По содержанию в организме человека хлор (0,15%) относится к макроэлементам, а остальные элементы этой группы (содержание 10-5%) являются микроэлементами. Хлор и йод относятся к незаменимым элементам, а остальные являются постоянными составными частями тканей.
В организме все галогены находятся в степени окисления -1, хлор и бром – в виде гидратированных ионов, а фтор и йод, главным образом, в связанной форме входят в состав некоторых биоорганических соединений. Вследствие уменьшения электроотрицательности в ряду F - С1 - Br - I связь углерода с йодом наименее полярна, поэтому йод находится в живых организмах в виде элементоорганических соединений (со связью С–I).
Фтор. В организме человека масса фтора составляет около 7 мг (10-5%). Соединения фтора концентрируются в костной ткани, ногтях, зубах.
Недостаток фтора в организме приводит к кариесу зубов. В состав эмали зубов входит труднорастворимый фторапатит Ca3(PO4)2∙CaF2. Минеральную основу дентина составляют гидроксоапатит 3Ca3(PO4)2∙Ca(OH)2, хлорапатит 3Ca3(PO4)2∙CaCl2 и фторапатит 3Ca3(PO4)2∙CaF2.
Фторид ионы способствуют осаждению фосфата кальция, образуя защитный слой на поверхности зубов.
Под действием кислот, вырабатываемых бактериями, происходит растворение одной из минеральных основ тканей зубов – гидроксоапатита:
3Ca3(PO4)2∙Ca(OH)2 + 10H+ ® 10Ca2+ + 6H2PO4- + 2H2O
Причем очень часто разрушению подвергается не внешняя поверхность зуба, покрытая слоем эмали, а внутренние участки дентина. Пока эмаль повреждена незначительно (имеются предположения), введение NаF способствует образованию фторапатита, который облегчает реминерализацию начавшегося повреждения.
Хлор. Хлорид-ионы играют важную биологическую роль. Они активируют некоторые ферменты, создают благоприятную среду для действия протеолитических ферментов желудочного сока. Для выработки соляной кислоты в желудке необходим NаСl. Помимо важной роли соляной кислоты в процессе пищеварения, NаС1 уничтожает различные болезнетворные бактерии (холеры, тифа). В форме соляной кислоты хлорид-ион является необходимым компонентом желудочного сока. Выделение соляной кислоты из клеток слизистой оболочки желудка можно описать следующим уравнением:
H2CO3(кровь) + Cl- ® HCO3-(кровь) + HCl(желудок)
Соляная кислота желудочного сока необходима для перехода фермента пепсина в активную форму. Пепсин обеспечивает переваривание белков путем гидролитического расщепления пептидных связей:
R–CO–NH–R1 + H2O ® R–COOH + R1–NH2
Хлорид-ионы, образуя ионные слои по обеим сторонам клеточных мембран, участвуют в создании электрического мембранного потенциала, который регулирует ионные потоки через клеточные мембраны, перенос неорганических и органических веществ сквозь мембраны, участвуют в поддержании осмотического равновесия. Имея оптимальный радиус для проникновения через мембрану клеток, хлорид-ионы совместно с ионами калия и натрия участвуют в создании определенного осмотического давления и регуляции водно-солевого обмена.
Бром локализуется преимущественно в железах внутренней секреции, в первую очередь в гипофизе. Биологическая роль соединений брома в нормальной жизнедеятельности организма еще недостаточно выяснена. Экспериментально установлено, что соединения брома угнетают функцию щитовидной железы и усиливают активность коры надпочечников.
Йод относится к числу незаменимых биогенных элементов, и его соединения играют важную роль в процессах обмена веществ. Он влияет на синтез некоторых белков, жиров, гормонов. В организме человека йода содержится 25 мг (4´10-5 %) и большая его половина находится в щитовидной железе (в виде гормонов). Щитовидная железа секретирует гормоны тироксин и трийодтиронин. Пониженная активность щитовидной железы (гипотиреоз) может быть связана с уменьшением её способности накапливать йодид-ионы, а также с недостатком в пище йода (эндемический зоб).
Таким образом, все р-элементы VII группы физиологически активны, хлор и йод незаменимы для нормальной жизнедеятельности организма. В организме галогены взаимозамещаемы, при этом наблюдаются как случаи синергизма, так и антагонизма. Антагонистами йода являются фтор и бром. Конкурируя с йодом, фтор может вытеснять его из йодорганических соединений и подавлять транспорт йода в организме. Поглощению йода щитовидной железой препятствует бром. К синергистам йода относится селен – при дефиците селена йод не усваивается.
