Η καταλάση είναι ένα κοινό ένζυμο που βρίσκεται σε όλους σχεδόν τους ζωντανούς οργανισμούς που χρησιμοποιούν οξυγόνο. Καταλύει τη διάσπαση του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο. Η καταλάση είναι ένα πολύ σημαντικό ένζυμο στην προστασία του κυττάρου από τις οξειδωτικές βλάβες που μπορούν να προκαλέσουν οι δραστικές ρίζες οξυγόνου (ROS).
Ο έλεγχος της καταλάσης στα πλαίσια του ελέγχου του Οξειδωτικού Στρες, μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό των υποκείμενων αιτιών για πολλά χρόνια νοσήματα και κλινικές διαταραχές, έτσι ώστε να σχεδιασθούν οι κατάλληλες εξατομικευμένες θεραπευτικές παρεμβάσεις.
Περισσότερες πληροφορίες
Η καταλάση συγκαταλέγεται στα αντιοξειδωτικά ένζυμα, όπως η δισμουτάση του υπεροξειδίου (SOD) και η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης και παράγεται φυσιολογικά σε όλα τα κύτταρα του οργανισμού. Η καταλάση μπορεί επίσης να καταλύει την οξείδωση μέσω του υπεροξειδίου του υδρογόνου, δυνητικά επιβλαβών τοξινών για το σώμα, συμπεριλαμβανομένου του αλκοόλ, της φαινόλης και της φορμαλδεΰδης.
Όλοι οι αερόβιοι οργανισμοί χρειάζονται το οξυγόνο για να ζήσουν, όμως όταν τα κύτταρα χρησιμοποιούν το οξυγόνο παράγονται ελεύθερες ρίζες που βλάπτουν τις κυτταρικές μεμβράνες, τις πρωτεΐνες και το DNA. Οι ελεύθερες ρίζες είναι χημικά ασταθή άτομα ή μόρια που δημιουργούν επίσης άλλα ασταθή άτομα και μόρια στο σώμα, μια διαδικασία που προκαλεί εκτεταμένη βλάβη στα κύτταρα και τους ιστούς και μπορεί να οδηγήσει σε βλάβες στο ανοσοποιητικό σύστημα, σε λοιμώξεις και φλεγμονές, σε καρδιαγγειακά νοσήματα και σε νευροεκφυλιστικά νοσήματα, μεταξύ άλλων. Οι ελεύθερες ρίζες θεωρούνται επίσης ότι αποτελούν βασικό στοιχείο στη διαδικασία της γήρανσης.
Η καταλάση συνεργάζεται στενά με τη δισμουτάση του υπεροξειδίου για την πρόληψη της δημιουργίας βλαβών από τις ελεύθερες ρίζες στο σώμα. Η δισμουτάση του υπεροξειδίου μετατρέπει την επικίνδυνη ρίζα του υπεροξειδίου σε υπεροξείδιο του υδρογόνου και το οποίο στη συνέχεια η καταλάση μετατρέπει σε αβλαβές νερό και οξυγόνο. Οι καταλάσες είναι από τα πιο αποτελεσματικά ένζυμα που βρίσκονται στα κύτταρα. Κάθε μόριο καταλάσης μπορεί να μετατρέψει εκατομμύρια μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου σε νερό και οξυγόνο, κάθε δευτερόλεπτο.
Το υπεροξείδιο του υδρογόνου είναι ένα φυσικό, αλλά καταστρεπτικό παραπροϊόν του μεταβολισμού, όλων των εξαρτώμενων από οξυγόνο οργανισμών. Παράγεται στο ανθρώπινο σώμα όταν τα λιπαρά οξέα μετατρέπονται σε ενέργεια και όταν τα λευκά αιμοσφαίρια επιτίθενται και σκοτώνουν τα μικρόβια. Η καταλάση, η οποία βρίσκεται στα υπεροξεισώματα του κυττάρου, εμποδίζει αυτό το φυσιολογικά παραγόμενο υπεροξείδιο του υδρογόνου να βλάψει το κύτταρο κατά τη διάρκεια αυτών των διαδικασιών. Βοηθά επίσης στην πρόληψη της μετατροπής του υπεροξειδίου του υδρογόνου σε ρίζες υδροξυλίου, δυνητικά επικίνδυνων μορίων που μπορούν να αντιδράσουν με το DNA και να προκαλέσουν μεταλλάξεις.
Πιστεύεται ότι ένας από τους κύριους λόγους γήρανσης των κυττάρων είναι οι βλάβες στο DNA που προκαλούνται από τις ελεύθερες ρίζες και τους οξειδωτικούς παράγοντες όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου και ότι η αύξηση των επιπέδων των φυσικών αμυντικών αντιοξειδωτικών συστημάτων του σώματος – τόσο των ενζυμικών (καταλάση, δισμουτάση υπεροξειδίου κλπ) όσο και των μη-ενζυμικών (βιταμίνες, γλουταθειόνη κλπ.) - μπορούν να βελτιώσουν τα επίπεδα της υγείας. Μπορεί η γήρανση του ανθρώπου, να είναι τελικά το αποτέλεσμα της έκθεσης σε ελεύθερες ρίζες και όχι το πέρασμα του χρόνου.
Τα χαμηλά επίπεδα καταλάσης μπορεί να διαδραματίζουν ρόλο στη διαδικασία γκριζαρίσματος των τριχών στον άνθρωπο. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου που παράγεται φυσιολογικά από το σώμα διασπάται από την καταλάση. Εάν τα επίπεδα καταλάσης μειωθούν, το υπεροξείδιο του υδρογόνου δεν μπορεί να διασπαστεί αποτελεσματικά. Το υπεροξείδιο του υδρογόνου παρεμβαίνει στην παραγωγή μελανίνης, της χρωστικής που δίνει στα μαλλιά το χρώμα της. Τα ποντίκια που έχουν, μέσω γενετικής μηχανικής, έλλειψη καταλάσης, είναι αρχικά φαινοτυπικά φυσιολογικά. Ωστόσο, η ανεπάρκεια της καταλάσης στα πειραματόζωα μπορεί να αυξήσει την πιθανότητα ανάπτυξης παχυσαρκίας, λιπώδους διήθησης του ήπατος και σακχαρώδους διαβήτη τύπου 2.
Δομικά η καταλάση είναι ένα τετραμερές τεσσάρων πολυπεπτιδικών αλυσίδων. Περιέχει τέσσερις ομάδες αίμης που περιέχουν σίδηρο και που επιτρέπουν στο ένζυμο να αντιδράσει με το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Οποιοδήποτε μεταλλικό ιόν (όπως τα κατιόντα χαλκού) μπορεί να δράσει ως μη ανταγωνιστικός αναστολέας της καταλάσης. Το βέλτιστο pΗ για τη λειτουργία της ανθρώπινης καταλάσης είναι περίπου 7.
