Варианты тропонинов как маркеров здоровья и заболеваний скелетной мускулатуры

Front. Physiol. 12:747214.

Troponin Variants as Markers of Skeletal Muscle Health and Diseases

Monica Rasmussen, Jian-Ping Jin

Варианты тропонинов как маркеров здоровья и заболеваний скелетной мускулатуры

Аннотация

Ca²⁺-регулируемая сократительная способность является ключевым фактором, определяющим качество мышечной ткани. Белки саркомерных миофиламентов (актиновых нитей) играют важную роль в процессе сокращения поперечно-полосатой мускулатуры. Тропониновый комплекс в тонких актиновых нитях играет центральную роль в Ca²⁺-регуляции сокращения и расслабления мышц. Среди трех субъединиц тропонина Ca²⁺- связывающая субъединица тропонин C (TnC) является членом суперсемейства кальмодулинов (кальций-модулированных белков), тогда как тропонин I (TnI, ингибирующая субъединица) и тропонин T (TnT, тропомиозин-связывающая и закрепляющая тонкие нити субъединица) являются регуляторными белками, специфичными для поперечно-полосатой мускулатуры. Специфические для мышечного типа изоформы субъединиц тропонина экспрессируются в волокнах быстрого и медленного сокращения и регулируются во время роста и старения, а также при адаптации к физической нагрузке. TnT также эволюционировал в различные альтернативные формы в качестве дополнительной возможности функционального разнообразия мышц. Мутации субъединиц тропонина вызывают миопатии. Благодаря своей физиологической и патологической значимости варианты тропонина могут использоваться в качестве специфических маркеров для определения качества мышечной ткани. В этом фокусированном обзоре рассмотрено использование вариантов тропонина в качестве маркеров содержания мышечных волокон, состояния развития и дифференцировки, сократительной функции и физиологической или патофизиологической адаптации скелетных мышц. Поскольку структура белка определяет функцию, то профиль вариантов тропонина иллюстрирует, как изменения на уровне миофиламентов меняют функциональные качества на уровне волокон.

Более того, понимание роли модификаций и мутаций тропонина в определении сократительной способности мышц при возрастном снижении мышечной функции и при миопатиях определяет подход к улучшению здоровья человека.

Выводы

Са²⁺-регуляция миофиламентов является ключевой детерминантой функции скелетных мышц, а тропонин – ключевым регулятором Са²⁺-зависимого сокращения и расслабления. В то время как картина экспрессии тяжелых цепей миозина сложна и часто включает совместную экспрессию нескольких изоформ в одном и том же волокне, большинство волокон экспрессируют только одну изоформу TnI, TnT и TnC. Поскольку быстрые и медленные скелетные волокна заметно различаются по своей чувствительности к Ca²⁺, тропонин играет ключевую роль в определении специфических для волокон функций. Таким образом, изоформы тропонина могут представлять собой специфический маркер для классификации быстрых и медленных типов скелетных волокон, а также для оценки состояний развития и дифференцировки.

doi.org

Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)