Troponiny sercowe (cTn) są kompleksami białkowymi, które kontrolują w obecności jonów wapnia czynność włókienek mięśniowych. W warunkach fizjologicznych ich składowe: troponina T (cTnT), troponina I (cTnI) i troponina C (cTnC) wpływają odpowiednio na: wiązanie kompleksu troponiny z tropomiozyną, hamują ATP-azę aktomiozyny i wiążą jony wapnia. Troponiny sercowe są w zdecydowanej większości związane na stałe z aparatem kurczliwym komórek mięśnia sercowego, w mniejszym stopniu, bo około 3-8% puli wewnątrzkomórkowej jest rozpuszczona w cytoplazmie. Wykrycie wzrostu poziomu cTnT i cTnI w surowicy krwi, w przeciwieństwie do cTnC, nie zależy od uszkodzenia komórek mięśni szkieletowych i oznacza swoiste uszkodzenie komórek sercowych. Z tego względu już od dekady markery te są włączone do definicji zawału serca jako czuły wskaźnik martwicy. Na przestrzeni 10 lat doszło również do ogromnej poprawy czułości zestawów analitycznych, używanych do wykrywania troponin T i I.

Obecne metody analityczne stosowane w praktyce klinicznej, posługując się wysoko czułymi przeciwciałami monoklonalnymi dla wykrywania cTn ( high sensitive troponins), są w stanie wykrywać przeciętnie 10-100 razy niższe poziomy cTn od standardowych metod używanych wcześniej i tym samym stwierdzać obecność nawet minimalnej martwicy komórek sercowych (< 1g).

Opisana w pracy SR. Wilson i wsp. ultraczuła metoda oznaczania cTnI (nano-cTnI) o przeznaczeniu badawczym, pozwalała na wykrywanie stężeń o progu 0,0002 μg/L, przy progu odcięcia diagnostycznego (99 percentyl przy współczynniku nieprecyzyjności pomiaru ≤ 10%) na poziomie 0,003 μg/L (1). W pracy tej badacze oznaczyli nano-cTnI w grupie 50 osób przyjętych do szpitala z podejrzeniem ostrego zespołu wieńcowego bez uniesienia odcinka ST (NSTEMI) z prawidłowymi w starszego typu testach poziomami cTnI przy przyjęciu i w grupie 50 pacjentów z niestabilną chorobą wieńcową (UA) z prawidłowymi kolejnymi oznaczeniami cTnI oznaczonymi również metodami standardowymi. W grupie NSTEMI z początkowo prawidłowym poziomem cTnI oznaczonym starszymi testami stwierdzono u badanych wzrost nano-cTnI powyżej poziomu odcięcia u 72% w pierwszym oznaczeniu i u 98% w drugiej godzinie od przyjęcia, a w grupie z rozpoznaniem UA i prawidłowym poziomem cTnI, nano-cTnI u 44% było > 0,003 μg/L w oznaczeniu przy przyjęciu, u 62% w 2 godzinie, a u 82% w 6 godzinie od przyjęcia. Konsekwencją tego było wcześniejsze i w poszerzonym zakresie przedefiniowanie wcześniej postawionych rozpoznań klinicznych, opartych na podstawie standardowych oznaczeń cTnI.

Posługiwanie się wysoko czułymi pomiarami pozwoliło na badanie zmienności biologicznej poziomów cTn w populacji osób z poczuciem zdrowia, w podgrupach pacjentów z poszczególnymi jednostkami chorobowymi (na przykład: stabilna choroba wieńcowa, ostry zespół wieńcowy, cukrzyca t. II, niewydolność serca, niewydolność nerek) i określenie znaczenia rokowniczego tego zjawiska. Oznaczanie wysoko czułych cTn pozwoliło również przybliżyć problem stwierdzania ich nieznacznie podwyższonego poziomu w krążeniu, przy braku cech nieodwracalnego uszkodzenia kardiomiocytów.

PE. Hickman i wsp. w swojej pracy zaproponowali wytłumaczenie tego zjawiska jako związanego z odwracalnym, niedoprowadzającym jeszcze do martwicy niedokrwieniem, co prowadzi do uwolnienia cytozolowej części cTn z wnętrza kardiomiocytów (2). Ma się to odbywać w postaci pęcherzyków oddzielających się od błony kardiomiocyta, bez jego całkowitego uszkodzenia. Proces ten powoduje nieznaczne podwyższenie poziomów cTn w krążeniu, szybko ustępujące w ciągu 24-48 godzin, w przeciwieństwie do wzrostu poziomu cTn związanego z martwicą kardiomiocytów, który dając wyższe wartości, ustępuje powoli w ciągu 7-10 dni.

Obowiązująca obecnie od 2007 roku ogólnoświatowa definicja zawału serca opiera się na wykryciu wzrostu lub spadku poziomów kardiologicznych biomarkerów (najlepiej cTn), przynajmniej w jednym oznaczeniu przekraczających poziom 99 percentyla dla populacji referencyjnej (1 dodatni wynik na 100 badanych w grupie referencyjnej) przy współczynniku nieprecyzyjności pomiaru ≤ 10% (diagnostyczny punkt odcięcia), którym towarzyszy przynajmniej jeden z objawów: kliniczne cechy niedokrwienia, sugerujące jej obecność świeże zmiany w zapisach EKG (zmiany odstępu ST-T, świeży blok lewej odnogi pęczka Hisa), nowo powstałe patologiczne załamki Q w EKG czy wykazanie świeżych odcinkowych zaburzeń kurczliwości lub ubytek żywotnego myocardium w badaniach obrazowych. Sam wzrost biomarkerów martwicy nie wystarcza więc według definicji do rozpoznania zawału serca, z drugiej jednak strony są one najważniejszym punktem odniesienia, niezbędnym do potwierdzenia dokonania się świeżej martwicy.Troponiny sercowe, jako wyraźnie bardziej czułe od kinazy kreatyniny, izoenzymu MB kinazy kreatyniny czy mioglobiny stały się szybko „złotym standardem” weryfikacji dokonania się świeżej martwicy. Ich pozycja jest jedynie w pewnym stopniu osłabiona brakiem do tej pory standaryzacji pomiarów wykonywanych przy pomocy różnych komercyjnych zestawów analitycznych dla oznaczenia cTnI, jak również brakiem precyzyjności pomiarów głównie dla wąskiego zakresu wartości wokół diagnostycznego punktu odcięcia dla rozpoznania martwicy.

Jakościowa zmiana w rozpoznawaniu i ustalaniu rokowania w ostrych zespołach wieńcowych po wprowadzeniu wysoko czułych testów troponinowych jest ogromna. W klasycznych już dwóch wieloośrodkowych badaniach T. Reichlin i wsp. i T. Keller i wsp. dla różnych zestawów wysoko czułych cTn porównywanych do starszych standardowych, wykazali w grupach pacjentów z podejrzeniem ostrego zespołu wieńcowego wzrost trafności wczesnego rozpoznania świeżego zawału serca do 94-96% w porównaniu do 85-90% przy użyciu zestawów standardowych. Trafność rozpoznania była tym bardziej wyrażona, im krótszy był czas od początku bólu. W badaniu T. Reichlin i wsp. trafność rozpoznania zawału serca do 3 godzin od momentu wystąpienia bólu wzrosła do 92-94% dla wysoko czułych cTn w porównaniu z 76% dla standardowych oznaczeń (3). Ten wyraźny wzrost czułości wczesnego rozpoznania świeżej martwicy odbył się kosztem zmniejszenia swoistości rozpoznania. W badaniu T. Keller i wsp. czułość wczesnego rozpoznania zawału serca dla punktu decyzyjnego powyżej 99 percentyla wzrosła z 63,7% dla oznaczeń standardowych do 90,7% dla oznaczeń wysokoczułych cTn, ale swoistość była niższa i spadła odpowiednio z 97,2% do 90,2% (4). Nieprawidłowo podwyższone poziomy wysoko czułych cTn u pacjentów z rozpoznaniem ostrego zespołu wieńcowego mają również istotne implikacje prognostyczne.W pracy M. Bonaca i wsp. autorzy poddali ocenie przy pomocy wysokoczułej cTnI 4513 pacjentów z programu MERLIN-TIMI 36, przyjętych z rozpoznaniem zawału serca bez uniesienia odcinka ST (5). Decyzyjny punkt rozpoznania świeżej martwicy w tym badaniu był określony na poziomie 0,04 μg/L. U pacjentów z poziomami ultra-cTnI > 0,04 μg/L przy przyjęciu, 3-krotnie częściej w obserwacji 30-dniowej występował złożony punkt końcowy (zgon sercowo-naczyniowy/zawał serca) w porównaniu do grupy z wartościami poniżej punktu decyzyjnego. Co ciekawe również grupa pacjentów z niskim wzrostem poziomu ultra-cTnI przy przyjęciu (od 0,04 μg/L do 0,1 μg/L, gdzie 0,1 μg/L był granicą punktu decyzyjnego dla starszego typu oznaczeń cTnI) miała w obserwacji 30-dniowej większe ryzyko zgonu/zawał serca (5% do 2% p=0,001), i zgonu w obserwacji rocznej (6,4% do 2,4% p=0,005) w porównaniu do pacjentów z ultra-cTnI < 0,04 μg/L.

Dominująca rola wysoko czułych cTn jako markera martwicy kardiomiocytów o znaczeniu prognostycznym może być uzupełniona przez inne, bardziej typowe dla niedokrwienia biomarkery, zwłaszcza w grupie pacjentów z podejrzeniem niestabilnej choroby wieńcowej. W pracy K. Viswanathan i wsp. u 955 pacjentów hospitalizowanych z podejrzeniem ostrego zespołu wieńcowego (wyłączono między innymi pacjentów z zawałem serca z uniesieniem odcinka ST) wykonano oznaczenia ultra-cTnI i sercowego białka wiążącego kwasy tłuszczowe H-FABP ( hart fatty acid binding protein) w czasie 24 godzin od przyjęcia (6). W grupie tej u 79,2% pacjentów nie stwierdzono podwyższonego poziomu cTnI. Po dokonaniu wieloczynnikowej analizy obserwacji klinicznej, trwającej średnio 18 miesięcy stwierdzono, że stężenia H-FABP > 6,48 μg/L są czynnikiem ryzyka zgonu lub zawału serca w tym czasie niezależnie od wieku, poziomu kreatyniny – również w grupie z ujemnym wynikiem pomiaru troponin.

Wykorzystując zestaw badawczy o znacząco większej czułości wykrycia cTn (próg detekcji – 0,0002 ng/ml) od równolegle używanego komercyjnie dostępnego testu wysokiej czułości wykrycia cTn (próg detekcji – 0,03 ng/ml), MS. Sabatine i wsp. stwierdzili w grupie 120 pacjentów z indukowanym w czasie testu wysiłkowego niedokrwieniem, ocenianym badaniem obrazowym, przejściowy wzrost po 4 godzinach o 20% i 40% poziomu cTn w stosunku do wartości wyjściowych w zależności od stopnia nasilenia niedokrwienia (7). Oznaczenia cTn wysoko czułym standardowym testem komercyjnym nie wykazywały odchyleń u żadnego z tych pacjentów. Można więc przypuszczać, że wykrycie cTn mogące odpowiadać przejściowemu niedokrwieniu wymaga super wysoko czułych metod analitycznych, niedostępnych w chwili obecnej do komercyjnego użytku.

Obok opisanego powyżej znaczenia podwyższonych poziomów cTn w ostrych zespołach wieńcowych pojawia się coraz więcej prac ukazujących istotne znaczenie tego zjawiska w ocenie rokowania u pacjentów bez nasilenia objawów choroby wieńcowej. W badaniu T. Omland i wsp. u 3679 chorych ze stabilną chorobą wieńcową bez cech niewydolności serca oznaczono poziomy cTnT, a następnie poddano pacjentów średnio 5,2-letniemu okresowi obserwacji (8). Poziomy cTnT były oznaczane przy pomocy wysoko czułej metody o progu detekcji 0,001 μg/L, z wartością punktu decyzyjnego na poziomie 0,0133 μg/L (99 percentyl dla grupy referencyjnej). Wartość punktu decyzyjnego została przekroczona w badanej populacji pacjentów u 11,1%. Po dokonaniu wieloczynnikowej analizy badacze stwierdzili silny, niezależny związek pomiędzy występowaniem w czasie obserwacji zgonów sercowo-naczyniowych (OR 2,09; 95% C.I. [1,60-2,74]; p < 0,001) i niewydolności serca (OR 2,20; 95% C.I. [1,66-2,90]; p < 0,001) a wyjściowym podwyższonym poziomem oznaczonej cTnT w grupie badanej.Podobnej zależności nie stwierdzono dla występowania zawału serca w badanej grupie. Wzrost ryzyka niekorzystnych wydarzeń klinicznych w okresie obserwacji wraz z rosnącym poziomem oznaczonej cTnT był ewidentny i występował poniżej poziomu detekcji starszych zestawów analitycznych, a także poniżej wartości punktu decyzyjnego dla stosowanej metody.

Występowanie cukrzycy, w tym cukrzycy t. II, u pacjentów jest uważane, wedle obecnej wiedzy, w aspekcie rokowniczym za ekwiwalent choroby wieńcowej. W pracy J. Hallén i wsp. oznaczono wyjściowo u 124 pacjentów z cukrzycą t. II poziomy cTnT przy pomocy wysoko czułej metody analitycznej o progu detekcji 3 ng/L i punkcie decyzyjnym o wartości 13,5 ng/L, wyznaczonym na podstawie przebadania 616 zdrowych ochotników (9). Pacjenci mieli wykonaną kompleksową ocenę czynników ryzyka włącznie z wykonaniem badania EKG metodą Holtera, testu z dobutaminą oraz koronarografii. Po 2 latach powtórzono oznaczenie cTnT w badanej populacji i zebrano informacje o wydarzeniach klinicznych w tym czasie. U 90% ogólnej liczby badanych wykrywano poziomy cTnT w badaniach analitycznych, a u 18% z ogólnej liczby poziomy cTnT przekraczały poziom punktu decyzyjnego. Poziomy te nie uległy istotnej zmianie w czasie okresu obserwacji i zależały od typowych czynników ryzyka stwierdzanych u badanych. Badanie to wykazywało dużą częstość występowania podwyższonych poziomów cTnT u pacjentów z cukrzycą t. II, przekraczających z istotną 18% częstością poziom 99 percentyla dla populacji referencyjnej.

Korzystając z możliwości superczułych zestawów analitycznych do pomiaru poziomów cTn, z wielką dokładnością (ng/ml) można stwierdzić jej obecność w krążeniu nie tylko u osób chorych, ale i u dużego procentu osób zdrowych. Pozwalają one u tych osób określić biologiczną zmienność jej wartości w krótszym czy dłuższym czasie, co może się wiązać z fizjologiczną odnową tkanki miokardium. Znana jest również zależność poziomu oznaczanych cTn od wieku i płci.