Catalase

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 de voorlopige differentiatie van bacteriën.

Wat is catalase?

Catalase verwijdert giftig waterstofperoxide (H2O2) uit de cellen, omdat ze anders vernietigd zouden worden door de agressieve zuurstofverbinding.

Het enzym breekt waterstofperoxide af in water en zuurstof, waardoor de chemische verbinding, die gevaarlijk is voor de cellen, onschadelijk wordt. Daarom wordt het snel reagerende enzym ook wel oxido-reductase (gennaam: CAT) genoemd. Waterstofperoxide wordt in het lichaam geproduceerd als een afbraakproduct van het enzym superoxide-dismutase, dat purines vermindert en vetzuren oxideert. Catalase is een van de meest effectieve enzymen: een enkel molecuul kan elke seconde tot 40 miljoen andere moleculen afbreken tot hun componenten. Elk H2O2-molecuul dat door diffusie het actieve catalasecentrum bereikt, wordt onmiddellijk afgebroken.

Catalase komt voor in bijna alle dierlijke en plantaardige voedingsmiddelen. Ze is gespecialiseerd in het opruimen van vrije radicalen. Dit zijn zuurstofhoudende verbindingen met een vrij elektron die erg agressief zijn. Ze doneren een elektron of halen er een uit 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 uitgevoerd om daarna de bacteriestammen beter te kunnen bepalen. Omdat catalase een van de anti-oxidatieve enzymen is, beschermt het de lichaamscellen tegen de aanval van vrije radicalen. Het breekt vooral de schadelijke peroxiden af. Om de catalase optimaal te laten werken, moet er altijd voldoende selenium, koper en zink beschikbaar zijn. De sporenelementen helpen het lichaam om de catalase zelf aan te maken. Dankzij zijn ontstekingsremmende eigenschappen kan de biokatalysator de levensverwachting met ongeveer een vijfde verlengen, zo blijkt uit dierproeven.

Als het als voedingssupplement wordt ingenomen, kan het grijs haar in zijn oorspronkelijke kleur herstellen. Omdat de oorzaak van vergrijzing de H2O2 is, die de melanineproductie in de haarcellen blokkeert. In de homeopathische doseringsvorm catalase D30 kan het ook uitwendig op het haar worden aangebracht samen met bioactieve dragers.

Opleiding, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden

Catalase wordt aangetroffen in de peroxisomen van bijna alle aerobe organismen. Schimmels, planten en bacteriën die zuurstof nodig hebben, hebben ook het enzym. Bij mensen is het vooral geconcentreerd in de lever, nieren en rode bloedcellen. Het is ook geïntegreerd in het metabolisme van de huid. Catalase heeft vier driewaardige ijzerporfyrinemoleculen (heemgroepen) en is samengesteld uit 526 aminozuren.

Met chroom-, koper- en ijzerverbindingen vormt het verdere moleculaire complexen die ook een katalytisch effect hebben. Om een ​​bestaand catalase-tekort in het lichaam te compenseren, moet de betrokken persoon maïs, melk, erwten, mango's, sojabonen en honing consumeren. Als alternatief is er een catalase-supplement, dat verkrijgbaar is in de vorm van pure catalase of als een mengsel van verschillende anti-oxidanten. Als het bij de maaltijd wordt ingenomen, bevordert het snelwerkende enzym de spijsvertering. Als het anderhalf tot twee uur voor en na een maaltijd wordt geconsumeerd, heeft het ontstekingsremmende effecten.

Ziekten en aandoeningen

Catalase-deficiëntie kan leiden tot ernstige gezondheidsproblemen. Het wordt beschouwd als een stofwisselingsziekte en wordt - als het genetisch bepaald is - veroorzaakt door mutaties in het CAT-gen.

De erfelijke ziekte komt vooral in Japan veel voor en manifesteert zich in de vorm van vroegtijdige verouderingsprocessen, degeneratieve ziekten en het optreden van diabetes mellitus. Akatalasemie treft maximaal 9 op de 100.000 patiënten. De autosomaal recessieve erfelijke katalase-deficiëntie komt voor bij mensen van alle leeftijden en manifesteert zich in onvoldoende activiteit van de katalase gebonden in de rode bloedcellen. De getroffenen hebben meestal geen symptomen. Aan de andere kant ontwikkelen Japanse patiënten meestal ook maagzweren, diabetes en arteriosclerose. Catalase-deficiëntie wordt in verband gebracht met ziekten zoals COPD (chronische obstructieve longziekte), multiple sclerose, sclerodermie, dementie en de ziekte van Parkinson.

De zogenaamde witte vlekziekte (vitiligo) wordt ook veroorzaakt door te weinig catalase in het bloed. De ziekte manifesteert zich - zoals de naam suggereert - door duidelijk gedefinieerde plekken op de huid. Volgens de WHO lijdt 1% van de wereldbevolking aan vitiligo. De ziekte, die psychisch zeer belastend is voor de patiënt, is hoogstwaarschijnlijk erfelijk. Het is pijnloos. De prestaties zijn niet beperkt. In de witte gebieden verkleuren de huidcellen door invloed van waterstofperoxide. Vaak is zelfs het haar erop wit. Het catalase-tekort zorgt er eerst voor dat de huidcellen geen melanine (huidpigment) meer produceren.

Het doet dit door waterstofperoxide vrije hydroxylradicalen te vormen die het melanine-producerende enzym tyrosinase blokkeren. Daarna worden ze vernietigd door de agressieve H2O2. De oogpigmenten worden ook aangetast. Bij een ernstig beloop van de ziekte is meer dan 80% van het huidoppervlak bedekt met witte vlekken. De ziekte vordert in afleveringen en komt dan tot stilstand vanwege een nog onverklaarde oorzaak. Soms worden alleen de mechanisch belaste huidgebieden het meest aangetast.

Wetenschappers suggereren dat vitiligo wordt veroorzaakt door frequente, ernstige zonnebrand, overmatige psychologische stress en bepaalde hart- en bloeddrukmedicatie. Bij verder gezonde mensen kan te veel UV-licht ervoor zorgen dat de catalase-concentratie in de huidcellen wordt verlaagd.