actabiomedicaActa Biomedica ScientificaActa Biomedica Scientifica2541-94202587-9596Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems10.29413/ABS.2023-8.3.8actabiomedica-4210Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ ДИАГНОСТИКАCLINICAL LABORATORY DIAGNOSISБиомаркеры повреждения миокарда и первый случай выявления макротропонина I у атлетов, тренирующихся на выносливостьMyocardial damage biomarkers and the first case of macrotroponin I detection in endurance athleteshttps://orcid.org/0000-0001-8184-9564СмирновМ. С.SmirnovM. S.

Смирнов Михаил Сергеевич – аспирант сектора биохимии спорта 

191040, г. Санкт-Петербург, Лиговский просп., 56Е, Россия

 Mikhail S. Smirnov – Postgraduate at the Department of Sports Biochemistry

Ligovsky ave. 56E, Saint Petersburg 191040, Russian Federation 

smirnovmihail439@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7272-1654ДорофейковВ. В.DorofeykovV. V.

Дорофейков Владимир Владимирович – доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биохимии

190121, г. Санкт-Петербург, ул. Декабристов, 35, Россия 

Vladimir V. Dorofeykov – Dr. Sc. (Med.), Professor, Head of the Department of Biochemistry

Dekabristov str. 35, Saint Petersburg 190121, Russian Federation 

vdorofeykov@ya.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2689-5503ГольбергН. Д.GolbergN. D.

Гольберг Наталья Давидовна – кандидат биологических наук, доцент, заведующая сектором биохимии спорта 

191040, г. Санкт-Петербург, Лиговский просп., 56Е, Россия

Natalia D. Golberg – Cand. Sc. (Biol.), Docent, Head of the Department of Sports Biochemistry

Ligovsky ave. 56E, Saint Petersburg 191040, Russian Federation 

ndgolberg@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7512-9621КурочкинаЕ. В.KurochkinaE. V.

Курочкина Евгения Вячеславовна – вице-президент

194292, г. Санкт-Петербург, Верхняя ул., 6А, помещ. 7-н-7, Россия 

Evgenia V. Kurochkina – Vice President

Verkhnyaya str. 6A, office 7-n-7, Saint Petersburg 194292, Russian Federation 

jakonia88@bk.ruФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры»Saint-Petersburg Scientific-Research Institute for Physical CultureФГБОУ ВО «Национальный государственный Университет физической культуры, спорта и здоровья имени П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург»Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. PetersburgРОО «Санкт-Петербургская спортивная Федерация лыжных гонок»St. Petersburg Cross-Country Skiing Federation202311072023838189Copyright © Смирнов М.С., Дорофейков В.В., Гольберг Н.Д., Курочкина Е.В., 20232023Смирнов М.С., Дорофейков В.В., Гольберг Н.Д., Курочкина Е.В.Smirnov M.S., Dorofeykov V.V., Golberg N.D., Kurochkina E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.actabiomedica.ru/jour/article/view/4210Обоснование

Обоснование. Высокий уровень тропонина свидетельствует о повреждении миокарда, в том числе вызванного интенсивными тренировками. Исследования последних лет показали, что у больных увеличение концентрации тропонина может быть вызвано циркуляцией макроформ. В научной литературе нет данных, описывающих данную проблему у атлетов.

Цель исследования

Цель исследования. Выявить случаи и возможные причины высокого уровня кардиомаркеров в крови у атлетов до и после физической нагрузки на выносливость.

Материалы и методы исследования. Обследовано 11 лыжников-гонщиков мужского пола (15–21 лет). Эксперимент включал 2 этапа: первый – в ноябре 2020–2021 гг.; второй – в марте 2020–2021 гг. На каждом этапе проводили два забора крови из вены: первый – после дня отдыха, второй – через 12–14 ч после высокоинтенсивной тренировки. В сыворотке определяли активность общей креатинфосфокиназы (СК), концентрацию сердечной изоформы креатинфосфокиназы (СК-МВ) по массе и тропонина I (Тн), определённого высокочувствительным методом.

Результаты исследования

Результаты исследования. Активность CK превышала верхнюю границу нормы и снижалась от ноября к марту. Концентрация CK-MB в ответ на тренировку повышалась в 2 раза и не сопровождалась признаками повреждения миокарда. Наиболее чувствительным показателем, реагирующим на тренировку, оказался Тн. Однако самое высокое повышение тропонина в крови у одного атлета было связано с наличием макротропонина без наличия признаков миокардиального повреждения.

Заключение

Заключение. Повышение в крови уровня биомаркеров повреждения мышечной ткани, в том числе миокарда, в 2–4 раза является характерной реакцией для организма лыжника-гонщика в ответ на интенсивную тренировку. Высокий уровень тропонина в крови как до, так и после тренировки может быть связан с наличием макроформ протеина.

Background

Background. High levels of cardiac troponin in the blood indicates myocardial injury, including those caused by intense exercises. Recent studies have shown that an elevation in the troponin concentration in the patients can be caused by the macrotroponin circulation. There is no data in the scientific literature describing this problem in athletes.

The aim

The aim. To identify the cases and possible causes of high blood levels of cardiac markers in athletes before and after endurance exercises.

Materials and methods

Materials and methods. The study was conducted on 11 male cross-country skiers aged 15–21 years. The study included two stages: the first was conducted at the end of the preparatory period (November, 2020–2021), the second – in the middle (March) of the 2020–2021 competitive period. At each stage, two blood samples were taken from a vein: the first – in the morning on an empty stomach after a day of rest, the second – 12–14 hours after a high-intensity exercise. In the blood serum, the activity of total creatine kinase (CK), weight concentration of the cardiac isoenzyme of creatine kinase (CK-MB), and concentration of high sensitive troponin I (Tn) were measured.

Results

Results. The activity of CK in athletes exceeded the upper limit threshold, and decreased from the preparatory (November) to the competitive (March) period. The concentration of CK-MB in response to exercise increased by 2 times and was not accompanied by the signs of myocardial injury. The most sensitive indicator, responsive to physical activity, was troponin I. However, the highest elevation of Tn in blood of one athlete, both before and after the exercise, was associated with the presence of macrotroponin without signs of myocardial injury.

Conclusions

Conclusions. An increase of muscle tissue injury biomarkers in blood, including the heart muscle (CK, CK-MB, and Tn), by 2–4 times is a typical reaction for the body of a cross-country skier to an intense exercise. High levels of troponin in the blood, both before and after training or competition, may be associated with the presence of macrotroponin.

лыжные гонкитропонин Iмакротропонинкреатинкиназаповреждение миокардаcross-country skiingtroponin Imacrotroponincreatine kinasemyocardial injuryReferencesДорофейков В.В., Иванов В.И., Машек О.Н., Воробьева А.В. Количественное определение тропонина в диагностике повреждений миокарда. Клинико-лабораторный консилиум. 2008; (5): 26-32.Dorofeykov VV, Ivanov VI, Mashek ON, Vorobyeva AF. Quantitative measurement of troponin in diagnostics of myocardial injury. Kliniko-laboratornyy konsilium. 2008; (5): 26-32. (In Russ.).Чаулин А.М., Карслян Л.С., Дупляков Д.В. Некоронарогенные причины повышения тропонинов в клинической практике. Клиническая практика. 2019; 10(4): 81-93. doi: 10.17816/clinpract16309Chaulin AM, Karslyan LS, Duplyakov DV. Non-coronarogenic causes of increased cardiac troponins in clinical practice. Journal of Clinical Practice. 2019; 10(4): 81-93. (In Russ.). doi: 10.17816/clinpract16309Marshall L, Lee KK, Stewart SD, Wild A, Fujisawa T, Ferry AV, et al. Effect of exercise intensity and duration on cardiac troponin release. Circulation. 2020; 141(1): 83-85. doi: 10.1161/circulationaha.119.041874Marshall L, Lee KK, Stewart SD, Wild A, Fujisawa T, Ferry AV, et al. Effect of exercise intensity and duration on cardiac troponin release. Circulation. 2020; 141(1): 83-85. doi: 10.1161/circulationaha.119.041874Bernat-Adell MD, Collado-Boira EJ, Moles-Julio P, Panizo-González N, Martínez-Navarro I, Hernando-Fuster B, et al. Recovery of inflammation, cardiac, and muscle damage biomarkers after running a marathon. J Strength Cond Res. 2021; 35(3): 626-632. doi: 10.1519/jsc.0000000000003167Bernat-Adell MD, Collado-Boira EJ, Moles-Julio P, PanizoGonzález N, Martínez-Navarro I, Hernando-Fuster B, et al. Recovery of inflammation, cardiac, and muscle damage biomarkers after running a marathon. J Strength Cond Res. 2021; 35(3): 626-632. doi: 10.1519/jsc.0000000000003167Aengevaeren VL, Baggish AL, Chung EH, George K, Kleiven Ø, Mingels AMA, et al. Exercise-induced cardiac troponin elevations: From underlying mechanisms to clinical relevance. Circulation. 2021; 144(24): 1955-1972. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056208Aengevaeren VL, Baggish AL, Chung EH, George K, Kleiven Ø, Mingels AMA, et al. Exercise-induced cardiac troponin elevations: From underlying mechanisms to clinical relevance. Circulation. 2021; 144(24): 1955-1972. doi: 10.1161/CIRCULATIONAHA.121.056208Дорофейков В.В., Смирнов М.С., Невзорова Т.Г., Шапот Е.В. Оценка степени повреждения мышц и миокарда у спортсменов с использованием биохимических автоматизированных методов. Теория и практика физической культуры. 2021; (10): 55-57.Dorofeykov VV, Smirnov MS, Nevzorova TG, Shapot EV. Automated biochemical methods to assess muscle and myocardial damage in athletes. Theory and Practice of Physical Culture. 2021; (10): 49-51. (In Russ.).Aengevaeren VL, Hopman MTE, Thompson PD, Bakker EA, George KP, Thijssen DHJ, et al. Exercise-induced cardiac troponin I increase and incident mortality and cardiovascular events. Circulation. 2019; 140(10): 804-814. doi: 10.1161/circulationaha.119.041627Aengevaeren VL, Hopman MTE, Thompson PD, Bakker EA, George KP, Thijssen DHJ, et al. Exercise-induced cardiac troponin I increase and incident mortality and cardiovascular events. Circulation. 2019; 140(10): 804-814. doi: 10.1161/circulationaha.119.041627Iorio A, Lombardi CM, Specchia C, Merlo M, Nuzzi V, Ferraro I, et al. Combined role of troponin and natriuretic peptides measurements in patients with Covid-19 (from the cardio-Covid-Italy multicenter study). Am J Cardiol. 2022; 167: 125-132. doi: 10.1016/j.amjcard.2021.11.054Iorio A, Lombardi CM, Specchia C, Merlo M, Nuzzi V, Ferraro I, et al. Combined role of troponin and natriuretic peptides measurements in patients with Covid-19 (from the cardioCovid-Italy multicenter study). Am J Cardiol. 2022; 167: 125-132. doi: 10.1016/j.amjcard.2021.11.054Lu JQ, Lu JY, Wang W, Liu Y, Buczek A, Fleysher R, et al. Clinical predictors of acute cardiac injury and normalization of troponin after hospital discharge from Covid-19. EBioMedicine. 2022; 76: 103821. doi: 10.1016/j.ebiom.2022.103821Lu JQ, Lu JY, Wang W, Liu Y, Buczek A, Fleysher R, et al. Clinical predictors of acute cardiac injury and normalization of troponin after hospital discharge from Covid-19. EBioMedicine. 2022; 76: 103821. doi: 10.1016/j.ebiom.2022.103821Mascia G, Pescetelli F, Baldari A, Gatto P, Seitun S, Sartori P, et al. Interpretation of elevated high-sensitivity cardiac troponin I in elite soccer players previously infected by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. Int J Cardiol. 2021; 326: 248-251. doi: 10.1016/j.ijcard.2020.11.039Mascia G, Pescetelli F, Baldari A, Gatto P, Seitun S, Sartori P, et al. Interpretation of elevated high-sensitivity cardiac troponin I in elite soccer players previously infected by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2. Int J Cardiol. 2021; 326: 248-251. doi: 10.1016/j.ijcard.2020.11.039Efros O, Barda N, Meisel E, Leibowitz A, Fardman A, Rahav G, et al. Myocardial injury in hospitalized patients with Covid-19 infection-risk factors and outcomes. PLoS One. 2021; 16(2): e0247800. doi: 10.1371/journal.pone.0247800Efros O, Barda N, Meisel E, Leibowitz A, Fardman A, Rahav G, et al. Myocardial injury in hospitalized patients with Covid-19 infection-risk factors and outcomes. PLoS One. 2021; 16(2): e0247800. doi: 10.1371/journal.pone.0247800Liu PP, Blet A, Smyth D, Li H. The science underlying Covid-19: Implications for the cardiovascular system. Circulation. 2020; 142(1): 68-78. doi: 10.1161/circulationaha.120.047549Liu PP, Blet A, Smyth D, Li H. The science underlying Covid-19: Implications for the cardiovascular system. Circulation. 2020; 142(1): 68-78. doi: 10.1161/circulationaha.120.047549Michielsen EC, Bisschops PG, Janssen MJ. False positive troponin result caused by a true macrotroponin. Clin Chem Lab Med. 2011; 49(5): 923-925. doi: 10.1515/cclm.2011.147Michielsen EC, Bisschops PG, Janssen MJ. False positive troponin result caused by a true macrotroponin. Clin Chem Lab Med. 2011; 49(5): 923-925. doi: 10.1515/cclm.2011.147Lam L, Ha L, Gladding P, Tse R, Kyle C. Effect of macrotroponin on the utility of cardiac troponin I as a prognostic biomarker for long term total and cardiovascular disease mortality. Pathology. 2021; 53(7): 860-866. doi: 10.1016/j.pathol.2021.04.005Lam L, Ha L, Gladding P, Tse R, Kyle C. Effect of macrotroponin on the utility of cardiac troponin I as a prognostic biomarker for long term total and cardiovascular disease mortality. Pathology. 2021; 53(7): 860-866. doi: 10.1016/j.pathol.2021.04.005Warner JV, Marshall GA. High incidence of macrotroponin I with a high-sensitivity troponin I assay. Clin Chem Lab Med. 2016; 54(11): 1821-1829. doi: 10.1515/cclm-2015-1276Warner JV, Marshall GA. High incidence of macrotroponin I with a high-sensitivity troponin I assay. Clin Chem Lab Med. 2016; 54(11): 1821-1829. doi: 10.1515/cclm-2015-1276Губина Е.В., Шипилов А.А. Феномен макропролактинемии. Проблемы эндокринологии. 2008; 54(1): 20-23. [Gubina YeV, Shipilov AA. Macroprolactinemia phenomenon. Problems of Endocrinology. 2008; 54(1): 20-23. (In Russ.)]. doi: 10.14341/probl200854120-23Gubina YeV, Shipilov AA. Macroprolactinemia phenomenon. Problems of Endocrinology. 2008; 54(1): 20-23. (In Russ.). doi: 10.14341/probl200854120-23Wong SL, Isserow S, Pudek M. Macrotroponin causing elevation in cardiac troponin I. Can J Cardiol. 2014; 30(8): 956.E5-956.E6. doi: 10.1016/j.cjca.2014.03.037Wong SL, Isserow S, Pudek M. Macrotroponin causing elevation in cardiac troponin I. Can J Cardiol. 2014; 30(8): 956.E5-956.E6. doi: 10.1016/j.cjca.2014.03.037Ветчинкина Е.В., Рыбина И.Л., Нехвядович А.И., Синиченко Р.П. Влияние тренировочных нагрузок различной направленности на процессы метаболической адаптации у спортсменов в биатлоне. Прикладная спортивная наука. 2017; (1): 46-53Vetchinkina EV, Rybina IL, Nekhvyadovich AI, Sinichenko RP. The impact of training loads of different orientation on metabolic adaptation’s processes in biathlon. Applied Sports Science. 2017; (1): 46-53. (In Russ.)].Рыбина И.Л., Нехвядович А.И., Будко А.Н., Мороз Е.А. Мониторинг активности ферментов в спорте высших достижений. Прикладная спортивная наука. 2017; (2): 62-71.Rybina IL, Nekhvyadovich AI, Budko AN, Moroz EA. Monitoring of enzymes’ activity in the sport of records. Applied Sports Science. 2017; (2): 62-71. (In Russ.).Бакулев С.Е., Дорофейков В.В., Гольберг Н.Д., Таймазов В.А., Ашкинази С.М., Смирнов М.С. Энзимодиагностика в спортивной практике (обзор литературы и собственный опыт). Человек. Спорт. Медицина. 2020; 20(3): 15-24. doi: 10.14529/hsm200302Bakulev SE, Dorofeykov VV, Golberg ND, Taymazov VA, Ashkinazi SM, Smirnov MS. Enzyme diagnostics in sports practice (literature review and personal experience). Human. Sport. Medicine. 2020; 20(3): 15-24. (In Russ.). doi: 10.14529/hsm200302Рыбина И.Л. Физиологические значения активности креатинфосфокиназы у высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта. Вестник спортивной науки. 2015; (6): 36-41.Rybina IL. Physiological values of creatinephosphokinase in elite athletes of cyclic sports. Sports Science Bulletin. 2015; (6): 36-41. (In Russ.).Раджабкадиев Р.М. Биохимические маркеры адаптации высококвалифицированных спортсменов к различным физическим нагрузкам. Наука и спорт: современные тенденции. 2019; 7(2): 81-91.Radzhabkadiev RM. Biochemical markers of adaptation of highly qualified athletes to various physical activities. Science and Sport: Current Trends. 2019; 7(2): 81-91. (In Russ.).Солонин Ю.Г., Бойко Е.Р., Марков А.Л., Варламова Н.Г., Гарнов И.О., Логинова Т.П., и др. Сравнение физиологических показателей и их реакций на физические нагрузки у лыжников-гонщиков и тхэквондистов. Спортивная медицина: наука и практика. 2015; (2): 33-38.Solonin YuG, Boyko ER, Markov AL, Varlamova NG, Garnov IO, Loginova TP, et al. Comparison of the physiological indices and physical load responses in cross-country skiers and taekwondo practitioners. Sports Medicine: Research and Practice. 2015; (2): 33-38. (In Russ.).Гаврилова Е.А., Чурганов О.А., Белодедова М.Д., Яковлев Ю.В., Рогожников М.А. Внезапная сердечная смерть в спорте. Современные представления. Теория и практика физической культуры. 2021; (5): 76-79.Gavrilova EA, Churganov OA, Belodedova MD, Yakovlev YV, Rogozhnikov MA. Sudden cardiac deaths in sports: Global statistics analysis. Theory and Practice of Physical Culture. 2021; (5): 31-33. (In Russ.).Kavsak PA, Roy C, Malinowski P, Mark CT, Scott T, Clark L, et al. Macrocomplexes and discordant high-sensitivity cardiac troponin concentrations. Ann Clin Biochem. 2018; 55(4): 500-504. doi: 10.1177/0004563217734883Kavsak PA, Roy C, Malinowski P, Mark CT, Scott T, Clark L, et al. Macrocomplexes and discordant high-sensitivity cardiac troponin concentrations. Ann Clin Biochem. 2018; 55(4): 500-504. doi: 10.1177/0004563217734883Lam L, Heron C, Aspin L, Ha L, Kyle CV. Change in troponin concentrations in patients with macrotroponin: An in vitro mixing study. Clin Biochem. 2020; 85: 43-48. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2020.08.012Lam L, Heron C, Aspin L, Ha L, Kyle CV. Change in troponin concentrations in patients with macrotroponin: An in vitro mixing study. Clin Biochem. 2020; 85: 43-48. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2020.08.012Salbach C, Kaya Z. Cardiac troponin I autoantibodies and their potential role in cardiac remodelling. EBioMedicine. 2019; 48: 11-12. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.09.005Salbach C, Kaya Z. Cardiac troponin I autoantibodies and their potential role in cardiac remodelling. EBioMedicine. 2019; 48: 11-12. doi: 10.1016/j.ebiom.2019.09.005Беляев Н.Г., Лёвочкина Э.Д., Батурин В.А., Ржепаковский И.В., Абасова Т.В., Писков С.И. Динамика аутоантител к белкам кардиомиоцитов на разных этапах моделируемых мышечных нагрузок. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Медицина. 2022; 26(1): 51-61. doi: 10.22363/2313-0245-2022-26-1-51-61Belyaev NG, Levochkina ED, Baturin VA, Rzhepakovsky IV, Abasova TV, Piskov SI. Auto-antibodies to cardiomyocyte proteins dynamics at different stages of simulated muscle loads. RUDN Journal of Medicine. 2022; 26(1): 51-61. (In Russ.). doi: 10.22363/2313-0245-2022-26-1-51-61

The authors declare that there are no conflicts of interest present.