Catalasa: Para Qué Sirve y Sus Beneficios

La catalasa es una enzima antioxidante que fabrica nuestro propio organismo y que resulta fundamental para proteger las células frente a determinadas sustancias producidas durante el metabolismo.

Está presente en prácticamente todos los organismos que viven expuestos al oxígeno y desempeña una función muy concreta: descomponer el peróxido de hidrógeno (H₂O₂) en agua y oxígeno.

El peróxido de hidrógeno no es simplemente una sustancia perjudicial. Nuestro organismo lo produce de manera natural y, en cantidades controladas, participa en diferentes procesos celulares, incluidas determinadas funciones de señalización y de la respuesta inmunitaria.

El problema aparece cuando su producción supera la capacidad del organismo para mantenerlo bajo control.

Ahí es donde entra en juego la catalasa.

Propiedades de la catalasa

La catalasa forma parte de nuestro sistema antioxidante enzimático, junto con otras enzimas como la superóxido dismutasa y la glutatión peroxidasa.

Su función es especialmente importante porque el metabolismo celular produce continuamente especies reactivas de oxígeno.

Una de ellas es precisamente el peróxido de hidrógeno.

Aunque no es un radical libre propiamente dicho, puede participar en reacciones capaces de generar moléculas mucho más reactivas y potencialmente dañinas para las estructuras celulares.

Por eso nuestro organismo necesita mecanismos capaces de eliminarlo rápidamente cuando se acumula.

La reacción realizada por la catalasa puede resumirse así:

2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

Es decir, dos moléculas de peróxido de hidrógeno se transforman en agua y oxígeno.

Y la velocidad con la que puede hacerlo es extraordinaria.

Una de las enzimas más rápidas de nuestro organismo

La catalasa posee uno de los índices de recambio más elevados conocidos entre las enzimas.

Una sola molécula puede transformar millones de moléculas de peróxido de hidrógeno cada segundo, lo que nos da una idea de la enorme capacidad que necesita nuestro organismo para controlar continuamente esta sustancia.

Esta rapidez permite que la catalasa actúe como un auténtico sistema de protección celular frente a una producción excesiva de peróxido de hidrógeno.

Gran parte de esta actividad tiene lugar en unas pequeñas estructuras celulares denominadas peroxisomas.

Los peroxisomas participan, entre otras funciones, en diferentes reacciones oxidativas y en el metabolismo de determinados ácidos grasos. Algunas de estas reacciones generan peróxido de hidrógeno, por lo que disponer allí mismo de catalasa permite neutralizarlo rápidamente.

Es un magnífico ejemplo de la organización de la célula: allí donde determinadas reacciones pueden producir una sustancia potencialmente oxidante encontramos también uno de los principales sistemas destinados a controlarla.

Catalasa, peróxido de hidrógeno y estrés oxidativo

Nuestro organismo vive permanentemente buscando un equilibrio.

Necesitamos oxígeno para producir energía, pero el propio metabolismo del oxígeno genera moléculas reactivas. Algunas tienen funciones fisiológicas y otras, cuando aparecen en exceso, pueden alterar proteínas, lípidos, membranas celulares e incluso el ADN.

Cuando existe un desequilibrio entre la producción de sustancias oxidantes y la capacidad antioxidante del organismo hablamos de estrés oxidativo.

La catalasa constituye una de nuestras defensas frente a este proceso.

Por eso no debemos entenderla simplemente como una enzima que “elimina algo malo”. Su verdadera función consiste en mantener bajo control una molécula que el propio organismo produce y utiliza, evitando que alcance concentraciones capaces de causar daño.

Catalasa y detoxificación

La catalasa presenta además otra característica muy interesante.

Además de su actividad catalática, mediante la cual transforma el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno, puede presentar actividad peroxidática.

Esto significa que puede utilizar el propio peróxido de hidrógeno para participar en la oxidación de diferentes sustancias.

Entre ellas se han estudiado compuestos como:

• Metanol.

• Etanol.

• Ácido fórmico.

• Formaldehído.

• Nitritos.

Esta doble actividad ayuda a comprender por qué la catalasa es una enzima celular tan importante y por qué su función va más allá de actuar simplemente como antioxidante.

Catalasa, DAO e histamina

Una aplicación especialmente interesante de la catalasa está relacionada con el metabolismo de la histamina.

Cuando hablamos de degradación de la histamina intestinal, una de las principales protagonistas es la diamina oxidasa o DAO, una enzima presente especialmente en la mucosa intestinal que ayuda a degradar la histamina procedente de los alimentos.

Pero esta reacción tiene una particularidad.

Cuando la DAO degrada la histamina mediante una reacción de oxidación, se produce peróxido de hidrógeno (H₂O₂) como uno de los productos resultantes.

Y precisamente el peróxido de hidrógeno es el sustrato sobre el que actúa la catalasa.

Aquí ambas enzimas pueden trabajar de manera complementaria:

Histamina → acción de la DAO → producción de peróxido de hidrógeno → acción de la catalasa → agua + oxígeno.

Por tanto, la catalasa no degrada directamente la histamina como lo hace la DAO, sino que ayuda a completar y proteger el proceso de degradación al eliminar el peróxido de hidrógeno generado durante la reacción.

Esta relación resulta especialmente interesante en personas con dificultades para metabolizar correctamente la histamina.

De hecho, existen complementos destinados al metabolismo de la histamina que combinan DAO con catalasa y otros nutrientes, buscando favorecer el funcionamiento conjunto de estas vías enzimáticas.

También se ha estudiado experimentalmente la combinación de DAO vegetal y catalasa en células intestinales. En estos trabajos se ha observado que la catalasa puede reducir el impacto del peróxido de hidrógeno producido durante la degradación de la histamina por la DAO.

Esto nos muestra nuevamente que las enzimas antioxidantes no trabajan de manera aislada.

En el metabolismo de la histamina, la DAO puede encargarse de degradar la amina mientras que la catalasa se ocupa de uno de los productos oxidantes generados durante esa degradación.

Por eso la catalasa está despertando interés también dentro de los abordajes nutricionales relacionados con el exceso o la intolerancia a la histamina.

Catalasa y polifenoles de la manzana

También resulta interesante la relación entre determinados polifenoles vegetales y nuestros propios sistemas antioxidantes.

En diferentes investigaciones se ha observado que los polifenoles de la manzana pueden influir sobre los mecanismos antioxidantes celulares y sobre la actividad o expresión de enzimas entre las que se encuentra la catalasa.

Esto introduce un concepto importante cuando hablamos de alimentos antioxidantes.

No siempre actúan únicamente porque sus moléculas neutralicen directamente sustancias oxidantes. Algunos compuestos vegetales pueden además interactuar con las propias defensas antioxidantes del organismo, estimulando o modulando sistemas enzimáticos celulares.

La manzana, por su contenido en diferentes polifenoles, ha sido uno de los alimentos estudiados en este sentido.

Beneficios de la catalasa

Potente acción antioxidante

La catalasa es una de las enzimas antioxidantes más eficientes de nuestras células.

Su capacidad para transformar rápidamente el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno ayuda a evitar su acumulación y protege las estructuras celulares frente al daño oxidativo.

Esta función adquiere especial importancia en tejidos con una elevada actividad metabólica, donde la producción de especies reactivas de oxígeno puede ser mayor.

Catalasa y envejecimiento

La relación entre estrés oxidativo y envejecimiento lleva décadas siendo objeto de investigación.

Con el paso del tiempo pueden producirse cambios en nuestros sistemas antioxidantes, mientras se acumulan alteraciones en proteínas, lípidos, ADN y mitocondrias.

Por este motivo la catalasa se ha estudiado también por su posible relación con la longevidad y el envejecimiento celular.

Uno de los experimentos más interesantes consistió en aumentar la presencia de catalasa específicamente en las mitocondrias de ratones de laboratorio.

Las mitocondrias son las estructuras celulares encargadas de producir buena parte de nuestra energía y constituyen también una importante fuente de especies reactivas de oxígeno.

Los animales con una mayor actividad de catalasa mitocondrial mostraron una prolongación de su esperanza de vida cercana al 20 %, además de una reducción de determinados indicadores de daño oxidativo.

Naturalmente, un resultado obtenido en animales no puede trasladarse matemáticamente a años de vida humana, pero el experimento resultó muy interesante porque mostró la estrecha relación existente entre mitocondrias, sistemas antioxidantes y envejecimiento.

Catalasa, metabolismo y acumulación de grasa

También se ha estudiado la relación entre la actividad de la catalasa y el metabolismo de las grasas.

Determinados experimentos realizados en animales han observado asociaciones entre una mayor actividad antioxidante, incluida la catalasa, y una menor acumulación de grasa en algunos órganos.

Asimismo se han estudiado cambios relacionados con el funcionamiento y la capacidad muscular.

Estos resultados han contribuido al interés por conocer mejor la relación existente entre estrés oxidativo, metabolismo energético y funcionamiento mitocondrial.

Ayuda a proteger el ADN

El estrés oxidativo mantenido puede afectar a numerosas estructuras celulares, incluido el ADN.

La catalasa, junto con otros sistemas antioxidantes como el glutatión, contribuye a limitar la acumulación de especies oxidantes capaces de provocar estas alteraciones.

Diferentes investigaciones experimentales han observado que una mayor actividad de enzimas antioxidantes puede acompañarse de una menor oxidación de proteínas, menor daño celular y mejor funcionamiento mitocondrial.

Esta protección resulta especialmente interesante cuando hablamos del envejecimiento, ya que las mitocondrias producen energía continuamente durante toda nuestra vida y necesitan disponer de sistemas eficaces que controlen los productos oxidantes derivados de esa actividad.

La química de las canas y la catalasa

Una de las relaciones más curiosas de la catalasa es precisamente la que mantiene con la aparición de las canas.

Durante mucho tiempo se explicó la pérdida de color del cabello casi exclusivamente como consecuencia de una disminución progresiva de los melanocitos y de la producción de melanina.

Hoy sabemos que el proceso es bastante más complejo.

La melanina es el pigmento responsable del color del cabello y participa también en la coloración de la piel y los ojos.

Con el envejecimiento se producen cambios en las células encargadas de fabricar este pigmento, pero también aparece otro fenómeno interesante: la acumulación de peróxido de hidrógeno en el folículo piloso.

¿Por qué el cabello pierde su color?

Las células del folículo producen cierta cantidad de peróxido de hidrógeno como consecuencia de su metabolismo normal.

Cuando somos jóvenes disponemos de sistemas antioxidantes capaces de mantener esta sustancia bajo control.

Entre ellos se encuentra la catalasa, que transforma rápidamente el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno.

Sin embargo, con el paso de los años puede disminuir la actividad de la catalasa en el folículo.

Como consecuencia, el peróxido de hidrógeno puede acumularse.

Y aquí comienza una interesante reacción en cadena.

Peróxido de hidrógeno, melanina y cabello blanco

Cuando aumenta el peróxido de hidrógeno dentro del folículo piloso se incrementa el estrés oxidativo local.

Esto puede interferir en los mecanismos necesarios para fabricar correctamente melanina.

También intervienen otras enzimas relacionadas con la reparación del daño oxidativo, entre ellas las metionina sulfóxido reductasas (MSR).

Estas enzimas ayudan a reparar determinados daños oxidativos sufridos por las proteínas.

Cuando disminuyen simultáneamente los sistemas protectores —entre ellos catalasa y MSR— y aumenta la acumulación de peróxido de hidrógeno, se altera progresivamente el funcionamiento de las proteínas relacionadas con la pigmentación.

El resultado puede ser una reducción de la producción de melanina.

Al principio, el cabello va perdiendo pigmentación y adquiere una apariencia grisácea. Cuando la pérdida de pigmento es mayor, termina apareciendo el característico cabello blanco.

Por tanto, las canas no son simplemente cabellos “pintados de blanco”, sino cabellos que han ido perdiendo la capacidad de incorporar normalmente su pigmento.

¿Puede la catalasa evitar las canas?

El descubrimiento de la acumulación de peróxido de hidrógeno en los folículos abrió una vía muy interesante para estudiar la aparición de las canas.

Si una disminución de catalasa favorece la acumulación de peróxido, parece lógico preguntarse si aumentar su actividad podría ayudar a conservar la pigmentación durante más tiempo.

Por ello se han investigado diferentes estrategias destinadas a reducir el estrés oxidativo del folículo y restaurar determinados mecanismos antioxidantes.

La relación biológica existe y resulta especialmente interesante, aunque el encanecimiento es un proceso multifactorial en el que también participan genética, edad, estado nutricional, estrés, funcionamiento hormonal y otros factores.

Por tanto, cuando aparecen canas prematuramente resulta mucho más interesante observar el conjunto que buscar una única causa.

¿Dónde encontramos catalasa?

Nuestro organismo fabrica su propia catalasa, pero también encontramos esta enzima en numerosos organismos y alimentos de origen vegetal.

Entre los alimentos tradicionalmente considerados fuentes de catalasa encontramos:

• Manzana.

• Cebolla.

• Puerro.

• Brócoli.

• Plátano.

• Patata.

• Nabo.

• Calabacín.

• Espinaca.

• Zanahoria.

• Rábano.

• Pepino.

• Hongos.

• Apio.

• Col lombarda.

• Albaricoque.

• Cerezas.

• Hierba de trigo.

Sin embargo, cuando hablamos de alimentos ricos en catalasa conviene distinguir entre ingerir una enzima presente en un alimento y aumentar la actividad de nuestra propia catalasa celular.

Las enzimas son proteínas y pueden verse modificadas durante la digestión y también por factores como la temperatura y el procesado de los alimentos.

Por eso resulta especialmente interesante no fijarnos únicamente en la cantidad de catalasa que contiene un alimento, sino también en los nutrientes y compuestos vegetales que pueden favorecer los sistemas antioxidantes naturales del organismo.

Los polifenoles de alimentos como la manzana son un buen ejemplo.

Catalasa en complementos alimenticios

También podemos encontrar catalasa formando parte de determinados complementos alimenticios.

Una de las fuentes utilizadas para obtenerla es la catalasa producida mediante procesos de fermentación con Aspergillus niger, un microorganismo ampliamente empleado en procesos biotecnológicos para producir enzimas.

Este tipo de suplementos ha despertado especialmente interés por la relación de la catalasa con el estrés oxidativo, el envejecimiento y la pigmentación del cabello.

A esto se suma actualmente su utilización junto con DAO en determinados complementos destinados al metabolismo de la histamina, donde ambas enzimas cumplen funciones diferentes pero complementarias.

La DAO actúa directamente sobre la histamina, mientras que la catalasa ayuda a neutralizar el peróxido de hidrógeno generado durante esa degradación. Esta combinación permite comprender por qué estamos empezando a encontrar catalasa en productos que, aparentemente, no tienen nada que ver con las aplicaciones antioxidantes o capilares con las que tradicionalmente se la relacionaba.

Pero quizá lo más interesante de la catalasa no sea verla únicamente como una sustancia que podemos ingerir.

Su importancia nos permite comprender algo mucho más amplio: nuestro organismo dispone de un complejo sistema antioxidante formado por catalasa, glutatión, superóxido dismutasa y otras enzimas y nutrientes que trabajan conjuntamente.

No se trata de eliminar completamente los oxidantes, porque algunos cumplen funciones necesarias. Se trata de mantener el equilibrio entre su producción y nuestra capacidad para controlarlos.

Y precisamente en ese delicado equilibrio reside buena parte de la importancia de la catalasa.