Статья
Циркадные ритмы сердечных тропонинов: механизмы и клиническое значение
Современные лабораторные методы определения биомаркеров сердечно-сосудистых заболеваний характеризуются высокой чувствительностью и могут обнаруживать практически единичные молекулы в биологических жидкостях человека, в значительной степени ускоряя и улучшая диагностику. Однако, в этом случае происходит снижение специфичности и необходимо принимать во внимание ряд дополнительных факторов, которые могут повлиять на результат исследования. К числу подобных факторов, как показывают, недавние исследования относятся циркадные ритмы (ЦР).Данная обзорная статья посвящена обсуждению недавно обнаруженных ЦР уровня сердечных тропонинов (СТ). Показано, что, как у здоровых людей, так и у пациентов с рядом хронических заболеваний, концентрации СТ изменяются в течение суток. Учитывая, что современные алгоритмы диагностики инфаркта миокарда основаны на серийных исследованиях (0-1ч и 0-3 ч) сыворотки крови, а значения СТ в сыворотке крови для постановки диагноза инфаркта миокарда за этот промежуток времени составляют всего несколько нг/л, то ЦР СТ могут в некоторой степени повлиять на точность диагностики. Так, естественные физиологические изменения концентрации СТ в течение суток могут быть ошибочно трактованы как диагностически значимые отклонения и привести к ошибочной интерпретации результатов исследования.
1. Ouyang Y, Andersson CR, Kondo T, et al. Resonating circadian clocks enhance fitness in cyanobacteria. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(15):8660-8664. doi:10.1073/pnas.95.15.8660
2. Hut RA, Beersma DG. Evolution of time-keeping mechanisms: early emergence and adaptation to photoperiod. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2011;366(1574):2141-2154. doi:10.1098/rstb.2010.0409
3. Czeisler CA, Duffy JF, Shanahan TL, et al. Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker. Science. 1999;284(5423):2177-2181. DOI: 10.1126/science.284.5423.2177
4. Konopka RJ, Benzer S. Clock mutants of Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci U S A. 1971;68(9):2112-2116. doi:10.1073/pnas.68.9.2112
5. Hall JC, Rosbash M. Genetic and molecular analysis of biological rhythms. J Biol Rhythms. 1987;2(3):153-178. doi:10.1177/074873048700200301
6. Bargiello TA, Jackson FR, Young MW. Restoration of circadian behavioural rhythms by gene transfer in Drosophila. Nature. 1984;312(5996):752-754. doi:10.1038/312752a0
7. URL: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2017/advanced-information/
8. Hedström AK, Åkerstedt T, Hillert J, et al. Shift work at young age is associated with increased risk for multiple sclerosis. Ann Neurol. 2011;70(5):733-741. doi:10.1002/ana.22597
9. Kecklund G, Axelsson J. Health consequences of shift work and insufficient sleep. BMJ. 2016;355:i5210. doi:10.1136/bmj.i5210
10. Wyse CA, Celis Morales CA, Graham N, et al. Adverse metabolic and mental health outcomes associated with shiftwork in a population-based study of 277,168 workers in UK biobank. Ann Med. 2017;49(5):411-420. DOI: 10.1080/07853890.2017.1292045
11. Stenvers DJ, Scheer FAJL, Schrauwen P, et al. Circadian clocks and insulin resistance. Nat Rev Endocrinol. 2019;15(2):75-89. doi:10.1038/s41574-018-0122-1
12. Myocardial infarction redefined--a consensus document of The Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology Committee for the redefinition of myocardial infarction. Eur Heart J. 2000;21(18):1502‐1513. doi:10.1053/euhj.2000.2305.
13. Ladenson JH. A personal history of markers of myocyte injury. Clin Chim Acta. 2007;381(1):3-8. doi:10.1016/j.cca.2007.02.039
14. Chaulin AM, Karslyan LS, Grigorieva EV, et al. Metabolism of cardiac troponins (literature review). Complex Issues of Cardiovascular Diseases. 2019;8(4):103-115. In Russian. Чаулин А.М., Карслян Л.С., Григорьева Е.В., и др. Особенности метаболизма сердечных тропонинов (обзор литературы). Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. 2019;8(4):103-115. DOI: 10.17802/2306-1278-2019-8-4-103-115
15. Garcia-Osuna A, Gaze D, Grau-Agramunt M, et al. Ultrasensitive quantification of cardiac troponin I by a Single Molecule Counting method: analytical validation and biological features. Clin Chim Acta. 2018;486:224-231. doi:10.1016/j.cca.2018.08.015
16. Pervan P, Svaguša T, Prkačin I, et al. Urine high sensitive Troponin I measuring in patients with hypertension. Signa Vitae - A Journal In Intensive Care And Emergency Medicine. 2017;13(Suppl 3):62-64. https://doi.org/10.22514/SV133.062017.13
17. Mirzaii-Dizgah I, Riahi E. Salivary high-sensitivity cardiac troponin T levels in patients with acute myocardial infarction. Oral Dis. 2013;19(2):180-184. doi:10.1111/j.1601-0825.2012.01968.x
18. Chaulin AM, Karslyan LS, Bazyuk EV, et al. Clinical and Diagnostic Value of Cardiac Markers in Human Biological Fluids. Kardiologiia. 2019;59(11):66-75. In Russian. Чаулин А.М., Карслян Л.С., Григорьева Е.В., и др. Клинико-диагностическая ценность кардиомаркеров в биологических жидкостях человека. Кардиология. 2019;59(11):66-75. DOI:10.18087/cardio.2019.11.n414
19. Ziebig R, Lun A, Hocher B, et al. Renal elimination of troponin T and troponin I. Clin Chem. 2003;49(7):1191-1193. DOI: 10.1373/49.7.1191
20. Wu AH, Lu QA, Todd J, et al. Short- and long-term biological variation in cardiac troponin I measured with a high-sensitivity assay: implications for clinical practice. Clin Chem. 2009;55(1):52-58. doi:10.1373/clinchem.2008.107391
21. Vasile VC, Saenger AK, Kroning JM, et al. Biological and analytical variability of a novel high-sensitivity cardiac troponin T assay. Clin Chem. 2010;56(7):1086-1090. doi:10.1373/clinchem.2009.140616
22. Vasile VC, Saenger AK, Kroning JM, et al. Biological and analytical variability of a novel high-sensitivity cardiac troponin T assay. Clin Chem. 2010;56(7):1086-1090. doi:10.1373/clinchem.2009.140616
23. Frankenstein L, Wu AH, Hallermayer K, et al. Biological variation and reference change value of high-sensitivity troponin T in healthy individuals during short and intermediate follow-up periods. Clin Chem. 2011;57(7):1068-1071. doi:10.1373/clinchem.2010.158964
24. Aakre KM, Røraas T, Petersen PH, et al. Weekly and 90-minute biological variations in cardiac troponin T and cardiac troponin I in hemodialysis patients and healthy controls. Clin Chem. 2014;60(6):838-847. doi:10.1373/clinchem.2013.216978.
25. Klinkenberg LJ, van Dijk JW, Tan FE, et al. Circulating cardiac troponin T exhibits a diurnal rhythm. J Am Coll Cardiol. 2014;63(17):1788-1795. doi:10.1016/j.jacc.2014.01.040
26. Klinkenberg LJ, Wildi K, van der Linden N, et al. Diurnal Rhythm of Cardiac Troponin: Consequences for the Diagnosis of Acute Myocardial Infarction. Clin Chem. 2016;62(12):1602-1611. doi:10.1373/clinchem.2016.257485.
27. van der Linden N, Cornelis T, Klinkenberg LJ, et al. Strong diurnal rhythm of troponin T, but not troponin I, in a patient with renal dysfunction. Int J Cardiol. 2016;221:287-288. doi:10.1016/j.ijcard.2016.06.268
28. Fournier S, Iten L, Marques-Vidal P, et al. Circadian rhythm of blood cardiac troponin T concentration. Clin Res Cardiol. 2017;106(12):1026-1032. doi: 10.1007/s00392-017-1152-8.
29. van der Linden N, Hilderink JM, et al. Twenty-Four-Hour Biological Variation Profiles of Cardiac Troponin I in Individuals with or without Chronic Kidney Disease. Clin Chem. 2017;63(10):1655-1656. doi:10.1373/clinchem.2017.275107
30. Wildi K, Singeisen H, Twerenbold R, et al. Circadian rhythm of cardiac troponin I and its clinical impact on the diagnostic accuracy for acute myocardial infarction. Int J Cardiol. 2018;270:14-20. doi:10.1016/j.ijcard.2018.05.136
31. Zaninotto M, Padoan A, Mion MM, et al. Short-term biological variation and diurnal rhythm of cardiac troponin I (Access hs-TnI) in healthy subjects. Clin Chim Acta. 2020;504:163-167. doi:10.1016/j.cca.2020.02.004
32. Gutenbrunner C. Circadian variations of the serum creatine kinase level--a masking effect? Chronobiol Int. 2000;17(4):583-590. doi:10.1081/cbi-100101065.
33. Roos A, Holzmann MJ. Diurnal variation in admission troponin concentrations in patients with chest pain in the emergency department. Clin Biochem. 2018;54:18-24. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2018.02.003.
34. Suárez-Barrientos A, López-Romero P, Vivas D, et al. Circadian variations of infarct size in acute myocardial infarction. Heart. 2011;97(12):970-976. doi: 10.1136/hrt.2010.212621.
35. Fournier S, Muller O, Benedetto U, et al.; on behalf on the AMIS Plus Investigators. Circadian dependence of manual thrombus aspiration benefit in patients with ST-segment elevation myocardial infarction undergoing primary percutaneous coronary intervention. Clin Res Cardiol. 2018;107(4):338-346. doi: 10.1007/s00392-017-1189-8.
36. Fournier S, Puricel S, Morawiec B, et al. Relationship between time of day and periprocedural myocardial infarction after elective angioplasty. Chronobiol Int. 2014;31(2):206-213. doi: 10.3109/07420528.2013.839561.
37. de Lemos JA. Increasingly sensitive assays for cardiac troponins: a review. JAMA. 2013;309(21):2262-2269. doi:10.1001/jama.2013.5809
38. Lazzarino AI, Hamer M, Gaze D, et al. The association between cortisol response to mental stress and high sensitivity cardiac troponin T plasma concentration in healthy adults. J Am Coll Cardiol. 2013;62(18):1694-1701. doi: 10.1016/j.jacc.2013.05.070.
39. Samaha E, Brown J, Brown F, et al. High-sensitive cardiac troponin T increases after stress echocardiography. Clin. Biochem. 2019;63:18-23. URL: https://doi.org/10.1016/j. clinbiochem.2018.11.013
40. Ben Yedder N, Roux JF, Paredes FA. Troponin elevation in supraventricular tachycardia: primary dependence on heart rate. Can. J. Cardiol. 2011;27(1):105-109. doi: 10.1016/j. cjca.2010.12.004.
41. Chaulin AM, Duplyakov DV. Increased cardiac troponins, not associated with acute coronary syndrome. Part 2. Kardiologiya: novosti, mneniya, obuchenie. 2019;7(2):24-35. (in Russian) Чаулин А.М., Дупляков Д.В. Повышение кардиальных тропонинов, не ассоциированное с острым коронарным синдромом. Часть 2. Кардиология: новости, мнения, обучение. 2019;7(2):24–35. doi: 10.24411/2309-1908-2019-12003.
42. Nelson D., Cox M. Lehninger Principles of Biochemistry. Vol. 2. Bioenergetics and metabolism. М.: Binom; 2011. 694 p. (in Russian). Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера. Т. 2. Биоэнергетика и метаболизм. М.: Бином; 2011. 694 с.
43. Hessel MHM, Atsma DE, van der Valk EJM, et al. Release of cardiac troponin I from viable cardiomyocytes is mediated by integrin stimulation. Eur J Physiol. 2008;455(4):979-986. doi:10.1007/ s00424-007-0354-8
44. Tsareva YuO, Mayskova EA, Fedotov EA, et al. Circadian rhythms of thyroid hormones in patients with ischemic heart disease, arterial hypertension, and atrial fibrillation. Kardiologiia. 2019;59(3S):23-29. In Russian. Царева Ю.О., Майскова Е.А., Федотов Э.А., и др. Циркадные ритмы тиреоидных гормонов у пациентов с ишемической болезнью сердца, артериальной гипертонией и фибрилляцией предсердий. Кардиология. 2019;59(3S):23-29. DOI: 10.18087/cardio.2506.
45. Tsareva YuO, Sokolov IM, Aristarin MA. Thyroid function and its biorhythmic changes in coronary heart disease and atrial fibrillation. Modern problems of science and education. 2015;1-1. In Russian. Царева Ю.О., Соколов И.М., Аристарин М.А. Функция щитовидной железы и ее биоритмические изменения при ишемической болезни сердца и фибрилляции предсердий. Современные проблемы науки и образования. 2015;1-1.; URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=18254
46. Andrews NP, Gralnick HR, Merryman P, et al. Mechanisms underlying the morning increase in platelet aggregation: a flow cytometry study. J Am Coll Cardiol. 1996;28(7):1789-1795. doi:10.1016/S0735-1097(96)00398-1
47. Tofler GH, Brezinski D, Schafer AI, et al. Concurrent morning increase in platelet aggregability and the risk of myocardial infarction and sudden cardiac death. N Engl J Med. 1987;316(24):1514-1518. doi:10.1056/NEJM198706113162405
48. Streng AS, de Boer D, van Doorn WP, et al. Identification and Characterization of Cardiac Troponin T Fragments in Serum of Patients Suffering from Acute Myocardial Infarction. Clin Chem. 2017;63(2):563-572. doi:10.1373/clinchem.2016.261511
49. Katrukha IA, Kogan AE, Vylegzhanina AV, et al. ThrombinMediated Degradation of Human Cardiac Troponin T. Clinical Chemistry. 2017;63(6):1094-1100. https://doi.org/10.1373/clinchem.2016.266635
50. Rubini Gimenez M, Twerenbold R, Reichlin T, et al. Direct comparison of high-sensitivity-cardiac troponin I vs. T for the early diagnosis of acute myocardial infarction. Eur Heart J. 2014;35(34):2303-2311. doi:10.1093/eurheartj/ehu188
51. Bryukhanov V.M., Zvereva A.J. The kidney role in regulation of circade rithms of the organism. Nephrology. 2010;14(3):17-31. In Russian. Брюханов В.М., Зверева А.Я. Роль почки в регуляции суточных ритмов организма. Нефрология. 2010;14(3):17-31. https://elibrary.ru/item.asp?id=15217177