Waterstofperoxide: het ' beste verdedigingssysteem

Enzymen zijn speciale eiwitmoleculen die chemische reacties versnellen. Maar waarom zou de lever een enzym bevatten dat waterstofperoxide helpt af te breken? Omdat waterstofperoxide zich eigenlijk vormt als een product van metabolisme en een aantal nare dingen kan doen. Het kan uit elkaar vallen om hydroxylradicalen te produceren die vallen belangrijke biochemicaliën zoals eiwitten en DNA aan. Om zichzelf te beschermen, maakt het lichaam catalase aan, het enzym dat waterstofperoxide afbreekt voordat het hydroxylradicalen kan vormen.

Eigenlijk is de vorming van waterstofperoxide in cellen een poging van het lichaam om zichzelf te beschermen tegen een nog gevaarlijkere stof, superoxide.

Zuurstof is een tweesnijdend zwaard. We kunnen niet zonder leven, maar het versnelt ook onze ondergang door een rol te spelen bij het ouder worden proces. Dit is wat er gebeurt. Elektronen zijn de “lijmt” die atomen bij elkaar houdt in moleculen, en allerlei elektronenoverdrachten vinden plaats tussen moleculen wanneer ze deelnemen aan de talrijke chemische reacties die voortdurend in ons lichaam plaatsvinden. Soms wordt tijdens deze reacties een elektron overgebracht naar zuurstof, waardoor het wordt omgezet in een zeer reactief “superoxide” -ion dat andere moleculen aanvalt en uit elkaar scheurt.

Maar we hebben een verdedigingssysteem ontwikkeld, in dit geval een enzym genaamd “superoxide-dismutase” dat superoxide verwijdert door het om te zetten in waterstofperoxide, dat, hoewel potentieel gevaarlijk, minder gevaarlijk is dan superoxide. Toch houdt het een risico in en dit is waar catalase in beeld komt. Het breekt het peroxide af in zuurstof en water. En daarom schuimt waterstofperoxide wanneer het op de lever wordt gegoten.

Als je ooit waterstofperoxide hebt gebruikt om een snee te desinfecteren, heb je misschien ook wat borrelen opgemerkt, aangezien bloed waterstofperoxide kan ontleden in zuurstof en water. De katalysator is dit keer geen enzym, maar het ‘heem’-gedeelte van hemoglobine, de zuurstofdragende verbinding in rode bloedcellen.

Zwitserse chemicus Christian Friedrich Schonbein, vooral bekend vanwege zijn ontdekking van’ schietkatoen ‘ toen hij het schort van zijn vrouw gebruikte om een per ongeluk gemorste salpeterzuur en zwavelzuur op te ruimen, merkte hij als eerste borrelen op toen waterstofperoxide met bloed werd gemengd. Hij redeneerde dat als een onbekende vlek schuim veroorzaakte bij behandeling met waterstofperoxide, deze waarschijnlijk hemoglobine bevatte en daarom waarschijnlijk bloed was. Geïntroduceerd in 1863, was dit de eerste vermoedelijke test voor bloed. Maar aangezien waterstofperoxide de neiging heeft om langzaam uit zichzelf te ontbinden, was het zoeken naar extra bellen een uitdagende onderneming.

Een significante verbetering werd geïntroduceerd in de vorm van de ‘Kastle-Meyer-test’ die een kleurverandering veroorzaakte in de aanwezigheid van hemoglobine. Dit was gebaseerd op de chemie van fenolftaleïne, tegenwoordig bekend bij studenten als een zuur-base-indicator. Fenolftaleïne is kleurloos in zuur, maar wordt diep roze in een basische oplossing. In dit geval is het belangrijkste kenmerk echter dat fenolftaleïne met zink kan worden gereduceerd tot kleurloos fenolftaline, dat samen met een base aanwezig is in het testreagens.

Bij het gebruikelijke proces wordt een druppel alcohol toegevoegd aan een onbekende vlek om eventueel hemoglobine op te lossen dat kan aanwezig zijn, gevolgd door wrijven met een wattenstaafje dat is behandeld met het Kastle-Meyer-reagens. Een druppel waterstofperoxide wordt vervolgens op het wattenstaafje aangebracht. Als hemoglobine aanwezig is, ontleedt het waterstofperoxide om zuurstof te geven dat op zijn beurt de e fenolftaline tot fenolftaleïne. Omdat de oplossing basisch is, ontwikkelt zich een roze kleur die de aanwezigheid van bloed aangeeft. De test is erg gevoelig, maar is niet specifiek voor menselijk bloed. Dierlijk bloed zal ook een positieve reactie geven, net als oxidatiemiddelen zoals sommige metaalionen.

Deze reactie van waterstofperoxide met hemoglobine is ook de basis van de “luminol” -test die wordt gebruikt door onderzoekers van de plaats delict om sporen op te sporen van bloed dat helemaal niet zichtbaar is. De techniek is om het verdachte gebied te besproeien met een oplossing van luminol en waterstofperoxide. Als er bloed aanwezig is, zal het peroxide zuurstof afgeven dat vervolgens reageert met luminol om een blauwe gloed te produceren. Deze reactie werd voor het eerst opgemerkt in 1928 door de Duitse chemicus HO Albrecht en werd in 1937 in de forensische praktijk gebracht door forensisch wetenschapper Walter Specht.

Zelfs gedroogd en afgebroken bloed geeft een positieve reactie waarbij de blauwe gloed ongeveer 30 seconden aanhoudt per toepassing. De gloed kan worden gedocumenteerd met een foto, maar er is een vrij donkere kamer nodig voor detectie. De reactie is zo gevoelig dat bloedvlekken op stoffen kunnen worden onthuld, zelfs nadat ze zijn gewassen. In één geval is een paar gewassen jeans zonder zichtbare vlekken gaf een positieve test met luminol op beide knieën.

Noch de Kastle-Meyer-test, noch de luminol-test kan identificeren om wiens bloed het gaat, maar zodra is vastgesteld dat een vlek bloed is, kunnen sporen van DNA worden geëxtraheerd en kan een identificatie worden uitgevoerd. In het voorbeeld van de jeans kon DNA-analyse het bloed uitsluiten dat afkomstig was van de eigenaar van de jeans.

Luminol-analyse heeft wel nadelen. De chemiluminescentie kan ook worden veroorzaakt door een aantal stoffen zoals koperhoudende verbindingen en bleekmiddelen. Als de jeans was gewassen met een wasmiddel met een bleekmiddel, zou het bloed niet zijn gedetecteerd. Van criminelen die hiervan op de hoogte zijn, is bekend dat ze proberen de sporen van hun misdaad met bleekwater weg te wassen. Het resultaat is dat achtergebleven bleekmiddel ervoor zorgt dat de hele plaats delict de typische blauwe gloed produceert, die elke bloedvlek effectief camoufleert.

En als je een echt indrukwekkende gloed wilt zien, spuit dan een stuk lever in met een luminol test oplossing. Eet het daarna niet op.

Leave a Reply

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *