Химический состав живых организмов, потребности в веществах и энергии, страница 31

Соляная кислота нужна для инактивации патогенных микроорганизмов, поступающих в желудочно-кишечный тракт вместе с пищей, для денатурации пищевого белка, активации пищеварительного фермента – пепсиногена и поддержании низкого рН среды, так как желудочные пептидазы активны в кислых условиях.

6.1.9.2. Фтор. Биологическое действие этого элемента основано прежде всего на его способности замещать ион гидроксила как в минерализованной, так и в неминерализованной тканях и в активных центрах ферментов.

Основой твердых тканей является основной фосфат кальция – апатит, соответствующий формуле Са10(РО4)6(ОН)2. Фторид-ион имеет много сходств с гидроксильным ионом: одинаковый заряд, близкие ионные радиусы, степень гидратации, равная двум. Все это позволяет фторид-иону встраиваться  вместо гидроксил-иона в минерализованные ткани с образованием смешанной формы апатита, соответствующей структурной формуле Са10(РО4)6(ОН)2-хFx.. Обычно соотношение гидроксил-иона к фториду в апатите кости и зубной эмали составляет 40 : 1.

Замещение может происходить как при формировании первичного кристалла апатита (тогда фторид-ион способствует формированию центров кристаллизации), так и в уже преобразованном минерале, что характерно для взрослых особей. С возрастом количество фтора в костях увеличивается. При дефиците его в организме фторид может мобилизоваться из костной ткани и поступать во внеклеточную жидкость.

Фторид-ион придает кристаллам фторапатита большую упорядоченность по сравнению с обычным апатитом и снижает их растворимость при физиологических значениях рН.

Проявлениями дефицита этого элемента в организме считается развитие кариеса зубной ткани и остеопороза, хотя у исследователей нет единого мнения на этот счет. Оба процесса, по-видимому, запускаются множеством факторов, а не только малой концентрацией фторид-иона.

Фторид может ингибировать и активировать ферменты. Его ингибирующее действие на металлоферменты основывается на взаимодействии с металлом (медью, марганцем, цинком, гемовым и негемовым железом) в активном центре фермента. Ингибирование усиливается в присутствии фосфат-иона, при этом образуется стабильный комплекс фермент – ион  металла – фторид – фосфат. В этом комплексе, по-видимому, фторид замещает гидроксильный ион, участвующий в ферментативной реакции присоединения или отнятия молекулы воды. Такой механизм ингибирования был предложен для енолазы (К.Ф. ), неорганической пирофосфатазы (К.Ф. 3.6.1.1).

В случае аконитазы в качестве ингибитора использовался фторацетат, который сам не влиял на протекание реакции. Но образующийся в ходе реакции фторцитрат специфично ингибировал фермент, в то время как его изомер, синтезированный из фтороксалоацетата и ацетилСоА, оказывал слабое влияние на активность аконитазы.

Под действием фторида происходит также активация некоторых ферментов, таких как аденилатциклаза (фторид связывался с ионом магния на регуляторной субъединице), фосфодиэстераза сGMP.

6.1.9.3. Бром. Этот элемент попадает в организм в основном в виде неорганических солей: бромидов калия, натрия, кальция и аммония, изредка в виде лекарственных препаратов – бромкамфоры, бромизовала. Бром равномерно распределяется по всему организму. Его физиологическая роль заключается в избирательном влиянии на тормозные процессы в нейронах коры большого мозга. Бром – токсичное соединение. Жидкий  бром, попадая на кожу, вызывает ожоги и плохо заживающие язвы. Вдыхание паров брома сопровождается кашлем, развитием бронхоспазма, может вызвать ожог легких и смертельный исход.

6.1.9.4. Йод. Йод, относящийся также к галоидам, присутствует во всех живых организмах. Особенно много накапливают его морские организмы: водоросли (морская капуста, фукус и др.), губки и морские многощетинковые черви.

У животных и человека йод обнаруживается в составе тиреоидных гормонов, продуктов щитовидной железы − тироксина (Т4)  и трийодтиронина (Т3), влияющих на обмен веществ и в целом на развитие организма. Йод поступает в организм в виде неорганических солей − йодидов калия, натрия и других металлов. Кровью переносится в щитовидную железу, где у животных из неорганического йода образуются органические соединения йода: монойодтирозин (MIT), дийодтирозин (DIT), трийодтироин, тироксин, тиреоглобулин и др.