Katal
Unidade SI derivada · grandeza: actividade catalítica
01 · Definição
O katal é a unidade mais nova do SI: foi adoptada em 1999, cinquenta anos depois do newton e quase um século depois das primeiras tentativas de medir enzimas. É também a única unidade introduzida não por físicos mas a pedido de clínicos.
Um katal é a conversão de um mole de substância por segundo. A unidade não descreve a quantidade de enzima mas a velocidade com que ela trabalha: duas amostras de igual massa podem diferir várias vezes em actividade se uma se desnaturou em parte. A grandeza é enorme para a bioquímica — os valores reais situam-se em micro e nanokatais, e as análises clínicas usam katais por litro. Antes do katal os bioquímicos usavam «unidades» U: micromoles por minuto, e a passagem ao SI levou duas décadas, porque era preciso reescrever todos os intervalos de referência.
Uma mesma enzima dá katais diferentes a diferente temperatura, pH e concentração de substrato. Por isso a actividade indica-se sempre com as condições de medição: 37 °C, pH 7,4, substrato em excesso.
02 · Conversão
Introduza uma actividade — a folha converte-a
A unidade U — um micromole por minuto — continua a ser o padrão de facto nos catálogos de reagentes e nos artigos científicos. Um U equivale a 16,67 nanokatais, um número incómodo, e só isso travou a transição durante um quarto de século.
Uma actividade sem condições indicadas é um número sem sentido. Em bioquímica clínica o padrão são 37 °C e pH fisiológico; a 25 °C a mesma enzima dá metade dos katais.
| Unidade | Nome | Valor | Onde aparece |
|---|---|---|---|
| kat | katal, unidade do SI | 1·10⁻⁶ | indústria, fermentação |
| mkat | milikatal | 0,001 | preparados de enzimas |
| µkat | microkatal | 1 | análises clínicas |
| nkat | nanokatal | 1000 | tubo de ensaio, quantidades vestigiais |
| pkat | picokatal | 1 000 000 | limite de sensibilidade |
| µmol/s | micromole por segundo | 1 | o mesmo que µkat |
| U | unidade de actividade, micromole por minuto | 60 | relatórios, reagentes |
| mU | miliunidade | 60 000 | actividades fracas |
| kU | quilounidade | 0,06 | embalagem de enzimas |
| mol/min | mole por minuto | 6·10⁻⁵ | protocolos antigos |
| kat | katal | 1·10⁻⁶ | a unidade atual |
A unidade U mantém-se nos laboratórios porque passar a katais obriga a reestabelecer os intervalos de referência de cada enzima. Dezasseis nanokatais e um pouco é um número desajeitado para um relatório.
03 · Ordens de grandeza
de uma só molécula de enzima ao reactor industrialALT normal — 0,67 µkat/l
04 · Instrumentos de medição
Com que se medem os katais
O produto da reacção absorve luz no seu próprio comprimento de onda: a velocidade a que cresce a densidade óptica dá directamente a actividade.
Noventa e seis reacções ao mesmo tempo: o aparelho regista a cinética em cada poço e calcula a actividade pela acumulação do produto.
O cavalo de trabalho do laboratório clínico: centenas de amostras por hora, termostatização e saída directamente em katais por litro — onde se segue a norma.
Se a reacção liberta ácido, a actividade mede-se pelo titulante consumido: quanta base foi precisa para manter o pH.
05 · Regras de escrita
kat em minúsculas — e sempre com as condições de medição
O símbolo escreve-se com três minúsculas: kat, não Kat nem KAT. O prefixo vem à frente: µkat, nkat. Uma actividade enzimática sem temperatura, pH e substrato não é comparável com outras medições, por isso nos protocolos indicam-se ao lado do número.
Nos relatórios aparece «U/l» sem explicação — são unidades U por litro, não katais. A diferença é de 16,67 milhões de vezes, e confundir os intervalos de referência é perigoso.
06 · Unidades vizinhas
O katal é um mole por segundo, pelo que assenta directamente no mole e no segundo. A sua dimensão coincide com a velocidade de reacção em cinética química, e a divisão pelo litro dá a concentração de actividade — o que se imprime numa análise ao sangue.
base SI
mol / s
numa análise ao sangue
O número de renovação k(cat) é a actividade dividida pelo número de moléculas de enzima: na anidrase carbónica chega a um milhão por segundo. O katal conta toda a amostra, o número de renovação uma só molécula.
07 · Secção histórica
Com que se mediam as enzimas antes do katal
Um micromole de substrato por minuto. O padrão internacional da bioquímica, vivo ainda hoje nos catálogos de reagentes.
Uma unidade própria para a ligase: definida pela troca de fosfato no ATP. Uma das dezenas de unidades «da casa» de que a bioquímica nunca se separou por completo.
A actividade exprimia-se pela fracção de substrato degradada num tempo fixo. Cada laboratório tinha o seu procedimento, e os números não eram comparáveis nem entre institutos vizinhos.
A Federação Internacional Farmacêutica fixava as suas próprias unidades para as enzimas digestivas dos preparados. Ainda figuram nas embalagens dos medicamentos.
A unidade foi introduzida para a medicina — e a medicina quase não a adoptou
O katal entrou no SI a pedido directo da Federação Internacional de Química Clínica: os médicos precisavam de comparar resultados de laboratórios de países diferentes. Mas a transição exigia reestabelecer os intervalos de referência de dezenas de enzimas, reprogramar os analisadores e reformar o pessoal, pelo que a maioria dos laboratórios continuou a imprimir «U/l». Vinte e cinco anos depois o katal continua a ser uma unidade obrigatória nas normas e rara nos relatórios: a linha «ALT 40 U/l» aparece mil vezes mais do que «ALT 0,67 µkat/l».
Catálogo · Sistema Internacional de Unidades
Uma ficha para cada grandeza
Sete unidades de base, vinte e duas derivadas com nome próprio e o arquivo dos sistemas que caíram em desuso. Cada uma tem a sua folha: definição, conversão, aparelhos, regras de escrita. Em 36 línguas.