トロポニンは、原因にかかわらず心筋の損傷に反応して放出される。
Troponin release in cardiac injury
トロポニンには、小さな細胞質プールと大きな筋肉プールがあると提唱されています。 心筋損傷時には、その重症度に応じて、両方のプールからトロポニンが放出される。 トロポニンが細胞質プールから放出されると、心筋の細胞質にあるトロポニン分子がサルコレンマを越えて周囲のリンパ管や血管に拡散し、血中に検出されるようになると、最初に小さな上昇が起こります。 傷害が持続して壊死が進行すると、筋肉プールからさらにトロポニンが放出されます。
上昇・下降のパターン
旧世代のアッセイで測定した場合、トロポニンの上昇は心筋の損傷が始まってから6～12時間後に検出され、約24時間後にピークに達し、その後数日（最大2週間）かけて徐々に低下していきます。
最近の検査法では、心筋梗塞の発症後3～4時間でトロポニンを検出できるようになりました。これにより、虚血や心筋梗塞を示唆する症状で救急外来を受診した患者さんに対する、ポイントオブケアのトロポニン検査の感度が向上しました。 現在のほとんどのガイドラインでは、最初の評価から6〜12時間後、および症状が現れてから最大24時間後にトロポニンを再検査することが推奨されている。 心内膜下の非ST上昇型心筋梗塞（NSTEMI）が強く疑われる患者さんでは、トロポニン値がより早く検出される可能性があるため、3〜4時間後に再評価することがあります。
トロポニンTとトロポニンI
トロポニンTとトロポニンIは、それぞれ異なる役割を持つ分子です。 トロポニンTとトロポニンIは、それぞれ異なる役割を持つ分子であり、どちらか一方が上昇すると心筋の損傷を示すが、その絶対値は異なる。
臨床医は、実際に使用されているアッセイの異常な基準範囲と、異なるアッセイの絶対値が相関しないことを認識する必要があります。
心筋梗塞以外のトロポニン上昇の原因
心筋梗塞以外のトロポニン上昇の原因には次のようなものがあります。
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心膜炎
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心筋挫傷・外傷
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心内膜炎
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心臓手術
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脳卒中 虚血性または出血性）
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心肺蘇生（CPR）
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慢性の重症心不全
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心臓の不整脈（頻脈性不整脈。 徐脈性不整脈 心臓ブロック）
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敗血症
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肥大型の 閉塞性心筋症(HOCM)
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火傷
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極度の 労作
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心臓手術後
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アミロイドーシスなどの浸潤性疾患
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ドキソルビシン、トラスツズマブなどの薬や毒素。
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移植血管障害
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重篤な疾患
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トロポニン値の上昇は、常に臨床的な状況で評価されるべきである。 一般集団におけるトロポニン値の上昇の発生率は低く、一般的には基礎的な心臓構造の異常と関連していますが、年齢や疾患をマッチさせたコホートでは、どのレベルのトロポニン値の上昇も予後の悪化と関連しています。 このことは、急性冠症候群以外の診断を受けた重症患者では特に顕著で、トロポニン値の上昇は死亡率の上昇と関連することが示されています。
冠動脈疾患がなくても、トロポニン値が上昇する原因はさまざまですが、以下に説明します。
需給不一致による相対的な心筋虚血（2型心筋梗塞）による損傷
心拍出量の増加が要求されているのに、心筋血流が相対的に不足している場合に、トロポニン値が上昇することがあります。 これは、敗血症、敗血症性ショック、全身性炎症反応系（SIRS）、低血圧性ショック、血液量減少性ショック、心臓の不整脈（例えば、上室性頻拍、心室拍動が速い心房細動、頻脈性不整脈）などで起こり得ます。
どのような原因であれ、頻脈は心臓の酸素要求量を増加させ、拡張期充満時間の減少により、冠動脈灌流を減少させる。
敗血症、敗血症性ショック、アシドーシスでは、心筋の酸素要求量の増加に加えて、心筋の相対的な低下が要求虚血を助長します。
大動脈弁疾患では、心筋トロポニン濃度の上昇が認められます。 大動脈弁狭窄症の人は左心室の厚みが増していることが多く、この筋肉量の増加が需要に基づく心内膜下虚血を助長している可能性があります。 このことは、左心室肥大症の人にも当てはまります。
高血圧の緊急事態、冠動脈血管炎、大動脈解離なども2型心筋梗塞によるトロポニン値の上昇を引き起こす可能性があります。
虚血以外の直接的な心臓損傷によるトロポニン値の上昇
鈍的な胸壁外傷による心挫傷は、心室筋線維への直接的な損傷に由来するトロポニン値を上昇させます。
心電図とトロポニンの組み合わせは、重大な鈍的心筋損傷の診断に高い陰性予測値を示し、他に入院を必要とする理由がなければ、これらの患者は安全に退院することができます。
あらゆる原因（例えば、ウイルス、真菌、マイコバクテリア、細菌）による心筋炎は、心室筋細胞への直接的な損傷により、トロポニン値を上昇させる可能性があります。 これにより、膜の損傷、心筋細胞の壊死が起こり、損傷または壊死した心筋細胞からトロポニンが放出される。 同様に、心室心筋細胞の損傷による急性心膜炎では、虚血がなくてもトロポニン濃度が上昇することがある。
心肺蘇生術や体外式除細動、植込み型除細動器からのショックを受けた患者も、心室筋の損傷によりトロポニン値が上昇することがあります。
直接心毒性のある薬剤や化学物質もトロポニンを上昇させることがあります。 このような薬剤には、シクロホスファミド、アントラサイクリン、ベバシズマブなどの化学療法剤や、一酸化炭素などの化学物質があります。 心毒性が知られている化学療法剤の投与を受けている患者を対象とした研究では、虚血がないのにトロポニン値が上昇した患者は、将来的に左心室不全や心筋症を発症するリスクが高いことが示されています。
アミロイドーシスなどの浸潤性疾患もトロポニン値の上昇を引き起こす可能性があります。
心臓病を伴う横紋筋融解症を発症した人も、トロポニン値が上昇することがあります。
複数の要因
脳卒中におけるトロポニンの上昇
虚血性および出血性の脳卒中は、トロポニン値の上昇や心電図の変化と関連していますが、その上昇の程度は通常、急性心筋梗塞で見られるものよりはるかに小さいです。
脳卒中を発症すると、心臓への交感神経入力が増加し、カテコールアミンが急増するため、心筋細胞に影響を与え、トロポニン濃度が上昇します。 脳卒中やくも膜下出血の患者では、トロポニン濃度の上昇は心臓や神経の予後不良と関連しています。
周産期心筋症やたこつぼ心筋症もトロポニン値の上昇と関連している。
肺疾患に伴うトロポニン値の上昇
重大な肺疾患の存在は、右心室の後負荷を増加させることにより、右心室に負担をかけることになる。
トロポニン値の上昇は、大きな肺塞栓症で見られることがありますが、これは右心室の負荷が増大したためと考えられます。
急性肺塞栓症では、トロポニン値が上昇すると、上昇していない患者に比べて予後が悪くなると言われています。
同様に、COPDの急性増悪時にもトロポニン値が上昇し、院内死亡率の上昇と関連する可能性がある。
腎疾患に伴うトロポニンの上昇
慢性腎臓病患者におけるトロポニン値の上昇の評価には多くの課題があります。 多くの無症状の腎臓病患者、特に血液透析を受けている患者では、トロポニン値が上昇することがあります。
他に虚血の臨床的特徴がない場合、トロポニンの上昇だけでは信頼性が低く、偽陽性となる可能性があり、不必要な検査を行うことになります。
それにもかかわらず、無症候性のトロポニン値の上昇は、慢性腎臓病患者の長期予後の悪化と関連している。
慢性腎臓病患者では、多くの場合、ベースラインでもトロポニンIよりもトロポニンTの方が上昇しています。 この正確な理由は不明ですが、トロポニンTの非結合細胞質プールが高く、早期放出につながることや、トロポニンTの分子量が高い（腎臓からのクリアランスが遅れる）ことが原因ではないかと推測されています。