Маркеры повреждения мышечной ткани

Лабораторные маркеры повреждения миокарда в современной кардиологии

Инфаркт миокарда по-прежнему занимает особое место в кардиологии. Эта патология сопряжена не только с осложнениями, но и нередко угрожает жизни пациента. Зачастую формируется по известному сценарию. Существующие факторы кардиального риска и/или дисфункция эндотелия запускают воспалительные и атеросклеротические изменения. Они, в свою очередь, вызывая ишемию миокарда и/или коронарный тромбоз, либо эмболию коронаров формируют участок некроза с последующим возникновением аритмии и кардиосклероза. Далее происходит ремоделирование и дилатация желудочков, приводящие к недостаточности сердца с возможностью летального исхода.

В диагностической медицине исследования в направлении определения биохимических маркеров повреждения миокарда основываются на базе этой теории патогенеза заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Классификация биомаркеров заболеваний сердечно-сосудистой системы:

1) Биомаркеры дислипидемии и модификации липопротеидов

2) Провоспалительные маркеры

3) Маркеры нестабильности и повреждения атеросклеротической бляшки

4) Маркеры ишемии и некроза сердечной мышцы

5) Маркеры дисфункции миокарда

6) Маркеры тромбообразования и фибринолиза

7) Маркеры ремоделирования

Провоспалительные цитокины: IL – 6; Туморнекротизирующий фактор альфа (TNFальфа)

Маркеры нестабильной бляшки: Матриксная металлопротеиназа-9, Миелопероксидаза, Молекулы межклеточной адгезии (ICAM, VCAM).

Маркеры нестабильной бляшки: Растворимый комплекс CD0L (sCD40L), Плацентарный фактор роста (PIGF), Плазменный протеин А, ассоциированный с беременностью (PAPP -A).

Острофазные реактанты: С-реактивный белок (hhsCRP)

Маркеры ишемии: Ишемия модифицированный альбумин (IMA), не связанные с альбумином жирные кислоты (FFAu), Холин, Гликогенфосфорилаза ВВ.

Маркеры некроза: cTnT, cTnI, Креатинкиназа МВ, Кардиопротеин, связывающий свободные жирные кислоты (H-FABP), Миоглобин (Mb).

Миокардиальная дисфункция: BNP, NTropoBNP.

Данная классификация важна, так как практически каждый биомаркер, представленный в ней, может быть использован для диагностики повреждений миокарда. Следует обратить внимание на перечень показателей повреждения миокарда, которые используются для диагностики острого коронарного синдрома (ОКС). Диагностика по определению концентрации биомаркеров проводится с помощью специальных тест-систем. Нужно сказать о том, что все-таки, самым важным критерием для каждого маркера является признание его эффективности для диагностики патологий сердечно-сосудистой системы, и доказательность этой эффективности. Расценивая биохимические маркеры по степени эффективности их диагностики, следует заметить, что она существует для следующих показателей: сердечные тропонины, изоформа МВ креатинкиназы, миоглобин, NTproBNP , hsCRP . Два последних не являются прямыми показателями некроза, но маркер NTproBNP - показывает функциональные возможности миокарда, а hsCRP – это маркер воспаления, он характеризует дестабилизацию атеросклеротической бляшки и степень повреждения мышечной стенки сердца. Благодаря тому, что данные маркеры были внедрены в медицинскую деятельность для диагностики, стало более ясным формирование таких диагнозов, как инфаркт миокарда и нестабильная стенокардия.

Несомненно, стоит заметить, что большинство традиционно используемых биомаркеров уходят из современной диагностической медицины. Например, такие показатели, как креатинфосфокиназа, изоформы лактатдегидрогеназы, аспартаттрансаминаза. В настоящий момент определение их концентрации с целью диагностики ОКС не рекомендуется.

Наиболее подробно рассмотрим диагностическую ценность таких маркеров как тропонины, СК-МВ и миоглобин.

В кардиологии для диагностики повреждения миокарда все чаще стали определяться такие биомаркеры как тропонины, а конкретнее, тропониновый комплекс кардиомиоцитов – кардиоспецифические белки TnT и TnI .

Что же такое тропонин? Тропонин – это структура, входящая в состав поперечно-полосатой мускулатуры, имеющая белковую природу. Его локализация – это тонкие миофиламенты сократительной части миокардиоцита. В состав тропонина входят три компонента, такие как: TnC , TnT и TnI . TnC по своему аминокислотному составу абсолютно идентичен миофибриллам миокарда. TnT и TnI это белковые компоненты тропонина, которые отличаются своим аминокислотным составом от сократительных миофибрилл миокарда. Таким образом, можно заверить, что TnT и TnI – это в действительности специфичные для миокарда изоформы тропонина. Если говорить о массе, то молекулярный вес TnT равен 37000 дальтон, TnI – 24000 дальтон. Также, эти два вида тропонинового маркера отличаются и количественным содержанием в кардиомиоцитах. Концентрация TnT в кардиомиоцитах в 2 раза превышает количественную концентрацию TnI . В самой клетке кардиомиоцита тропонины лежат организованно, но иногда можно встретить и свободные формы биомаркеров тропонинового ряда в цитоплазме клеток миокарда.

Если говорить о здоровом человеке, то у него тропонины в крови должны непременно отсутствовать. Если в организме человека произошел некроз миокарда, или же иначе сказать инфаркт, то при этом состоянии происходит гибель миокардиоцитов и тропонины, входящие в их состав, выходят из разрушенных клеток и направляются в кровеносное русло, циркулируя там как в свободной, так и в связанной форме. По прошествии 5 часов от начала приступа инфаркта миокарда, есть возможность определения тропонинов в венозной крови. Максимальная концентрация тропонинов наступает через 12-24 часа. Но даже при этом тропонины не являются самыми ранними биомаркерами для диагностики инфаркта миокарда.

Наиболее ранним в диагностике острого инфаркта миокарда является миоглобин. Обнаружить его в крови представляется возможным уже через 3,5 часа от начала приступа. К нормальным концентрационным показателям тропонин вернется через 15-39 часов. Если конкретизировать концентрационное повышения уровня отдельных форм тропонинов, то повышение уровня TnT в крови наблюдается примерно через 5 часов, TnI спустя 4,5 часа. В среднем, максимальная концентрация тропонинов наблюдается: TnT – через 18 часов, а TnI через 19 часов. Таким образом, несомненно, следить за повышением концентрации уровня данных диагностических биомаркеров необходимо на протяжении 6-12 часов [ 7 ].

Самым ранним биомаркером инфаркта миокарда является миоглобин, и в этом заключается его диагностическая ценность. Давайте разберемся, что же такое миоглобин. Миоглобин – это белок, которой находится в мышечной ткани сердца и скелетной мускулатуре. По своей функции миоглобин очень схож с гемоглобином, он обеспечивает перенос кислорода из легких к тканям, в нашем случае, к тканям сердца. После того, как миоглобин связывается с молекулой кислорода, он преобразуется в оксимиоглобин. Молекула кислорода освобождается от молекулы оксимиоглобина при сокращении миофибрилл, то есть при сокращении сердца. В условиях неповрежденного миокарда миоглобин не выходит в кровеносное русло. При повреждении сердечной мышцы, молекулы миоглобина попадают в кровоток, и у врача появляется возможность своевременно диагностировать инфаркт [1].

Нужно обратить внимание на то, что же представляет особую диагностическую ценность биомаркеров в общем. Это присущие им такие качества, как чувствительность и специфичность. M . Plebani с соавторами, в сравнительном аспекте, исследовали чувствительность и специфичность миоглобина, СК, СК-МВ, TnT и TnI в диагностике острого инфаркта миокарда через 3, 6 и 12 часов от начала развития заболевания.

По результатам анализа Plebani видно, что через 3 часа после инфаркта максимальная чувствительность наблюдается у миоглобина (69%). Спустя 6 часов возрастает чувствительность тропонинов и СК-МВ более чем в 1,5 раза, а к 12 часам все четыре показателя имеют чувствительность – 100%.

Говоря же о специфичности, отмечается то, что самым высоким уровнем обладают тропонины, а самый низкий уровень наблюдается у миоглобина. Соотношение чувствительность и специфичности у тропонинов примерно соответствовало соотношению чувствительности и специфичности у СК-МВ [ 6 ].

По результатам этого исследования, можно заверить, что использование тропонинов, СК-МВ и миоглобина как маркеров острого коронарного синдрома вполне обосновано.

Проводить исследование уровня этих маркеров возможно в виде двойного теста, с определением динамики изменения их концентрации. В первую очередь, необходимо исследовать количество миоглобина, так как он является ранним, наиболее чувствительным биомаркером повреждения миокарда, а также наблюдение изменения концентрации тропонинов в течение суток. Из-за своей высокой специфичности тропонины являются ценными маркерами в диагностике инфаркта миокарда после реанимационных мероприятий и хирургических вмешательств, так как СК в подобных ситуациях реагирует на повреждение скелетных мышц. Но, несмотря на их высокую специфичность, повышение концентрации тропонинов может наблюдаться также при ряде других заболеваний, таких как: дилатационные кардиомиопатии, заболевания центральной нервной системы, хроническая почечная недостаточность, сепсис, заболевания легких и эндокринной системы, ВИЧ-инфекция, тяжелые классы хронической сердечной недостаточности. Конечно, при данных заболеваниях, диагностируемая концентрация тропонинов будет меньше, чем при коронарогенных некрозах (инфаркте миокарда). При хронической почечной недостаточности, появление в крови TnT связано с реэкспрессией генов, отвечающих за синтез кардиального TnT в поперечно-полосатой мускулатуре, при этом, для таких больных это свидетельствует о неблагоприятном прогнозе течения заболевания. Также появление TnT в скелетных мышцах может свидетельствовать о мышечной дистрофии Дюшена и полимиозите.

Говоря о главном преимуществе именно тропонинов, в сравнении с другими диагностическими маркерами, нужно упомянуть про их специфическую способность реагировать даже на самые незначительные очаги повреждения стенки миокарда [2]. В литературе высказывается мнение о том, что некроз даже 1 грамма миокарда сопровождается появлением высоких концентраций тропонинов в крови.

Какова же концентрация тропонинов в норме? В настоящее время точной информации об этом, к сожалению, нет. Можно утверждать о том, что даже самое незначительное повышение уровня тропонинов в крови уже представляет немалую опасность для пациента [3]. В этом смысле, логичной является точка зрения экспертов Европейского общества кардиологов и Американской коллегии кардиологов, которая заключается в том, что любое повышение уровня тропонинов, при обострении ИБС и при интракоронарных вмешательствах, говорит об инфаркте миокарда.

Какой же уровень тропонинов следует считать повышенным? Повышение уровня тропонинов мы можем диагностировать, если его количественное значение превышает 99 перцентиль от среднего значения, полученного в контрольной группе.

Если же обнаружение тропонинов, по какой-либо причине не представляется возможным, целесообразным будет исследование уровня биомаркера СК-МВ. Диагностировать инфаркт врач сможет только в том случае, если уровень СК-МВ будет превышен на 99 перцентилей, по сравнению с контрольной группой. Если же нет возможности исследования и этого биомаркера, тогда альтернативой может стать биомаркер СК. Патология выявляется также при двойном увеличении его концентрации.

В качестве примера можно рассмотреть клинический случай резкого повышения концентрации СК-МВ у пациента с инфарктом миокарда. В день поступления пациента в поликлинику, ему был проведен качественный тест на тропонины, без определения фракций и количественный тест на определение СК-МВ. Тропониновый тест, как в день поступления, так и на следующий день давал положительный результат. Уровень СК-МВ в день поступления был резко повышен – 100 ед./л., тогда как в норме уровень СК-МВ равен 6-25.

Увеличение количественного уровня тропонинов и СК-МВ при диагностике инфаркта миокарда, доказательно показывает нам корреляцию данных биохимических маркеров с уровнем некротических изменений кардиомиоцитов [4]. Данный момент дает возможность врачам выбирать быструю и правильную тактику лечения и оказания помощи пациентам.

Немаловажное значение имеет определение уровня маркеров при рецидивах инфаркта миокарда, а также определение их концентрации при интракардиальных хирургических вмешательствах. Но, важным является то, что уровень полученного количественного значения маркеров должен быть на 20% больше предыдущего.

Такое осложнение, как острый инфаркт миокарда, может возникнуть после хирургического интракардиального вмешательства. Это возможно в результате двух процессов: 1) При формировании интракардиального тромба; 2) Жировая эмболия интраваскулярной бляшкой. Возникновение тромба приводит к обширному инфаркту миокарда, а эмболия приводит к развитию микроинфаркта. Именно для диагностики микроинфаркта необходимо использовать биомаркеры.

Диагностирование инфаркта миокарда как осложнения интракардиального вмешательства необходимо через 18-24 часа после проведения операции. Если говорить про биомаркер СК-МВ, то его превышение в 3 раза и более свидетельствует о поражении миокарда некрозом. Более полную картину можно проследить, если определить концентрацию СК-МВ не только после, но и до проведения операции. Операции, проводимые на миокарде, могут быть следующего плана, это: ангиопластика, стентирование и шунтирование.

Подведя итоги и обобщив исследовательские данные по увеличению концентрации биомаркеров, можно сказать, что в современном мире диагностика инфаркта миокарда непременно должна базироваться на определении уровня содержание специфических маркеров. В первую очередь, таких как тропонины, СК-МВ и миоглобин. Определение данных биомаркеров является чрезвычайно информативным методом диагностики инфаркта миокарда, и это очень важно, ведь инфаркт миокарда это патология, которая встречается довольно часто в наше время. Результаты определения количества биомаркеров повреждения миокарда помогут определить риски летального исхода, выбрать наиболее оптимальную тактику лечения и проследить эффективность назначенной терапии заболевания. Также, важным является определение количества биомаркеров и при хирургических манипуляциях на миокарде и коронарных сосудах. В данном случае, при повышении уровня тропонинов, уже можно поставить диагноз – инфаркт миокарда, даже без использования дополнительных методов диагностики этого заболевания, например, таких как ЭКГ. Однако изучение биомаркеров будет продолжаться.

Голубев М.В. Миоглобин в диагностике инфаркта миокарда. Медицина обо мне. 2015.https://medaboutme.ru/zdorove/publikacii/stati/sovety_vracha/mioglobin_v_diagnostike_infarkta_miokarda/ (Дата обращения 15.12.2018)

Сапрыгин Д.Б., Романов М.Ю. Миокардиальные маркеры. Значение тропонинов I и T , креатинкиназы МВ и миоглобина в диагностике острого инфаркта миокарда // Лабораторная медицина. 2000. №3, С. 13-17.

Clerico A., Passino C., Vittorini S., Emdin M., New and emerging biomarkers of heart failure // Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences. 2009. T. 46. № 3. С . 107-128.

Lippi G., Targher G., Franchini M., Plebani M., Genetic and biochemical heterogeneity of cardiac troponins: clinical and laboratory implications // Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 2009. T. 47. № 10. С . 1183-1194.

Plebani M., Harmonization in laboratory medicine: requests, samples, measurements and reports // Critical Reviews in Clinical Laboratory Sciences. 2016. T. 53. № 3. С . 184-196.

Plebani M., Zaninotto M., Cardiac marcers: present and future // International Journal of Clinical & Laboratory Research. 1999. T. 29. № 2. C. 56-63.

Vittorini S., Clerico A., Cardiovascular biomarcers: increasing, impact of laboratory medicine in cardiology practice // Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 2008. T. 46. № 6. С. 748-763.

Установлено, что быстрый и медленный миозин могут выступать как маркеры повреждения мышц. Оценка уровня быстрого и медленного миозинов в крови через двое суток после травмы позволяет обнаружить повреждения I степени, так как быстрый миозин – исключительный маркер повреждения скелетной мышцы. Правильный диагноз позволяет предотвратить прогрессию повреждений у атлетов и помочь спортивным врачам в принятии решения.

Guerrero, M. Fast and slow myosins as markers of muscle injury / M. Guerrero, M. Guiu-Comadevall, J. A. Cadefau, J. Parra, R. Balius, A. Estruch, G. Rodas, J. L. Bedini, R. Cussó // British Journal of Sports Medicine.– 2008 July, 42.– V.7.- P.581-584

Гуэрреро М.

БЫСТРЫЙ И МЕДЛЕННЫЙ МИОЗИНЫ КАК МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ МЫШЦ

Цель: диагноз мышечных повреждений, перенесенных атлетами обычно делается в соответствии с клиническими критериями, объединенными с отображением повреждения (УЗИ (ультразвук) и/или МРТ), а также на основе анализов крови с целью обнаружить присутствие неспецифических маркеров повреждения мышцы. Это исследование было предпринято, чтобы оценить повреждение быстрых и медленных мышечных волокон, используя специфические маркеры повреждения этих волокон.

Методы: Образцы крови были получены от мужчин (n=51) не занимающих спортом и 38 спортсменов с повреждением скелетных мышц. Исследование крови (Western blood analysis) было выполнено, c целью определить быстрый и медленный миозины и уровень креатинкиназы. Повреждение скелетной мышцы было диагностировано физической экспертизой, УЗИ и МРТ, а также посредством биохимических маркеров.

Результаты: оптические тесты превосходны для того, чтобы обнаружить и подтвердить повреждение II и III степени. Однако, повреждения I степени этими методами не подтверждаются. Повреждения I степени характеризуются наличием в крови высокого уровнем быстрого миозина, немного меньшим медленного миозина и очень небольшим увеличением уровня креатинкиназы. Повреждения II и III степени характеризуются высоким уровнем как быстрого, так и медленного миозинов.

Заключение: оценка уровня быстрого и медленного миозинов в крови через 48 часов после повреждения позволяет обнаружить повреждения I степени, так как быстрый миозин – исключительный маркер скелетной мышцы. Правильный диагноз повреждения I степени может предотвратить прогрессию повреждений у атлетов, подвергающихся непрерывным тренировочным нагрузкам и соревнованиям, таким образом помогая спортивным врачам в принятии решения.

Мышца чувствительна к тренировочным протоколам, так как ее структура рассчитана на то, чтобы соответствовать им и адаптироваться к новым силовым нагрузкам. Однако, если целостность мышцы нарушена перегрузкой в большей или меньшей степени, происходит повреждение мышцы. Эти повреждения могут привести к неспособности к продолжению развития силы.

Использование непривычных упражнений и развитие высокого уровня силы при эксцентрических упражнениях приводит к повреждению мышцы с изменениями в ее структуре и функции. Это вызывает повреждение мембран мышечного волокна, 1,2 , разрушение миофибрилл 3 и саркоплазматического ретикулума 4 . Такое вызванное упражнением повреждение мышцы активизирует каскад реакций, которые приводят к активизированному метаболизму белка скелетной мышцы. Немедленно после упражнения активизируется протеаза калпаин. Калпаин начинает метаболическое разрушение миофибриллярных белков, освобождая их из структуры миофиламентов 5 . Хотя калпаин не производит деградации актина и миозина, она вносит свой вклад в их выход в кровь 6 . Это позволяет обнаружить эти белки в периферийной крови после расщепления, используя оценку специфических индикаторов типа тропонина I (TnI) и тяжелых цепочек миозина (MHC). 7,8 Sorichter et al 9 описали особенности идеального маркера повреждения мышечного волокна. Во-первых, этот маркер должен быть специфически мышечным маркером, позволяющим диагносцировать повреждение мышечных волокон. Ни один из маркеров, проанализированных этими авторами, не является специфическим для мышцы.

Обычно используемые маркеры включают: креатинкиназу, сердечно-жирную кислоту связывающую белок, миоглобин, TnI (Тропонин I) и α-актин 10 . Однако, в дополнение к тому, чтобы они не являются полностью специфичными для скелетной мышцы, эти маркеры достигают максимального уровня менее чем за 10 часов после повреждения и существенно уменьшаются в течение 24 часов. Большинство повреждений происходит в течение выходных дней, и проходит более 10-12 критических часов, прежде чем пациент исследован. Новые повреждения часто не сопровождаются болью, но день спустя маркеры с низкой молекулярной массой деградируют не оставляя следа в сыворотке крови. Тропонины – белки, которые являются очень специфическими маркерами повреждения мышечных волокон; они имеют низкую молекулярную массу, но восприимчивы к протеолизу, что объясняет их очень короткое время полураспада в крови 11 .

Скелетная мышца – гетерогенная ткань, составленная из волокон I и II типов, соотношение которых зависит от типа мышцы и даже от области мышцы, в которой определялось это соотношение 12 . Некоторые из сократительных белков имеют различные изоформы в зависимости от типа волокна. Один из них – миозин, который имеет тяжелую и легкую изоформы, в зависимости от того, быстрый ли тип волокна или медленный 13 .

Миозин представляет собой идеальный маркер степени повреждения, из-за его высокой молекулярной массы. Его присутствие в крови можно объяснить только повреждением мышечного волокна. Быстрый миозин характерен только для быстрых скелетных мышц, в то время как медленный миозин характеризует как скелетную, так и сердечную мышцу. Уровень медленного миозина в крови был измерен Schiaffino и Reggiani 14 и достигает максимальных значений через 48 и 72 часа после повреждения.

Цель этого исследования состоит в том, чтобы оценить повреждение мышцы, используя в качестве маркеров быстрый и медленный миозины в сыворотке крови атлетов через 48 часов после повреждения. Сравнить эффективность этих маркеров по обнаружению повреждения с УЗИ и МРТ, а также биохимическими методами.

Материалы, используемые в исследовании были: моноклональный антимиозин (быстрый, скелетный) клон Мy-32 (Sigma, Мадрид, Испания), моноклональный антимиозин (медленный, скелетный) клон NOQ7.5.4D (Sigma), агароза (Sigma), белок A (Sigma) и loading buffer Nupage LDS типовой буфер (Novex, Калифорния, США).

Были изучены тридцать шесть спортсменов в возрасте 18-25 лет (атлеты, жокеи, теннисисты, футболисты, баскетболисты и спортсмены, занимающиеся пятиборьем), которые испытывали боли в мышцах и/или их повреждение. Группа контроля включала 51 мужчину не занимающихся спортом в возрасте 18-55 лет.

Повреждения мышцы были классифицированы по трем категориям согласно клиническим полученным данным: повреждения I степени (DOMS, растяжение, небольшой разрыв мышцы); повреждение II степени (повреждение мышечных волокон, средний разрыв мышцы); повреждение III степени (разрушение мышечного волокна, видимый разрыв мышцы). Два мл крови были получены от 51 исследуемого контрольной группы и от атлетов через 48 часов после того, как они почувствовали проблемы с мышцами. Сыворотка крови использовалась для измерения уровней миозина.

Образцы крови были получены в трубе Vacutainer и центрифугировались в 2000g в 4°C около 10 мин. Сыворотка сохранялась при температуре –80°C без потери миозина в течение 15 дней. Белок сыворотки крови определялся Брэдфордским методом 15 . Миозин присутствует как маркер в крови при очень низкой концентрации по сравнению с другими белками сыворотки.

Уровень креатинкиназы оценивался посредством Technicon DAX System автоанализатора согласно методу Szasz et al 17 .

Эхография (УЗИ) выполнялась в Центре d’Estudis d’Alt Rendiment Esportiu (CEARE) и в ультразвуковом отделе Клиники FIATC. Использовалось оборудование Toshiba Medical System Системы с многочастотным исследованием (Just-Vision в CEARE, PowerVision в FIATC). МРТ исследования были проведены в отделе МРТ Клиники Corachan, используя устройство Siemens SYMPHONY (1.5 ТESS).

Оба типа сканирования дали результаты, которые увеличились в прямой пропорции со степенью повреждения. При повреждениях I степени УЗИ обычно показывает повреждение (гемоокрашивание и дефект некоторых волокон) спустя 2-3 дня после несчастного случая, в то время как МРТ показывает мышечный отек со времени повреждения. При повреждениях II степени и УЗИ и МРТ показывают отек и повреждение волокон. При повреждениях III степени виден большой отек и дефект, связанный с гематомой мышцы. И УЗИ и МРТ показывают развитие повреждения, наблюдая, как исчезает отек и осуществляется ремонт мышечных волокон.

Сравнивались уровни каждого маркера в контрольной группе и среди спортсменов с различным уровнем повреждения посредством дисперсионного анализом (ANOVA); оценки уровня значимости p 2. Уровень креатинкиназы (КК) был почти нормальным. При повреждениях II и III степени, которые были диагностированы посредством УЗИ и МРТ уровень и быстрого и медленного миозинов возрос, так что отношение концентрации быстрого миозина к медленному было близко к 1,0. Концентрация медленного миозина по сравнению с быстрым миозином увеличилась в прямой пропорции к степени повреждения. Уровень КК также увеличился в том же самом направлении с возрастанием серьезности повреждений, что говорит о том, что он – очень хороший маркер для оценки повреждений II и III степени. Таблица 1

Медленный миозин, мг/л

Отношение быстрого миозина к медленному

повреждение I степени

повреждение II степени

повреждение III степени

Примечание: представлены средние значения (ошибка среднего), Дисперсионный анализ свидетельствует о достоверных различиях между всеми параметрами.

Человеческие мышцы представляют собой смесь медленных и быстрых волокон приблизительно с 50 % каждого типа. Этим они отличаются от животных, некоторые мышцы которых содержат 90 % быстрых волокон и приблизительно до 90 % медленных волокон. Широкая латеральная мышца молодых Кавказских атлетов в возрасте 15-18 лет имеет 36,5 % волокон медленного типа и 63,5 % волокон быстрого типа, из них 52,3 % — тип IIa, 8,1 % – тип IIb и 3,1 % – тип IIc 18 . Существование смешанных мышц у людей означает, что при их повреждениях в кровь поступают быстрый и медленный миозины. Однако, вследствие того, что сопротивление к повреждениям и утомлению этих двух типов волокон неодинаково, уровень медленного или быстрого миозина в крови зависит от типа поврежденного волокна. Вообще, быстрые волокна более легко повреждаются и более чувствительны к повреждению. Мы можем, поэтому ожидать, что быстрые волокна теряют свои быстрые MHC раньше, чем медленные волокна при менее интенсивном упражнении. Медленные MHC выходят в кровь при более утомительных упражнениях, и их присутствие в крови, вероятно указывает на более существенное повреждение.

С другой стороны, присутствие быстрых MHC в крови свидетельствует о том, что повреждена только скелетная мышца и таким образом представляет абсолютно специфический маркер. Присутствие медленных MHC может указывать на повреждения скелетной и/или сердечной мышцы. Однако, учитывая тот факт, что исследуемые были атлетами, у которых исключено сердечное повреждение, обнаружение медленных MHC в крови являлось бы маркером повреждения медленных волокон.

Мы развили метод, для обнаружения в крови миозинов, основанного на определении быстрых и медленных антител миозина. Мы изучили группу атлетов, участвующих в различных спортивных соревнованиях, которые ощущали боль в мышцах. Пациенты подверглись медицинской экспертизе, УЗИ и МРТ. У них брались анализы крови, которые включали измерение уровня креатинкиназы (используемый как обычный маркер повреждения мышцы), а также уровней быстрого и медленного миозина. Мы также изучили 51 человека, которые не занимались спортом, составивших контрольную группу. Наши результаты указывают, что, через 48 часов после возникновения проблем в мышце, уровень креатинкиназы незначительно возрастает при повреждениях I степени. Только быстрый миозин достигает высокого уровня, что позволяет предположить, что повреждения I степени происходят в волокнах II типа. Результаты УЗИ и МРТ при повреждениях I степени в некоторых случаях являются неявными, с отрицательными или положительными результатами, которые не в состоянии удостоверить полное признание повреждения. УЗИ и МРТ при повреждениях II и III степени были очень эффективны в обнаружении повреждений.

При повреждениях II степени измерение маркеров сыворотки крови показало увеличение уровня креатинкиназы а также увеличение уровней обоих типов миозина, достигая в некоторых случаях десятикратного увеличения по сравнению с нормой. Повреждения III степени хорошо детектируются креатинкиназой и обоими типами миозина.

Мы заключаем, что быстрый миозин является очень чувствительным маркером повреждений I степени. Степень диагносцирования посредством быстрого миозина находится на уровне МРТ и превосходит УЗИ и клинический диагноз. Быстрый миозин – специфичный маркер повреждения скелетной мышцы, уровень которого не могут достичь маркеры, используемые в настоящее время, типа креатинкиназы и миоглобина. Миозин также имеет преимущество из того, что он более чувствительный и более устойчивый в крови. Так как его максимальный уровень достигается чрез 48 часов после повреждения, и он дольше остается в крови, поэтому может легче применяться при запаздывающем диагностировании, а также может использоваться, чтобы следить за развитием повреждения мышцы. Мы поэтому заключаем, что определение быстрых и медленных миозинов — полезная помощь в диагнозе повреждений мышцы, особенно в тех случаях, которые трудно обнаружить другими методами.

Одобрение этики: Это исследование было одобрено комитетом этики Университета Барселоны и комитета этики Клиники Больницы Провинции Барселоны.

1. Armstrong RB, Ogilvi RW, Schwane JA. Eccentric exercise-induced injury to rat skeletal muscle. J Appl Physiol 1983; 436: 735–41.
2. Newman DJ, Jones DA, Ghosh G, et al. Muscle fatigue and pain after eccentric contractions at long and short length. Clin Sci 1988; 74: 553–7.[Medline]
3. Friden J, Lieber RL. Structural and mechanical bases of exercise-induced muscle injury. Med Sci Sports Exerc 1992; 24: 521–30.[Medline]
4. Frias JA, Cadefau JA, Prats C, et al. Disturbances of the sarcoplasmic reticulum and transverse tubular system in 24-h electrostimulated skeletal muscle. Biochem Biophys Acta 2005; 1668: 64–74.[Medline]
5. Belcastro AN, Gilchrist JS, Scrubb JA, et al. Calcium-supported calpain degradation rates for cardiac myfibrils in diabetes. Sulfhydryl and hydrophobic interactions. Mol Cell Biochem 1994; 15: 51–60.
6. Goll DE, Thompson VH, Taylor RG, et al. Is calpain activity regulated by membranes and autolysis or by calcium and calpastatin? BioEssays 1992; 14: 549–56.[CrossRef][Medline]
7. Sorichter S, Mair J, Koller A, et al. Skeletal troponin I as a marker of exercise-induced muscle damage. J Appl Physiol 1997; 83: 1076–82.[Abstract/Free Full Text]
8. Sorichter S, Mair J, Koller A, et al. Skeletal muscle troponin I release and magnetic resonance imaging signal intensity changes after eccentric exercise-induced skeletal muscle injury. Clin Chim Acta 1997; 262: 139–46.[CrossRef][Medline]
9. Sorichter S, Puschendorf B, Mair J. Skeletal muscle injury induced by eccentric muscle action: muscle proteins as markers of muscle fiber injury. Exerc Immunol Rev 1999; 5: 5–21.[Medline]
10. Martinez A, Marchal JA, Rodriguez F, et al. Role of