Ferments Katalāze ir ļoti reaģējoša un specializējas ķermeņa šūnu detoksikācijā. Tas darbojas uz dzelzs bāzes un ir vēl efektīvāks kombinācijā ar citiem mikroelementiem. Mikrobioloģijā to izmanto baktēriju sākotnējai diferenciācijai.
Kas ir katalāze?
Katalāze no šūnām noņem toksisku ūdeņraža peroksīdu (H2O2), jo pretējā gadījumā agresīvā skābekļa savienojums tos iznīcinātu.
Ferments sadala ūdeņraža peroksīdu ūdenī un skābeklī, tādējādi padarot šūnām bīstamo ķīmisko savienojumu nekaitīgu. Tāpēc ātri reaģējošo fermentu sauc arī par oksidoreduktāzi (gēna nosaukums: CAT). Ūdeņraža peroksīds organismā tiek ražots kā enzīma superoksīda dismutāzes sabrukšanas produkts, kas samazina purīnus un oksidē taukskābes. Katalāze ir viens no visefektīvākajiem fermentiem: viena molekula katru sekundi sadala to komponentos līdz 40 miljoniem citu molekulu. Katru H2O2 molekulu, kas difūzijas ceļā sasniedz aktīvo katalāzes centru, nekavējoties sadala.
Katalāze ir atrodama gandrīz visos dzīvnieku un augu ēdienos. Viņa specializējas brīvo radikāļu tīrīšanā. Tie ir skābekli saturoši savienojumi ar brīvo elektronu, kas ir ļoti agresīvi. Viņi vai nu ziedo elektronu, vai izņem vienu no citiem savienojumiem. Tas rada jaunus brīvos radikāļus.
Funkcija, efekts un uzdevumi
Mikrobioloģiskajā diagnostikā fermentu izmanto provizoriskai baktēriju klasifikācijai. Ar katalāzes reakcijas palīdzību zinātnieki var atšķirt streptokokus un stafilokokus.
Koagulāzes reakcija tiek veikta, lai pēc tam varētu precīzāk noteikt baktēriju celmus. Tā kā katalāze ir viens no antioksidatīvajiem fermentiem, tā aizsargā ķermeņa šūnas no brīvo radikāļu uzbrukumiem. Pirmām kārtām tas sadala kaitīgos peroksīdus. Lai katalāze darbotos optimāli, tai vienmēr jābūt pieejamam pietiekami daudz selēna, vara un cinka. Mikroelementi palīdz ķermenim pašam ražot katalāzi. Pateicoties pretiekaisuma īpašībām, biokatalizators var palielināt dzīves ilgumu par aptuveni piekto daļu, kā parādījuši eksperimenti ar dzīvniekiem.
Kā uztura bagātinātājs tas var atjaunot sirmos matus sākotnējā krāsā. Tā kā pelēcība ir H2O2, kas bloķē melanīna veidošanos matu šūnās. Homeopātiskajā zāļu formā katalāze D30 to var pielietot matiem arī kopā ar bioaktīvām nesējvielām.
Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Katalāze ir atrodama gandrīz visu aerobo organismu peroksisomos. Sēnēs, augos un baktērijās, kurām nepieciešams skābeklis, ir arī enzīms. Cilvēkiem tas ir īpaši koncentrēts aknās, nierēs un eritrocītos. Tas ir arī integrēts ādas metabolismā. Katalāzei ir četras trīsvērtīgas dzelzs porfirīna molekulas (hema grupas), un tā sastāv no 526 aminoskābēm.
Ar hroma, vara un dzelzs savienojumiem tas veido turpmākus molekulārus kompleksus, kuriem ir arī katalītiska iedarbība. Lai kompensētu esošo katalāzes deficītu organismā, attiecīgajai personai vajadzētu patērēt kukurūzu, pienu, zaļos zirnīšus, mango, sojas pupas un medu. Alternatīvi ir katalāzes papildinājums, kas ir pieejams tīras katalāzes formā vai kā dažādu antioksidantu maisījums. Ēdināšanas laikā ātras darbības enzīms veicina gremošanu. Patērēts pusotru līdz divas stundas pirms un pēc ēšanas, tai ir pretiekaisuma iedarbība.
Slimības un traucējumi
Katalāzes deficīts var izraisīt nopietnus veselības traucējumus. To uzskata par vielmaiņas slimību, un - ja tā ir ģenētiska - izraisa CAT gēna mutācijas.
Iedzimtā slimība ir īpaši izplatīta Japānā un izpaužas kā priekšlaicīgas novecošanās procesi, deģeneratīvas slimības un cukura diabēta rašanās. Akatalasemia ietekmē ne vairāk kā 9 no 100 000 pacientiem. Autosomāli recesīvs iedzimtas katalāzes deficīts rodas visu vecumu cilvēkiem un izpaužas kā sarkanās asins šūnās piesaistītās katalāzes nepietiekamā aktivitāte. Skartajiem parasti nav simptomu. Savukārt japāņu pacientiem parasti attīstās arī čūlas, diabēts un arterioskleroze. Katalāzes deficīts ir saistīts ar tādām slimībām kā HOPS (hroniska obstruktīva plaušu slimība), multiplā skleroze, sklerodermija, demence un Parkinsona slimība.
Tā saukto balto plankumu slimību (vitiligo) izraisa arī pārāk maz katalāzes asinīs. Slimība izpaužas - kā norāda nosaukums, caur skaidri noteiktiem plankumiem uz ādas. Saskaņā ar PVO datiem 1% pasaules iedzīvotāju cieš no vitiligo. Slimība, kas pacientam rada ļoti psiholoģisku stresu, visticamāk, ir iedzimta. Tas ir nesāpīgi. Izrāde nav ierobežota. Ādas šūnas ir mainījušās baltajos apgabalos ūdeņraža peroksīda ietekmes dēļ. Bieži vien pat mati uz tā ir balti. Katalāzes deficīts vispirms liek ādas šūnām pārtraukt melanīna (ādas pigmenta) ražošanu.
Tas tiek darīts, izmantojot ūdeņraža peroksīdu, veidojot brīvus hidroksilradikāļus, kas bloķē melanīnu ražojošo enzīmu tirozīnu. Tad tos iznīcina agresīvais H2O2. Tiek ietekmēti arī acu pigmenti. Ar smagu slimības gaitu vairāk nekā 80% ādas virsmas ir pārklāti ar baltiem plankumiem. Slimība progresē epizodēs un pēc tam apstājas vēl neizskaidrojama iemesla dēļ. Dažreiz visvairāk tiek ietekmēti tikai mehāniski saspringti ādas reģioni.
Zinātniekiem ir aizdomas, ka vitiligo izraisa bieži, smagi saules apdegumi, pārmērīgs psiholoģiskais stress un noteiktas sirds un asinsspiediena zāles. Citādi veseliem cilvēkiem pārāk daudz UV gaismas var nodrošināt, ka tiek samazināta katalāzes koncentrācija ādas šūnās.
