Katal
Unidad SI derivada · magnitud: actividad catalítica
01 · Definición
El katal es la unidad más joven del SI: se adoptó en 1999, cincuenta años después del newton y casi un siglo después de los primeros intentos de medir enzimas. Es además la única unidad introducida no por físicos sino a petición de clínicos.
Un katal es la transformación de un mol de sustancia por segundo. La unidad no describe la cantidad de enzima sino la velocidad a la que trabaja: dos muestras de igual masa pueden diferir varias veces en actividad si una se ha desnaturalizado en parte. La magnitud es enorme para la bioquímica — los valores reales están en micro y nanokatales, y los análisis clínicos usan katales por litro. Antes del katal los bioquímicos empleaban «unidades» U: micromoles por minuto, y el paso al SI llevó dos décadas, porque había que reescribir todos los intervalos de referencia.
Una misma enzima da katales distintos a distinta temperatura, pH y concentración de sustrato. Por eso la actividad se indica siempre con las condiciones de medida: 37 °C, pH 7,4, sustrato en exceso.
02 · Conversión
Introduzca una actividad — la ficha la convertirá
La unidad U — un micromol por minuto — sigue siendo el estándar de hecho en los catálogos de reactivos y en los artículos científicos. Un U equivale a 16,67 nanokatales, un número incómodo, y solo eso ha frenado la transición durante un cuarto de siglo.
Una actividad sin condiciones indicadas es un número sin sentido. En bioquímica clínica el estándar son 37 °C y pH fisiológico; a 25 °C la misma enzima da la mitad de katales.
| Unidad | Nombre | Valor | Dónde se encuentra |
|---|---|---|---|
| kat | katal, unidad del SI | 1·10⁻⁶ | industria, fermentación |
| mkat | milikatal | 0,001 | preparados de enzimas |
| µkat | microkatal | 1 | análisis clínicos |
| nkat | nanokatal | 1000 | tubo de ensayo, cantidades de trazas |
| pkat | picokatal | 1 000 000 | límite de sensibilidad |
| µmol/s | micromol por segundo | 1 | lo mismo que µkat |
| U | unidad de actividad, micromol por minuto | 60 | informes, reactivos |
| mU | miliunidad | 60 000 | actividades débiles |
| kU | kilounidad | 0,06 | envasado de enzimas |
| mol/min | mol por minuto | 6·10⁻⁵ | protocolos antiguos |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | la unidad actual |
La unidad U se mantiene en los laboratorios porque pasar a katales obliga a reestablecer los intervalos de referencia de cada enzima. Dieciséis nanokatales y pico es una cifra incómoda para un informe.
03 · Órdenes de magnitud
de una sola molécula de enzima al reactor industrialALT normal — 0,67 µkat/l
04 · Instrumentos de medida
Con qué se miden los katales
El producto de la reacción absorbe luz en su propia longitud de onda: la velocidad con que crece la densidad óptica da directamente la actividad.
Noventa y seis reacciones a la vez: el aparato registra la cinética en cada pocillo y calcula la actividad por la acumulación del producto.
El caballo de tiro del laboratorio clínico: cientos de muestras por hora, termostatización y salida directamente en katales por litro — donde se sigue la norma.
Si la reacción libera ácido, la actividad se mide por el titulante consumido: cuánta base hizo falta para mantener el pH.
05 · Reglas de escritura
kat en minúsculas — y siempre con las condiciones de medida
El símbolo se escribe con tres minúsculas: kat, no Kat ni KAT. El prefijo va delante: µkat, nkat. Una actividad enzimática sin temperatura, pH y sustrato no es comparable con otras medidas, por eso en los protocolos se indican junto al número.
En los informes aparece «U/l» sin explicación — son unidades U por litro, no katales. La diferencia es de 16,67 millones de veces, y confundir los intervalos de referencia es peligroso.
06 · Unidades vecinas
El katal es un mol por segundo, de modo que se apoya directamente en el mol y el segundo. Su dimensión coincide con la velocidad de reacción en cinética química, y la división por el litro da la concentración de actividad — lo que se imprime en un análisis de sangre.
base SI
mol / s
en un análisis de sangre
El número de recambio k(cat) es la actividad dividida por el número de moléculas de enzima: en la anhidrasa carbónica alcanza un millón por segundo. El katal cuenta toda la muestra, el número de recambio una sola molécula.
07 · Sección histórica
Con qué se medían las enzimas antes del katal
Un micromol de sustrato por minuto. El estándar internacional de la bioquímica, vivo hoy en los catálogos de reactivos.
Una unidad propia para la ligasa: definida por el intercambio de fosfato en el ATP. Una de las decenas de unidades «de la casa» de las que la bioquímica nunca se ha desprendido del todo.
La actividad se expresaba por la fracción de sustrato degradada en un tiempo fijo. Cada laboratorio tenía su procedimiento, y los números no eran comparables ni entre institutos vecinos.
La Federación Internacional Farmacéutica fijaba sus propias unidades para las enzimas digestivas de los preparados. Todavía figuran en los envases de los medicamentos.
La unidad se introdujo para la medicina — y la medicina casi no la adoptó
El katal entró en el SI a petición directa de la Federación Internacional de Química Clínica: los médicos necesitaban comparar resultados de laboratorios de distintos países. Pero la transición exigía reestablecer los intervalos de referencia de decenas de enzimas, reprogramar los analizadores y volver a formar al personal, así que la mayoría de los laboratorios siguió imprimiendo «U/l». Veinticinco años después el katal sigue siendo una unidad obligatoria en las normas y rara en los informes: la línea «ALT 40 U/l» aparece mil veces más a menudo que «ALT 0,67 µkat/l».
Catálogo · Sistema Internacional de Unidades
Una ficha para cada magnitud
Siete unidades básicas, veintidós derivadas con nombre propio y el archivo de los sistemas que han caído en desuso. Cada una tiene su ficha: definición, conversión, instrumentos, reglas de escritura. En 18 idiomas.