Non-coronarogenic causes of increased cardiac troponins in the practice of physicians (literature review)

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Cardiac isoforms of troponins are the most sensitive and specific biomarkers of myocardial damage and new high-sensitivity methods can reveal very minor damages on the heart muscle. However, elevated troponin levels indicate cardiac damage, but do not define the cause of the damage. Therefore, cardiac troponin elevations are common in many disease states and do not necessarily indicate the presence of acute myocardial infarction. In clinical practice, interpretation of positive troponins may be challenging. In our article, we consider the main non-coronarogenic causes of increased cardiac troponins. The first part of the review discusses the mechanisms of increase and the diagnostic value of cardiac troponins during physical exertion, inflammatory and toxic myocardial injuries (endocarditis, myocarditis, sepsis), and renal failure. The second part of the literature review describes the mechanisms of increase and the diagnostic value of troponins in pulmonary thromboembolism, dissecting aortic aneurysms, neurogenic pathologies (stroke, subarachnoid hemorrhages), and treatment with cardiotoxic drugs (chemotherapy). Special attention is paid to the false positive causes of elevation of troponins.

About the authors

Aleksey M. Chaulin

Samara State Medical University; Samara Regional Cardiology Dispensary named after V.P. Polyakov

Author for correspondence.
Email: alekseymichailovich22976@gmail.com

Postgraduate student of the Department of Histology and Embryology

Russian Federation, Samara

Yulia V. Grigorieva

Samara State Medical University

Email: histology@bk.ru
Russian Federation, Samara

Ivan N. Milutin

Samara State Medical University; N.I. Pirogov Samara City Clinical Hospital No. 1

Email: guronsamara@yandex.ru

Assistant of the Department of Fundamental and Clinical Biochemistry with Laboratory Diagnostics; Pathologist at the Clinical and Diagnostic Laboratory

Russian Federation, Samara

Dmitry V. Duplyakov

Samara State Medical University; Samara Regional Cardiology Dispensary named after V.P. Polyakov

Email: duplyakov@yahoo.com

Doctor of Medical Sciences, Professor, Department of Cardiology and Cardiovascular Surgery

Russian Federation, Samara

References

  1. Бунин В.А., Козлов К.Л., Линькова Н.С., Пальцева Е.М. Повышение концентрации тропонина-1 в слюне пациентов с ишемической болезнью сердца коррелирует со стадией развития заболевания // Комплексные проблемы сердечно-сосудистых заболеваний. – 2017. – Т. 6. – № S4. – С. 13–14. [Bunin VA, Kozlov KL, Linkova NS, Pal’tseva EM. An increase in troponin-I concentration in the saliva of patients with coronary heart disease correlates with the stage of disease development. Kompleksnye problemy serdečno-sosudistyh zabolevanij. 2017;6(S4):13-14. (In Russ.)]
  2. Вельков В.В. Новые международные критерии инфаркта миокарда и высокочувствительные тропонины: новые возможности и новые проблемы // Клиническая лабораторная диагностика. – 2014. – Т. 59. – № 1. – С. 43–53. [Velkov VV. The new international criteria of cardiac infarction and highly sensitive troponins: new possibilities and new problems. Klinicheskaia laboratornaia diagnostika. 2014;59(1):43-53. (In Russ.)]
  3. Вельков В.В. Революция в кардиологии: высокочувствительное измерение кардиальных тропонинов: «тропонин-отрицательных» больше нет // Клинико-лабораторный консилиум. – 2011. – № 4. – С. 24–43. [Velkov VV. The revolution in cardiology – high sensitive measurement of the cardiac troponins: no any “troponin negative”. Kliniko-laboratornyy konsilium. 2011;(40):24-43. (In Russ.)]
  4. Вельков В.В. Третье всеобщее определение инфаркта миокарда: решающее значение высокочувствительных тропонинов // Медицинский алфавит. – 2013. – Т. 4. – № 22. – С. 60–73. [Velkov VV. Third universal definition of myocardial infarction: the crucial importance of high sensitive troponins. Medical Alphabet. 2013;4(22):60-73. (In Russ.)]
  5. Anand A, Shah AS, Beshiri A, et al. Global adoption of high-sensitivity cardiac Troponins and the universal definition of myocardial infarction. Clin Chem. 2019;65(3):484-489. https://doi.org/10.1373/clinchem. 2018.298059.
  6. Antman EM, Grudzien C, Mitchell RN, et al. Detection of unsuspected myocardial necrosis by rapid bedside assay for cardiac troponin T. Am Heart J. 1997;133(5):596-598. https://doi.org/10.1016/s0002-8703(97)70156-x.
  7. Bergmann O, Bhardwaj RD, Bernard S, et al. Evidence for cardiomyocyte renewal in humans. Science. 2009;324(5923):98-102. https://doi.org/10.1126/science. 1164680.
  8. Bessiere F, Khenifer S, Dubourg J, et al. Prognostic value of troponins in sepsis: a meta-analysis. Intensive Care Med. 2013;39(7):1181-1189. https://doi.org/10.1007/s00134-013-2902-3.
  9. Chang YJ, Hsiao HJ, Hsia SH, et al. Analysis of clinical parameters and echocardiography as predictors of fatal pediatric myocarditis. PLoS One. 2019;14(3):e0214087. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214087.
  10. Dancea AB. Myocarditis in infants and children: A review for the paediatrician. Paediatr Child Health. 2001;6(8):543-545. https://doi.org/10.1093/pch/6.8.543.
  11. Dasgupta A, Chow L, Wells A. Effect of elevated concentration of alkaline phosphatase on cardiac troponin I assays. J Clin Lab Anal. 2001;15(4):175-177. https://doi.org/10.1002/jcla.1023.
  12. Dubin RF, Li Y, He J, et al. Predictors of high sensitivity cardiac troponin T in chronic kidney disease patients: A cross-sectional study in the chronic renal insufficiency cohort (CRIC). BMC Nephrol. 2013;14:229. https://doi.org/10.1186/1471-2369-14-229.
  13. Eschenhagen T, Bolli R, Braun T, et al. Cardiomyocyte regeneration: a consensus statement. Circulation. 2017;136(7):680-686. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.029343.
  14. Feng J, Schaus BJ, Fallavollita JA, et al. Preload induces troponin i degradation independently of myocardial ischemia. Circulation. 2001;103(16):2035-2037. https://doi.org/10.1161/01.CIR.103.16.2035.
  15. Haller C, Zehelein J, Remppis A, et al. Cardiac troponin T in patients with end stage renal disease: Absence of expression in truncal skeletal muscle. Clinical Chemistry. 1998;44(5):930-938.
  16. Hessel MH, Atsma DE, van der Valk E, et al. Release of cardiac troponin I from viable cardiomyocytes is mediated by integrin stimulation. Eur J Physiol. 2008;455(6): 979-986. https://doi.org/10.1007/s00424-007-0354-8.
  17. Hickman PE, Potter JM, Aroney C, et al. Cardiac troponin may be released by ischemia alone, without necrosis. Clinica Chimica Acta. 2010;411(5-6):318-323. https://doi.org/10.1016/j.cca.2009.12.009.
  18. Imazio M, Demichelis B, Cecchi E, et al. Cardiac troponin I in acute pericarditis. J Am Coll Cardiol. 2003;42(12):2144-2148. https://doi.org/10.1016/j.jacc. 2003.02.001.
  19. Katrukha IA, Kogan AE, Vylegzhanina AV, et al. Thrombin-mediated degradation of human cardiac troponin T. Clin Chem. 2017;63(6):1094-1100. https://doi.org/10.1373/clinchem.2016.266635.
  20. Kumar A, Kumar A, Paladugu B, et al. Transforming growth factor-beta 1 blocks in vitro cardiac myocyte depression induced by tumour necrosis factor-alpha, interleukin-1 beta, and human septic shock serum. Crit Care Med. 2007;35(2):358-364. https://doi.org/ 10.1097/01.CCM.0000254341.87098.A4.
  21. Lauer B, Niederau C, Kuhl U, et al. Cardiac troponin T in patients with clinically suspected myocarditis. J Am Coll Cardiol. 1997;30(5):1354-1359. https://doi.org/10.1016/S0735-1097(97)00317-3.
  22. 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. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2013.05.070.
  23. Lippi G, Cervellin G, Banfi G, et al. Cardiac troponins and physical exercise. It’s time to make a point. Biochem Med (Zagreb). 2011;21(1):55-62. https://doi.org/ 10.11613/bm.2011.012.
  24. Manjunath L, Yeluru A, Rodriguez F. 27-Year-Old man with a positive troponin: a case report. Cardiol Ther. 2018;7(2):197-204. https://doi.org/10.1007/s40119-018- 0120-3.
  25. Matsumori A, Shimada T, Hattori H, et al. Autoantibodies against cardiac troponin I in patients presenting with myocarditis. CVD Prevention and Control. 2011;6(2):41-46. https://doi.org/10.1016/j.cvdpc.2011.02.004.
  26. McDonough JL, Arrell DK, Van Eyk JE. Troponin I degradation and covalent complex formation accompanies myocardial ischemia/reperfusion injury. Circ Res. 1999;84(1):9-20. https://doi.org/10.1161/01.res.84.1.9.
  27. Mingels A, Jacobs L, Michielsen E, et al. Reference population and marathon runner sera assessed by highly sensitive cardiac troponin T and commercial cardiac troponin T and I assays. Clin Chem. 2009;55(1):101-108. https://doi.org/10.1373/clinchem.2008.106427.
  28. Nguyen J, Thachil R, Vyas N, et al. Falsely elevated troponin: rare occurrence or future problem. J Community Hosp Intern Med Perspect. 2016;6(6):32952. https://doi.org/10.3402/jchimp.v6.32952.
  29. O’Hanlon R, Wilson M, Wage R, et al. Troponin release following endurance exercise: is inflammation the cause? A cardiovascular magnetic resonance study. J Cardiovasc Magn Reson. 2010;12(1):38. https://doi.org/10.1186/1532-429X-12-38.
  30. Ooi DS, Isolato PA, Veinot JP. Correlation of antemortem serum creatine kinase, creatinekinase-MB, troponin I, and troponin T with cardiac pathology. Clin Chem. 2000;46(3):338-344.
  31. Pervan P, Svagusa T, Prkacin I, et al. Urine high-sensitive troponin I measuring in patients with hypertension. Signa Vitae. 2017;13(3):62-64. https://doi.org/ 10.22514/SV133.062017.13.
  32. Purcell JB, Patel M, Khera A, et al. Relation of troponin elevation to outcome in patients with infective endocarditis. Am J Cardiol. 2006;101(10):1479-1481. https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2008.01.031.
  33. Ricchiutti V, Apple FS. RNA expression of cardiac troponin T isoforms in diseased human skeletal muscle. Clin Chem. 1999;45(12):2129-2135.
  34. Richardson AJ, Leckie T, Watkins ER, et al. Post marathon cardiac troponin T is associated with relative exercise intensity. J Sci Med Sport. 2018;21(9):880-884. https://doi.org/10.1016/j.jsams.2018.02.005.
  35. Rifai N, Douglas PS, O’Toole M, et al. Cardiac troponin T and I, echocardiographic [correction of eclectrocardiographic] wall motion analyses, and ejection fractions in athletes participating in the Hawaii Ironman Triathlon. Am J Cardiol. 1999;83(7):1085-1089. https://doi.org/10.1016/s0002-9149(99)00020-x.
  36. Rosjo H, Varpula M, Hagve TA, et al. Circulating high-sensitive troponin T in severe sepsis and septic shock: distribution, associated factors, and relation to outcome. Int Care Med. 2011;37(1):77-85. https://doi.org/ 10.1007/s00134-010-2051-x.
  37. Samaha E, Brown J, Brown F, et al. High-sensitive cardiac troponin T increases after stress echocardiography. Clin Biochem. 2019;63:18-23. https://doi.org/10.1016/ j.clinbiochem.2018.11.013.
  38. Scherr J, Braun S, Schuster T, et al. 72-h kinetics of high-sensitive troponin T and inflammatory markers after marathon. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(10):1819-1827. https://doi.org/10.1249/MSS.0b013e31821b12eb.
  39. Schwartz P, Piper HM, Spahr R, et al. Ultrastructure of cultured adult myocardial cells during anoxia and reoxygenation. Am J Pathol. 1984;115(3):349-361.
  40. Sharma AC. Sepsis-induced myocardial dysfunction. Shock. 2007; 28(3):265-269. https://doi.org/10.1097/01.shk.0000235090.30550.fb.
  41. Sicari R, Nihoyannopoulos P, Evangelista A, et al. Stress echocardiography expert consensus statement: European Association of Echocardiography (EAE) (a registered branch of the ESC). Eur J Echocardiogr. 2008;9(4): 415-437. https://doi.org/10.1093/ejechocard/jen175.
  42. Soongswang J, Durongpisitkul K, Nana A, et al. Cardiac troponin T: a marker in the diagnosis of acute myocarditis in children. Pediatr Cardiol. 2005;26(1):45-49. https://doi.org/10.1007/s00246-004-0677-6.
  43. Soongswang J, Durongpisitkul K, Ratanarapee S, et al. Cardiac troponin T: a marker in the diagnosis of clinically suspected acute myocarditis and chronic dilated cardiomyopathy in children. Pediatr Cardiol. 2002;23(5): 531-535. https://doi.org/10.1007/PL00021005.
  44. Thygesen K, Alpert J, Jaffe A, et al. Fourth universal definition of myocardial infarction. Eur Heart J. 2019;40(3): 237-269. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehy462.
  45. Tsenovoy P, Aronow WS, Joseph J, et al. Patients with infective endocarditis and increased cardiac troponin I levels have a higher incidence of in-hospital mortality and valve replacement than those with normal cardiac troponin I levels. Cardiology. 2009;112(3):202-204. https://doi.org/10.1159/000149573.
  46. Ukena C, Kindermann M, Mahfoud F, et al. Diagnostic and prognostic validity of different biomarkers in patients with suspected myocarditis. Clin Res Cardiol. 2014;103(9):743-751. https://doi.org/10.1007/s00392-014-0709-z.
  47. Weil BR, Young RF, Shen X, et al. Brief myocardial ischemia produces cardiac troponin I release and focal myocyte apoptosis in the absence of pathological infarction in swine. JACC Basic Transl Sci. 2017;2(2):105-114. https://doi.org/10.1016/j.jacbts.2017.01.006.
  48. Westermann D, Neumann JT, Sorensen NA, et al. High-sensitivity assays for troponin in patients with cardiac disease. Nat Rev Cardiol. 2017;14(8):472-483. https://doi.org/10.1038/nrcardio.2017.48.
  49. Wilhelm J, Hettwer S, Schuermann M, et al. Elevated troponin in septic patients in the emergency department: frequency, causes, and prognostic implications. Clin Res Cardiol. 2014;103(7):561-567. https://doi.org/10.1007/s00392-014-0684-4.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Classification of non-coronarogenic causes of troponin elevation

Download (368KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2020 Chaulin A.M., Grigorieva Y.V., Milutin I.N., Duplyakov D.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».