Каталаза содержится в каких продуктах

Каталаза содержится в каких продуктах thumbnail

Каталаза – фермент, обнаруженный почти во всех живых организмах. Основная его функция – катализировать реакцию разложения перекиси водорода до безвредных для организма веществ. Каталаза имеет большое значение для жизнедеятельности клеток, так как защищает их от разрушения активными формами кислорода.

Фермент каталаза

Общие сведения

Фермент каталаза относится к оксидоредуктазам – обширному классу ферментов, которые катализируют перенос электронов от молекулы-восстановителя (донора) к молекуле-окислителю (акцептору).

Оптимальный pH для работы каталазы в человеческом организме около 7, однако, скорость реакции существенно не изменяется при значениях показателя водорода от 6,8 до 7,5. Оптимальное значение рН для других каталаз колеблется от 4 до 11, в зависимости от вида организма. Оптимальная температура также различается, для человека это около 37о С.

Каталаза — один из самых быстрых ферментов. Всего одна его молекула способна превращать миллионы молекул перекиси водорода в воду и кислород за секунду. С точки зрения энзимологии это значит, что для фермента каталазы характерно большое число оборотов.

действие фермента каталазы на пероксид водорода

Структура фермента

Каталаза представляет собой тетрамер из четырех полипептидных цепей, каждая из которых имеет длину более 500 аминокислот. Фермент имеет в составе четыре группы порфирового гема, благодаря которым и вступает в реакцию с активными формами кислорода. Окисленный гем представляет собой простетическую группу каталазы.

История открытия

Каталаза не была известна ученым до 1818 года, пока Луи Жак Тенар, химик обнаруживший в живых клетках перекись водорода, не предположил, что ее разрушение связано с действием ранее неизвестного биологического вещества.

Где содержится фермент каталаза

В 1900 году немецкий химик Оскар Лев первым ввел термина «каталаза» для обозначения таинственного вещества, разлагающего перекиси. Он же сумел ответить на вопрос, где содержится фермент каталаза. В результате многочисленных экспериментов Оскар Лев выявил, что данный фермент характерен почти для всех животных и растительных организмов. В живой клетке, как и многие другие ферменты, каталаза содержится в пероксисомах.

В 1937 году впервые удалось кристаллизоваться каталазу из говяжьей печени. В 1938 году была определена молекулярная масса фермента – 250 кДа. В 1981 году ученые получили изображение трехмерной структуры бычьей каталазы.

Катализ перекиси водорода

Несмотря на то, что пероксид водорода – продукт многих нормальных метаболических процессов, для организма он не является безвредным.

Расщепление перекиси водорода ферментом каталазой

Чтобы предотвратить разрушение клеток и тканей, перекись водорода должна быть быстро превращена в другое, менее опасное для организма вещество. Именно с этой задачей и справляется фермент каталаза — он разлагает молекулу перекиси до двух молекул воды и молекулы кислорода.

Реакция разложения пероксида водорода в живых тканях:

2 H2O2 → 2 H2O + O2

Молекулярный механизм расщепления перекиси водорода ферментом каталазой пока точно не изучен. Предполагается, что реакция проходит в два этапа — на первом этапе железо в составе простетической группы каталазы связывается с атомом кислорода перекиси, при этом выделяется одна молекула воды. На втором этапе окисленный гем взаимодействует с другой молекулой перекиси водорода, в результате чего образуется еще одна молекула воды и одна молекула кислорода.

Благодаря такому действию фермента каталазы на пероксид водорода, наличие этого активного вещества в образцах ткани легко определить. Для этого достаточно добавить к исследуемому образцу небольшое количество перекиси водорода и наблюдать за реакцией. О наличии фермента говорит формирование пузырьков кислорода. Эта реакция хороша тем, что не требует никакого специального оборудования или инструментов — ее можно наблюдать невооруженным глазом.

активность фермента каталазы

Стоит заметить, что ион любого тяжелого металла может выступать как неконкурентный ингибитор каталазы. Кроме того, всем известный цианид ведет себя как конкурентный ингибитор каталазы, если в тканях много перекиси водорода. Арсенаты играют роль активаторов.

Применение

Разлагающее действие фермента каталазы на пероксид водорода нашло применение в пищевой промышленности – с помощью этого фермента из молока удаляетсяН2О2 до приготовления сыра. Еще одно применение – специальные пищевые упаковки, которые защищают продукты от окисления. Каталаза также применяется в текстильной промышленности для удаления пероксида водорода из тканей.

Она в небольших количествах используется в гигиене контактных линз. Некоторые дезинфицирующие средства имеют в составе перекись водорода, и каталаза используется для расщепления этого компонента перед повторным использованием линз.

Активность

Активность фермента каталазы зависит от возраста организма. В молодых тканях активность фермента значительно выше, чем в старых. С возрастом и у людей, и у животных активность каталазы постепенно снижается как результат старения органов и тканей.

Согласно недавним исследованием, снижение активности каталазы является одной из возможных причин поседения волос. Перекись водорода постоянно образуется в человеческом организме, однако не приносит вреда — каталаза быстро разлагает ее. Но если уровень этого фермента снижен, очевидно, что не вся перекись водорода катализируется ферментом. Таким образом, она обесцвечивает волосы изнутри, растворяя естественные красители. Это неожиданное открытие сейчас проверяется исследователями, и, возможно, сыграет роль в разработке препаратов, приостанавливающих поседение волос.

Источник

DLDisLove

Что такое каталаза, полезные свойства каталазы, противопоказания каталазы

Переключатель меню

  • По теме:
  • Отзывы в блогах
  • Новое в блогах
  • Комментарии
#1. Инвалид взял ипотеку. Ипотечный кредит одобрен

О том, как инвалид 2 группы ипотеку

Читайте также:  В какой пище содержаться углеводы список продуктов

Телёнок по двору скачет...

​Телёнок по двору скачет, Он неуклюж и смешон, Солнце улыбку не прячет, Льётся со всех сторон… …………………………………….

Рано утром встанет зорька...

​Рано утром встанет зорька, Краски бросит на луга, Разольётся по пригоркам, Заискрятся облака…

В чем польза каталазы

Каталаза представляет собой антиоксидантный фермент, который, подобно супероксиддисмутазе (SOD) и глутатионпероксидазе, образуется естественным образом внутри организма. Это помогает организму превращать перекись водорода в воду и кислород, тем самым предотвращая образование пузырьков углекислого газа в крови. Каталаза также использует перекись водорода для разрушения потенциально вредных токсинов в организме, включая спирт, фенол и формальдегид.

Нам нужен кислород, чтобы жить, но когда наши тела используют кислород, они производят свободные радикалы, которые повреждают клеточные мембраны, белки и ДНК. Свободные радикалы представляют собой химически неустойчивые атомы или молекулы, которые заставляют другие атомы и молекулы в организме также становиться неустойчивыми, процесс, который вызывает обширный ущерб клеткам и ткани, и может привести к депрессии иммунной системы, инфекции, сердечно-сосудистых заболеваний, заболеваний суставов , и умственного упадка. Свободные радикалы также считаются ключевым компонентом процесса старения.

Польза каталазы для организма

Каталаза работает в тесном контакте с супероксиддисмутазой для предотвращения повреждения свободных радикалов организмом. SOD превращает опасный супероксидный радикал в пероксид водорода, который каталаза превращается в безвредную воду и кислород. Каталазы являются одними из наиболее эффективных ферментов, обнаруженных в клетках; каждая молекула каталазы может превращать миллионы молекул пероксида водорода каждую секунду.

Перекись водорода представляет собой природный, но разрушающий отходы всех кислородзависимых организмов. Он вырабатывается в организме человека, когда жирные кислоты превращаются в энергию, и когда белые кровяные клетки атакуют и убивают бактерии. Каталаза, которая находится в пероксосоме клетки, не позволяет этому природному перекисью водорода вредить клетке во время этих процессов. Это также помогает предотвратить превращение перекиси водорода в гидроксильные радикалы, потенциально опасные молекулы, которые могут атаковать и даже мутировать ДНК.

Было высказано предположение, что одним из основных причин возникновения возраст клеток является повреждение ДНК, вызванное свободными радикалами и окислителями, такими как перекись водорода, и что повышение уровней естественных свободнорадикальных истребителей организма — SOD, каталазы и глутатионпероксидазы — могли бы как улучшить здоровье человека, так и увеличить продолжительность жизни людей. Доктор Мартин Чалфи и его коллеги из Колумбийского университета обнаружили новые доказательства, подтверждающие эту теорию, когда они недавно обнаружили и изолировали ген у нематод, который использует каталазу для нейтрализации свободных радикалов и защиты клеток от окислительного повреждения. Мутирование этого гена для включения и выключения производства каталазы увеличивало и уменьшало продолжительность жизни нематоды соответственно. Возможно, что старение человека, как и у нематоды, является результатом воздействия свободных радикалов, а не времени.

Каталаза, супероксиддисмутаза, метионинредуктаза и глутатионпероксидаза производятся в организме. Однако, если вы хотите попытаться бороться с последствиями старения или предотвратить серьезную болезнь, вы можете захотеть дополнить эти ферменты.

Устные дополнения доступны для SOD, каталазы и глутатионпероксидазы; однако эти вещества могут перевариваться в кишечнике до того, как они когда-либо достигнут телесных тканей. Предоставление организму дополнительных количеств строительных блоков, необходимых для создания этих природных антиоксидантов, таких как марганец, цинк, медь и селен, может быть более эффективным способом увеличения их присутствия в организме.

Сайт инвалидов поздравляет всех с Новым 2012 годом!

Источник

Железо в питанииНормальное функционирование человеческого организма невозможно без витаминов и макроэлементов, в частности, существование человека невозможно без железа.

Самая основная задача металла – это участие в транспортировке кислорода по кровеносным сосудам к органам и тканям, а также образование окислительно – восстановительных реакций, обеспечивающих обменные процессы.

Если у человека нет серьезных заболеваний и каких-то патологических изменений, ему достаточно включать в свой ежедневный рацион продукты с высоким содержанием железа.

Биологические функции железа

Без этого металла не было бы жизни на планете, он регулирует процессы кровеобразования и является составной частью гемоглобина, поэтому его функции неоценимы. акроэлемент выполняет в организме ряд функций:

  • Оно включено в гемоглобин. Это специальный белок, прикрепленный на эритроцитах, отвечающий за поставку необходимого количества кислорода к мозгу и остальным органам и тканям в организме.
  • Металл участвует в процессах переноса отработанного углекислого газа, способствуя его выведению из тела.
  • Железо необходимо для полноценного роста в период развития в детском возрасте;
  • Включается во множество ферментных реакций, регулирующие обменные процессы, отвечает за функционирование пищеварительной системы и органов кроветворения.
  • В нервной системе макроэлемент помогает проводить импульсы по аксонам и дендритам, тем самым регулируя ее работу.
  • Поддерживает иммунитет в тонусе, участвуя в процессе образования лейкоцитов – главных борцов с вирусами и бактериями.

Общее содержание металла в теле составляет лишь шестую тысячную от всей массы, примерно в теле человека присутствует около 3- 5 грамм необходимого макроэлемента. Больше половины поступающего с едой железа используется на образование гемоглобина, примерно 15 % запасается в мышечной системе и органах кроветворения.

Во время вынашивания ребенка, часть металла идет на образование у малыша системы головного мозга.

Большая роль железа отводится на его помощь в образовании красных эритроцитов и белых лейкоцитов – кровяных телец. Первые отвечают за транспортировку кислорода и углекислого газа, а вторые – за функционирование иммунной системы.

Читайте также:  Какие витамины содержатся в семенах тыквы

Кроме того, металл включен в состав пероксидазы и каталазы, специфических ферментов, отвечающих за окислительные процессы в клетках. Поэтому без железа не может нормально функционировать щитовидная железа и нервная система.

Металл являются составляющей частью многих белков, при этом он может быть в гемовой и негемовой форме. Гемовая часть макроэлемента практически полностью включается в молекулу гемоглобина, а остальная часть работает в дыхательной цепочке митохондрий в клетках. В настоящее время известны две разновидности железа, отличающихся по валентности.

В еде в качестве макроэлемента железо представлено в трехвалентном состоянии. Поступая в организм, оно преобразуется в двухвалентное, чтобы лучше усваиваться.

Мясные продукты лучшие по железуМеталл участвует в процессах выведения токсических веществ из организма, а также повышает регенеративные функции, укрепляет ногти и волосы, препятствует образованию угревой сыпи. Однако следует учитывать, что железо может усваиваться по-разному.

В мясных продуктах макроэлемент называется «органическим» и усваивается лучше, чем из растений. Однако регулярно употребляя овощи и зелень с высокими концентрациями металла, можно в короткие сроки ликвидировать железодефицитное состояние.

Взаимосвязь макроэлементов в человеческом организме

Металл проникает в кишечник вместе с употребляемой едой. В желудке съеденная пища смешивается с желудочным соком, в это время макроэлемент ионизируется из трехвалентного в двухвалентное.

Всасывание макроэлемента начинается в двенадцатиперстной кишке и верхнем отделе тонкого кишечника. Железо, находящееся в растительных источниках, усваивается организмом тяжело, поэтому ему необходимо преобразование. Для этого синергистом металлу выступает витамин C. Для хорошего усваивания макроэлемента полезно сочетать его с витаминами группы B, пепсинами и медью.

При неограниченном поступлении в организм кальция и фосфатных соединений, и танинов, которых много в чае, кофейных напитках и так далее, усвоение железа ухудшается.

При высоких концентрациях витамина группы E и Цинка, металл практически полностью выводится из кишечника, не преобразовавшись в другую валентность. Кальций помогает усваиваться железу, однако в больших концентрациях тормозит его преобразование.

Суточная потребность в железе

Мужчинам необходимо употреблять ежедневно около 10-12 мг макроэлемента, при этом у женщин концентрация железа должна быть в два раза выше, то есть не менее 20 миллиграмм. Это зависит от того, что каждый месяц во время менструального цикла вместе с кровью из организма уходит в сутки до 40 миллиграмм.

При разнообразных диетах максимальной рекомендованной установленной нормой поступления в кровь металла является 45 мг.

Всего в теле человека сосредоточено около 3-5 граммов металла, в органах кроветворения при этом должен быть запас металла еще в виде 2-3 грамм. Однако учеными доказано, что в настоящее время практически у всех людей отсутствуют запасы железа в организме, что при неправильном питании может приводить к анемии.

Гемовое железо в крови включено в состав эритроцитов, поэтому его запасание зависит от веса, роста и комплекции. Негемовый макроэлемент содержится в ферритине и гемосидерине, и его концентрация варьирует от потери крови, во время беременности или при гемохроматозе.

Таким образом, суточная концентрация железа в организме человека должна рассчитываться по определенным параметрам:

  • вес;
  • возраст;
  • общее состояние здоровья.

Для детей в первый год жизни необходимо, чтобы с молоком и прикормом поступало 4 мг, к концу первого года в организм малыша должно ежедневно поступать 15 мг металла.

В среднем до подросткового возраста суточная потребность в железе должна составлять около 10-13 мг.

В 15-17 лет девочкам необходимо 20 мг в сутки, а мальчикам – 15 мг.

Для взрослого населения концентрация железа в крови сильно отличается от пола^

  • Мужчинам достаточно 10 миллиграмм ежедневно,
  • женщинам из-за ежемесячной потери крови рекомендовано употреблять в пищу 20-30 мг в сутки.

В период ожидания ребенка и во время кормления грудью, потребность в железе повышается более чем в 2 раза.

Симптомы нехватки металла в организме

Симптомы при нехватке элемента По мнению специалистов, больше трети населения земного шара страдает от дефицита железа – анемии.

Считается, что нехватка этого элемента является самой распространенной среди других элементов и витаминов.

Основными причинами, по которым в организм не поступает в достаточном количестве железо, являются:

  • несбалансированное питание, а также разнообразные диеты;
  • большая кровопотеря во время операций, при травмах и внутренних кровотечениях;
  • низкая двигательная активность в результате болезни;
  • беременность, когда большая часть металла уходит в организм плода;
  • нарушения всасываемости в кишечнике.

Первичные симптомы железодефицита – постоянная усталость, головокружения, снижение иммунитета и быстрая утомляемость.

По внешним признакам также можно определить нехватку макроэлемента в организме:

  • В первую очередь, бледнеют кожные покровы, и сушится слизистая рта.
  • Во-вторых, появляются глубокие ранки в уголках губ и на коже пяток.
  • Третьим признаком дефицита металла считается выпадение волос, ломкость ногтей и шелушение верхнего слоя эпидермиса.

Лекарственные препараты

Для восполнения в короткие сроки недостатка макроэлемента в крови, врачи рекомендуют лекарственные препараты со сбалансированным содержанием железа и других витаминов и микроэлементов.

Такие ситуации могут возникнуть в период вынашивания плода, при кормлении грудью, при большой потере крови или после операций.

Читайте также:  Витамин н в каких продуктах содержится что вызывает дефицит этого витамина

При этом данные лекарства запрещается запивать чаем и кофе, так как содержащиеся в них танины блокируют всасывание железа в кровь. Идеальные напитки, которые улучшают процессы всасывания металла – простая вода и осветленный яблочный сок.

В настоящее время существует большое разнообразие лекарственных форм, борющихся с железодефицитной анемией:Венферон

  1. Венофер – применяется в тех ситуациях, когда железо плохо усваивается кишечником.
  2. Гемостимулин – представлен в виде серых таблеток, основным веществом в которых является железо закисное и сухая пищевая кровь. Данный препарат стимулирует процессы кровеобразования.
  3. Гемофер – в виде капель, его назначают детям в возрасте от 6 лет;
  4. Железа глюконат – обычно назначают в периоды быстрого роста детей, а также при беременности и лактации;
  5. Сорбифер в таблетках – также назначается при лечении и профилактике железодефицитной анемии в короткий промежуток времени.

Переизбыток в крови

При повышенных концентрациях в крови макроэлемент может нанести непоправимый вред здоровью человека. В этом случае железо копится в органах кроветворения – печени, селезенке, в сердце, что приводит к их поражению и атрофии тканей.

Переизбыток металла в крови может быть вызван рядом причин:

  • Во-первых, высокая всасываемость макроэлемента в верхних отделах тонкого кишечника.
  • Во-вторых, причиной избытка железа в крови является неконтролируемый прием большого количества железосодержащих лекарственных препаратов, резко повышающих концентрацию его в крови.

Основными признаками переизбытка железа в организме являются:

  • мигрень и головокружение, общая слабость в теле;
  • снижение иммунитета;
  • меняется оттенок кожи, наличие пигментации на кожном покрове;
  • снижается вес из-за потери аппетита;
  • нарушения в работе пищеварительного тракта – запоры или диарея, изжога и рвота, постоянная боль в эпигастральной области;
  • фиброз тканей и предрасположенность к печеночной недостаточности.

При постоянном избытке металла в организме, назначают комплексную терапию, включающую в себя обязательный прием цинкосодержащих препаратов, а также гепатопротекторов.

При единовременном отравлении металлом, необходимо промыть кишечник полиэтиленгликолем в течение нескольких часов.

Продукты с высоким содержанием железа

Выбирая продукты питания, содержащие большое количество  металла в составе, следует обращать внимание на его формы валентности, ведь от этого будет зависеть его усваиваемость кишечником.

Например, в говядине содержится в 5 раз меньше макроэлемента, чем в сухофруктах, но он практически полностью всасывается в организме.

По научным данным, из животных источников железо способно усваиваться на 30%, а из растительных продуктов – всего лишь на 5%.

Основными предпочтительными продуктами для увеличения металла в крови, являются:Животный источник железа

  • мясо, в особенности молодая телятина;
  • мясные субпродукты;
  • рыба и морепродукты;
  • яйца перепелок и яичный желток.

Из растительных источников железо усваивается гораздо хуже, однако оно находится в их составе в большом количестве, поэтому также поможет восполнить недостаток металла в организме.

Среди растительных продуктов, железа содержится больше всего:

  • картофель, свекла;
  • морская капуста;
  • бобовые;
  • сухофрукты и засушенные белые грибы;
  • орехи и крупы;
  • зелень.

В молочных продуктах практически не содержится железо, при этом кальций блокирует поступление металла в организм. Поэтому врачи рекомендуют разделять приемы пищи молочных продуктов и продуктов с высоким содержанием макроэлемента на 2,5-3 часа.

Таблица – список продуктов с высоким содержанием железа

Наименование продуктаЖелезо, мг/100гр% от суточной нормы на 100гр.
1Тыквенное масло13,0-15,093,3
2Соя9,7-15,784,7
3Укроп1,7-22,881,7
4Семена тыквы8,82-15,079,4
5Гречка8,355,3
6Петрушка (зелень)1,50-12,847,7
7Чечевица3,80-7,9439,1
8Горох4,6-6,838
9Фасоль5,47-5,9037,9
10Пшеница мягкая5,436
11Бобы3,8-6,835,3
12Овес4,72-5,5034,1
13Шпинат3,7-632,3
14Курага2,66-6,028,9
15Пшеница твердая3,19-5,3028,3
16Пшено3,5-4,928
17Рожь2,6-5,426,7
18Фисташки3,9226,1
19Сельдерей (зелень)1,3-6,325,3
20Кукуруза3,724,7
21Кориандр (кинза)1,50-5,2022,3
22Изюм1,20-5,2021,3
23Базилик3,1721,1
24Фундук3,0-3,321
25Ламинария2,85-3,3020,5
26Ячмень2,5-3,620,3
27Щавель2,416
28Чеснок зелень2,315,3
29Инжир сушеный1,50 – 3,0015
30Рис дикий1,9613,1
31Лук-порей0,39-2,7010,3
32Финики0,80-2,3010,3
33Лук шнитт1,0-2,010
34Рис бурый шлифованный0,99-2,0010
35Руккола1,469,7
36Чернослив0,36-2,108,2
37Лук зеленый0,51-1,908
38Рис белый круглозерный (клейкий)0,14-0,805,3
39Рис белый длиннозерный0,85,3
40Салат0,60-0,864,9
41Оливковое масло0,440-0,7904,1
42Эстрагон0,53,3

Организм человека не способен нормально функционировать без достаточного поступления извне макроэлемента – железа, так как оно участвует практически во всех жизненно важных процессах роста и развития.

Поэтому, употребляя каждый день продукты с большим содержанием железа, можно поддерживать свое тело в тонусе и защититься от ряда серьезных заболеваний.

В рацион каждого человека на планете ежедневно должны быть включены продукты с высоким содержанием железа. При этом следует помнить, что металл из разных источников питания усваивается по-разному.

Источник