit normalen Tests lassen sich kurz nach einem Herzinfarkt Muskeleiweiße allerdings nur äußerst schwer nachweisen. Denn der Anstieg ist erst nach gut drei Stunden messbar.
Das Troponin steigt nach einer Herzschädigung in den ersten Stunden an. Seinen Höhepunkt erreicht dieses allerdings gerade einmal nach etwa 12 bis 96 Stunden. Ungefähr sechs Tage bis knapp zwei Wochen können vergehen, bis sich die Werte erneut erholen. Aus diesem Grund bestimmen auch die Ärzte das Herzmuskeleiweiß, damit der Verlauf einer Herzmuskelerkrankung oder auch der Erfolg einer Therapie geprüft werden kann.
Krankheiten & Störungen
Krankheiten, Beschwerden und Störungen des Troponins
Den wichtigsten labordiagnostischen Paramenter stellt der Troponinwert in Bezug auf Herzinfarkte dar. Das sogenannte kardiale Troponin wird bei Schädigungen eines Herzmuskels in das Blut freigesetzt. Das betrifft vor allem das TnI und das TnT.
Der Troponinspiegel kann sowohl im Plasma, Serum oder auch im Vollblut bestimmt werden. Nach einem Herzinfarkt weist die Konzentration von Troponin, welches sich im Blut befindet, einen ganz typischen Verlauf auf. Diesen kann man damit von anderen Schäden im Bereich des Herzmuskels abgrenzen.
Nach einem Herzinfarkt kommt es zum Anstieg des Tn-Werts
Knapp alle drei bis acht Stunden kommt es nach dem Beginn eines Herzinfarkts zu einem Anstieg von Troponin. Nach etwa 12 bis 96 Stunden kann der höchste Wert dabei gemessen werden. Es können zwei ganze Wochen vergehen, bis sich der Troponinwert im Blut wieder normalisiert, nachdem ein Herzinfarkt überstanden ist.
Mit hoher Wahrscheinlichkeit handelt es sich bei einem fallenden Verlauf eines Troponinspiegels nicht um einen Herzinfarkt sondern vielmehr um andere Ursachen wie etwa Entzündungen der Skelettmuskulatur, Überdehnung oder auch andere Verletzungen.
Des Weiteren werden erhöhte Tn-Werte auf eine Vielzahl von anderen Erkrankungen zurückgeführt. Diese Gehen dabei mit der Zerstörung von Muskelgewebe einher. Unter anderem steigt dabei der Troponinspiegel bei Entzündungen oder auch Funktionsstörungen des Herzens, aber auch bei Funktionsstörungen der Lunge, der Sepsis oder auch bei Verbrennungen.
Nach Operationen gilt ein Tn-Anstieg als hoher Risikofaktor in Bezug auf die Sterblichkeitsrate. Es können dabei jedoch zwischen dem Anstieg und dem Tod eines Patienten mehrere Tage vergehen, sodass der Anstieg noch rechtzeitig mit bestimmten Medikamenten interveniert werden kann.
Nach körperlich schwerer Belastung wie etwa Ausdauersport ist der Troponinspiegel ebenfalls erhöht, aber dieser besitzt dabei keinen Krankheitswert. Dabei normalisieren sich die Werte meistens schon wieder nach wenigen Stunden, sodass nach spätestens 72 Stunden ein Normalwert wieder vorliegen sollte.
Diagnostik Herzinfarkt
Der behandelnde Arzt wird bei Verdacht auf einen Herzinfarkt als erstes den Troponin-Wert im Blut bestimmen.
Bei einem Herzinfarkt stirbt das Muskelgewebe des Herzens ab, was an der GefäßVerstopfung liegt. Dabei wird der Herzmuskel auch teilweise einfach von der Blutzufuhr abgeschnitten.
Des Weiteren geben zusätzlich zu dem Proteinkomplex noch anderweitige Laborwerte ganz klare Hinweise darauf, wenn es sich um einen Herzinfarkt handelt. So zum Beispiel etwa der Wert eines Herzmuskelenzyms, dem sogenannten ck-MB. Bisher wurde allerdings dem Tn-Wert immer wieder die größte Relevanz bei einer Diagnose von Herzinfarkten gegeben.
Bei all den Untersuchungen stellte sich irgendwann aber heraus, dass anderweitige Erkrankungen, wie etwa Niereninsuffizienz im Labor zu falschen positiven Tn-Werten führen könnte. Genau aus diesem Grund sollte man auch bei Verdacht auf einen Herzinfarkt immer noch andere Untersuchungen durchführen, um somit eine sehr eindeutige Diagnose stellen zu können.
Veränderte Troponin-Werte
Was kann man gegen veränderte Troponin-Werte tun, wenn diese erhöht und erniedrigt sind?
Erniedrigte Troponin-Werte
Troponin befindet sich genau genommen in den Herzmuskelzellen. Dabei wird dieses nur dann freigesetzt, wenn diese Herzmuskelzellen geschädigt werden. I dem Blut gesunder Menschen ist dieses somit auch nicht nachweisbar. Hin und wieder findet man aber trotzdem leicht angehobene Werte, messtechnisch bedingt. Diese schwanken jedoch dann immer noch innerhalb eines Normalwerts.
Erhöhte Troponin-Werte
Häufig gesehen ist ein erhöhter Troponin-Wert meistens mit einem Herzinfarkt in Verbindung zu bringen. Allein allerdings wegen einer Erhöhung von Troponinen kann jedoch noch nicht zu 100 % eine Herzinfarkt-Diagnose gestellt werden.
Es spielen darüber hinaus noch die eigene Vorgeschichte, das EKG, individuelle Beschweren, aber auch andere Laborparameter eine wichtige Rolle, um auch tatsächlich andere Erkrankungen ausschließen zu können, die ebenfalls mit erhöhten Troponin-Werten oder auch Brustschmerzen durchaus einhergehen können.
Es reicht schon aus, wenn Herzmuskelzellen gering geschädigt werden, um den Troponin-Wert zu erhöhen. Ursachen dafür können dann folgende sein: ein Herzinfarkt, ein gefährlicher Blutdruckanstieg, Herzrasen mit Rhythmusstörungen, Herzmuskelentzündung, Herzschwäche, Einriss der Hauptschlagader, Lungenembolie, aber auch Herztransplantationen bzw. Herzoperationen.
Behandlung
Das kann man bei einem veränderten Troponin-Wert tun
Veränderte Werte im Bereich des Troponin sollten immer kritisch betrachtet werden. Denn diese verweisen auf geschädigte Herzmuskelzellen.
Aus diesem Grund handeln Ärzte auch bei einem erhöhten Troponin sehr schnell. So können schwerwiegende Folgen wie etwa Herz-Kreislauf-Versagen, welches tödlich enden kann, noch abgewendet werden. Des Weiteren nehmen Ärzte darüber hinaus auch noch regelmäßig Blut ab. Damit kontrollieren sie den Krankheitsverlauf und den Therapieerfolg, um den Troponin-Wert wieder auf einen normalen Stand zu bringen.
Häufige Ursachen
Häufige Ursachen für einen erhöhten Troponin-Wert
Folgende Ursachen kann eine Troponin-Erhöhung mit sich bringen:
- Herzinfarkt – eine der häufigsten Ursachen
- Herzmuskelentzündung
- Herzschwäche = eine Herzinsuffizienz
- Herzrhythmusstörungen
- Lungenembolie
- Bluthochdruck-Entgleisung
- Funktionsverlust der Nieren oder auch eine Niereninsuffizienz
- Schwerer Unfall (auch Trauma)
- Riss der Aortenwand
- Kritisch kranke Patienten auf der Intensivstation
- Verbrennungen
Fragen & Antworten (FAQ)
Nachfolgend finden Sie Antworten auf häufig gestellte Fragen zum Troponin.
Herzinfarkt – Biomarker?
Welcher Bedeutung kommt eigentlich ein Biomarker Troponin bei der Diagnose eines Herzinfarktes zu?
Das kardiale Troponin, welches kurz auch einfach cT genannt wird, ist ein Eiweißkomplex. Dieses wird im Falle eines Herzinfarktes aus den Muskeln einer Herzwand freigesetzt. Diese Muskeln werden dabei nicht mehr durchblutet.
Die Erhöhung des Troponin-Wertes im Blut gilt dabei als ein recht deutlicher Hinweis darauf, dass Herzmuskelschäden vorliegen. Dieses gehört zu einem der wichtigsten diagnostischen Marker, um einen Herzinfarkt vorzuweisen. Genau daher stammt auch der Name Biomarker. Man spricht von einem kardialen Troponin, da es in den anderen Muskeln ebenfalls chemisch verschiedene Troponine gibt.
Messbare Troponine?
Welcher Bedeutung kommen messbare Troponine zu?
Für etwa drei Stunden steig ein Troponin-Wert an, sobald ein Herzinfarkt erfolgt ist. Der Maximalwert wird nach knapp 24 Stunden erreicht und sinkt erst wieder nach etwa 10 bis 14 Tagen zurück auf einen Normalwert.
Doch man kann bei einem erhöhten Troponin-Wert nicht allein von einem Herzinfarkt Sprechen. Denn dieser Wert kann unter anderem auch bei Schädigungen an der Skelettmuskulatur, rheumatischen Erkrankungen, Nierenversagen, aber auch einer Lungenembolie oder einer Leber– und Lungentransplantation erhöht sein.
Wert -Relevanz?
Weshalb erhält der Troponin-Wert bei einem Herzinfarkt überhaupt solch eine Relevanz?
Bei überwiegend inzwischen festgestellten Herzschäden bei einem Patienten besteht das erhöhte Risiko eines Herzinfarktes. Sollte die Behandlung dahin gegen nicht zeitnah verlaufen, endet der Stillstand eines Herzens im schlimmsten Fall sogar tödlich. Dabei gehört zu einem drohenden Myokardinfarkt zum ersten Warnsignal ein erhöhter Troponin-Wert.
Diese Erhöhung passiert darüber hinaus ausschließlich bei einer Schädigung vom Herzgewebe. Genau aus diesem Grund sollte man ein besonderes Augenmerk auf die Existenz im Blutkreislauf haben. Sollte das Troponin also im Blut bemerkt werden, führen Ärzte noch weitere Untersuchungen durch, um damit die Ursache für die Bildung des Troponins genau zu ergründen.
Ein erhöhter Troponin-Wert ist schließlich das erste Anzeichen für einen Herzinfarkt, ist allerdings nicht nur auf einen Herzinfarkt zurückzuführen, weswegen weitere Untersuchungen durch einen Arzt ebenfalls von besonderer Wichtigkeit sind.