Het enzym catalase is zeer reactief en gespecialiseerd in het ontgiften van lichaamscellen. Het werkt op basis van ijzer en is nog efficiënter in combinatie met andere sporenelementen In de microbiologie wordt het gebruikt voor voorlopige differentiatie van bacteriën.
Wat is catalase?
Catalase verwijdert giftige stoffen waterstof peroxide (H2O2) uit cellen, omdat ze anders door de agressieve stof zouden worden vernietigd zuurstof verbinding. Het enzym wordt afgebroken waterstof peroxide in water en zuurstof, waardoor de chemische verbinding, die gevaarlijk is voor cellen, onschadelijk wordt. Daarom wordt het snel reagerende enzym ook wel oxido-reductase (gewone naam: CAT) genoemd. Waterstof peroxide wordt in het lichaam gevormd als een afbraakproduct van het enzym superoxide-dismutase, dat purines vermindert en oxideert vetzuren Catalase is een van de meest effectieve enzymen: een enkel molecuul kan tot 40 miljoen andere afbreken moleculen in hun componenten per seconde. Elk H2O2-molecuul dat door diffusie het actieve catalasecentrum bereikt, wordt onmiddellijk afgebroken. Catalase wordt in bijna alle dierlijke en plantaardige voedingsmiddelen aangetroffen. Het is gespecialiseerd in het opruimen van vrije radicalen. Dit zijn zuurstof-bevattende verbindingen met een vrij elektron die zeer agressief zijn. Ze geven ofwel een elektron op of nemen er een weg van andere verbindingen. Hierdoor ontstaan nieuwe vrije radicalen.
Functie, effect en taken
Bij microbiologische diagnostiek wordt het enzym gebruikt voor de voorlopige classificatie van bacteriën Met behulp van de catalase-reactie kunnen wetenschappers onderscheid maken tussen streptokokken en stafylokokken De coagulase-reactie wordt vervolgens uitgevoerd om de bacteriestammen in meer detail te bepalen. Omdat catalase een van de antioxidanten is enzymen, het beschermt de lichaamscellen tegen aanvallen door vrije radicalen. In het bijzonder breekt het schadelijk af peroxiden Om catalase optimaal te laten werken, moet het altijd voldoende hebben selenium, koper en zink beschikbaar. Deze sporenelementen het lichaam helpen om zelf catalase te produceren. Dankzij de ontstekingsremmende eigenschappen kan de biokatalysator de levensverwachting met ongeveer een vijfde verlengen, zoals uit dierstudies blijkt. Genomen als dieet aanvullen, kan het grijs herstellen haar naar zijn oorspronkelijke kleur. Dit komt doordat H2O2, dat blokkeert melanine productie in haar cellen, is verantwoordelijk voor vergrijzing. In de homeopathische doseringsvorm Catalase D30, kan het ook extern op de haar samen met bioactieve dragersubstanties.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Catalase wordt aangetroffen in de peroxisomen van bijna alle aerobe organismen. Schimmels, planten en zuurstof nodig bacteriën bezitten ook het enzym. Bij mensen is het vooral geconcentreerd in de lever, nieren en rood bloed cellen. Het is ook geïntegreerd in de huid metabolisme. Catalase heeft vier driewaardige ijzer porfyrine moleculen (heem-groepen) en is samengesteld uit 526 aminozuren Het vormt verdere moleculaire complexen met chroom, koper en ijzer verbindingen, die ook een katalytisch effect hebben. Om een bestaande catalase-deficiëntie in het lichaam te compenseren, moet de getroffen persoon consumeren maïs, melk, groene erwten, mango's, sojabonen en honing Als alternatief kan een catalase aanvullen is verkrijgbaar in de vorm van pure catalase of als een mengsel van verschillende antioxidanten. Als het bij de maaltijd wordt ingenomen, bevordert het snelwerkende enzym de spijsvertering. Als het anderhalf tot twee uur voor en na de maaltijd wordt geconsumeerd, heeft het een ontstekingsremmend effect.
Ziekten en aandoeningen
Catalase-deficiëntie kan leiden te serieus volksgezondheid aandoeningen. Het wordt beschouwd als een stofwisselingsziekte en wordt, indien genetisch bepaald, veroorzaakt door mutaties in de CAT gen De erfelijke ziekte komt vooral veel voor in Japan en manifesteert zich in de vorm van vroegtijdige veroudering, degeneratieve ziekten en het ontstaan van suikerziekte mellitus. Akatalasemie treft maximaal 9 op de 100,000 patiënten. De autosomaal recessieve erfelijke catalase-deficiëntie komt voor bij mensen van elke leeftijdsgroep en manifesteert zich door onvoldoende activiteit van catalase gebonden in rood bloed cellen. Getroffen personen hebben meestal geen symptomen. Aan de andere kant ontwikkelen Japanse patiënten meestal ook maagzweren, suikerziekte en arteriosclerose Catalase-deficiëntie wordt in verband gebracht met ziekten zoals COPD (chronische obstructieve longziekte), multiple sclerose, sclerodermie, dementie en Parkinson.De zogenoemde witte vlekziekte (vitiligo) wordt ook veroorzaakt door te weinig catalase in de bloed De ziekte manifesteert zich - zoals de naam suggereert - door duidelijk omlijnde plekken op de huid Volgens de WHO lijdt 1% van de wereldbevolking aan vitiligo. De ziekte, die psychologisch erg stressvol is voor patiënten, is hoogstwaarschijnlijk erfelijk. Het is pijnloos. De prestaties zijn niet beperkt. De huid cellen zijn verkleurd in de witte gebieden onder invloed van waterstofperoxide Vaak zijn zelfs de haren erop wit. Het catalase-tekort zorgt er eerst voor dat de huidcellen stoppen met produceren melanine (huidpigment). Dit gebeurt als waterstofperoxide vormt hydroxylvrije radicalen die de melanine-producerende enzym tyrosinase. Ze worden vervolgens vernietigd door de agressieve H2O2. De oogpigmenten worden ook aangetast. Bij een ernstige ziekte is meer dan 80% van het huidoppervlak bedekt met witte vlekken. De ziekte vordert in afleveringen en komt vervolgens om nog onverklaarbare redenen tot stilstand. Soms alleen mechanisch gestreste huid regio's worden het zwaarst getroffen. Wetenschappers vermoeden dat vitiligo wordt veroorzaakt door te frequente ernstige zonnebrand, ernstig psychologisch spanning, en zeker hart- en bloeddruk medicijnen. Bij verder gezonde mensen kan te veel UV-licht ervoor zorgen dat de catalase-concentraties in huidcellen worden verlaagd.
