Ультрафиолетовая часть солнечного спектра

Наиболее активной в биологическом отношении является ультрафиоле­товая часть солнечного спектра, которая у поверхности земли представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 нм. Интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли непостоянна и зависит от широты местности, времени года, состояния погоды, степени прозрачности атмосферы. При облач­ной погоде интенсивность ультрафиолетовой радиации у поверхности земли может снижаться на 80%; за счет запыленности атмосферного воздуха эта потеря составляет до 50%.

Ультрафиолетовые лучи, попадая на кожу с ее обширной рецепторной поверхностью, не только вызывают местные сдвиги в коллоидном состоянии клеточных и тканевых белков, но и рефлекторным путем влияют на весь орга­низм. Под действием ультрафиолетовых лучей в коже вследствие ферментативного расщепления денатурированного и коагулированного белков образуются продукты расщепления белковых молекул типа гистамина, холина и др. Являясь неспецифическим стимулятором физиологических функций, ультрафиолетовые лучи оказывают благоприятное влияние на белковый, жиро­вой, углеводный и минеральный обмены. Облучение ультрафиолетовыми лучами вызывает сдвиги также в иммунобиологическом состоянии организма, способствует усилению реакции фагоцитоза, что приводит к повышению защитных сил.

До появления антибиотиков с помощью УФИ лечили некоторые формы кожного туберкулеза и кожных инфекционных болезней. В настоящее время лечение с помощью УФИ ограничивается лечением кожных болезней, таких, как псориаз, угри, атопический дерматит и рецидивирующий фурункулез.

УФИ подразделяют на 3 основных компонента, оказывающих различное биологическое воздействие: УФ-А с длиной волн 400—320 нм (синонимы: длинноволновое УФИ, ближнее УФИ); УФ-В—с длиной волн 320—280 нм (синонимы: средневолновое УФИ, загарная радиация); УФ-С—от 280 до 200 нм (синонимы: коротковолновое УФИ, бактерицидная радиация). Волны < 200 им не оказывают существенного биологического воз­действия, так как радиация этого диапазона («вакуумное УФИ») поглощается в атмосферном воздухе.

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, УФ-излучение оказывает и специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Известно, что ультрафиолетовая радиация с диапазоном волн от 400 до 320 нм вызывает эритемно-загарное действие (область А, УФ-А), с диапазоном волн от 320 до 275 нм — антирахитическое и слабобактерицид­ное действие (область В, УФ-В), а коротковолновая ультрафиолетовая радиа­ция с диапазоном волн от 275 до 180 нм (область С, УФ-С) оказывает повре­ждающее действие на биологическую ткань (Но по данным ВОЗ, воздействие области УФ-С (длина волн 200—280 нм) на кожные покровы и органы зрения вызывает неприятные ощущения, но не причиняет серьезного ущерба. По тем же данным, излучение УФ-В (280—320 им) оказывает весьма вредное воздей­ствие на живые организмы - основная причина рака кожи, что же касается био­логического воздействия излучения УФ-А (320—400 нм), то оно может усилить биологическое воздействие УФ-В, а дозы УФ-А, которые сами по себе не ока­зывают биологического влияния, в совокупности с определенными химически­ми веществами могут вызывать повреждение тканей (фототоксичность, фото­аллергия, активизация фотоканцерогенеза).

Из всего спектра ультрафиолетовой радиации у поверхности земли наи­больший удельный вес имеет ультрафиолетовая радиация, оказывающая эритемно-загарное действие (УФ-А: 320—400 нм). Ультрафиолетовая эритема об­ладает рядом особенностей по сравнению с эритемой, полученной от ин­фракрасной радиации. Так, ультрафиолетовая эритема имеет строго очерченные контуры, ограничивающие участок воздействия ультрафиолетовых лучей, возникает по прошествии некоторого инкубационного периода и, как правило, переходит в загар. Эритема же от инфракрасной тепловой радиации появляется тотчас после ее воздействия, имеет размытые края и в загар не переходит.

Механизм возникновения ультрафиолетовой эритемы недостаточно изучен. Полагают, что он связан с сосудорасширяющим эффектом гистамина и гистаминоподобных веществ, образующихся при ультрафиолетовом облучении.

Самой мягкой формой солнечной эритемы, больше известной под назва­нием «солнечного ожога», является покраснение кожи, которое появляется че­рез 1—6 ч после воздействия эритемогенного УФИ и постепенно уменьшается через 1—3 дня. Более тяжелые формы эритемы выражаются в воспалении ко­жи, появлении волдырей, и шелушении; это сопровождается потемнением кожи, которое становится заметным после 2—3 дней облучения.

Естественная защита от ультрафиолетового излучения, вызываю­щего эритему (Меланин)

Потемнение кожи в процессе и в результате солнечного воздействия яв­ляется одним из важнейших защитных механизмов кожи от дальнейшего повреждения ультрафиолетовыми лучами.

Меланин действует в качестве нейтрального фильтра интенсивности и уменьшает количество радиации, которая может достигнуть нижнего слоя ко­жи, содержащего жизнеспособные кератиноциты, или проникнуть в дерму и поразить кровеносные сосуды. С увеличением пигментации увеличивается и доза УФИ, необходимая для развития эритемы.

Солнечный эластоз и другие дермалъные последствия

Солнечные лучи оказывают на кожу разнообразное воздействие, и одним из наиболее важных из них с клинической и косметической точки зрения явля­ется старение. Заметными простым глазом изменениями в нарушенной коже являются появление сухости, огрубление, появление морщин и различные пиг­ментные изменения. У пожилых и даже у некоторых молодых светлокожих людей часто наблюдается резкая разница между обнаженными кожными поверх­ностям, и участками, защищенными одеждой.

Ультрафиолетовая радиация в диапазоне волн от 320 до 275 нм оказывает специфическое антирахитическое действие, что проявляется в участии ульт­рафиолетовой радиации этого диапазона в синтезе витамина D.

В странах, крупные группы населения которых живут в арктических ус­ловиях, длительная недостаточность УФИ может иметь неблагоприятные последствия для человеческого организма. Отсутствие солнечной радиации может привести к развитию патологического состояния, известного как «световое голодание». (Механизм этого следующий: эффектом УФ-облучения кожи является преобра­зование 7-дегидрохолестерина в витамин D₃. Но длительное ограничение или полное отсутствие воздействия радиации на кожу человека делает невозможной естественную активацию витамина D. Наиболее частым проявлением этого заболевания («свето­вого голодания») является нарушение минерального (фосфорно-кальциевого) обмена и развитие и рахита у детей, что сопрово­ждается резким снижением сопротивляемости организма и делает его уязвимым по отношению к неблагоприятным условиям окружающей среды. Страдает также нервная система, парен­химатозные органы и система кроветворения, снижаются окислительно-восстановительные процессы, нарушается стойкость капилляров, уменьшается работоспособность и сопротивляемость факторам внешней среды. У детей, как говорилось, возникает рахит, у взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза D выражается в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, в быстрой разрушаемости эмали зубов.

Как уже говорилось, ультрафиолетовая радиация антирахитического спектра действия относится к коротковолновой радиации, вследствие чего наи­более легко поглощается и рассеивается в условиях интенсивного загрязнения атмосферного воздуха. В связи с этим жители промышленных городов, где атмосферный воздух загрязняется выбросами промышленных предприятий, также испытывают «ультрафиолетовое голодание». Недостаточность естественного ультрафиоле­тового излучения испытывают и рабочие угольной и горнорудной промышлен­ности, лица, работающие в темных помещениях, и т. д. Для восполнения недос­таточности естественного солнечного облучения необходимо до­полнительно облучать этих людей искусственными источни­ками ультрафиолетовой радиации.

Большое общебиологическое значение имеет бактерицидный эффект ультрафиолетовых лучей. Под влиянием естественного ультрафиолетового об­лучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, во­ды, почвы. Бактерицидным эффектом обладают лучи с короткой длиной от 275—180 нм, максимум этого эффекта приходится на волны в диапазоне от 253, 7 до 265, 4 нм. Слабое бактерицидное действие оказывает солнечная радиа­ция в диапазоне волн от 280 до 310 нм.

Эффективность бактерицидного действия ультрафиолетовых лучей, до­ходящих до поверхности земли, снижена, так как диапазон волн ультрафиоле­товой радиации этого вида действия ограничен длиной 290— 291 нм.

Под влиянием ультрафиолетового облучения в теле бактерий происходят фотохимические процессы, которые приводят к коллоидно-химическим изме­нениям, влекущим за собой деструктивные изменения и гибель бактерий.

Разные группы бактерий обладают различной чувстви­тельностью к ультрафиолетовому облучению. Кишечная палочка и стафилококк погибают при ультрафиолетовом облучении в течение 45 минут, а возбудитель брюшного тифа — в течение 60 минут.

Бактерицидный эффект ультрафиолетовой радиации используется с прак­тическими целями. Для этого применяются бактерицидные лампы, дающие поток лучей бактерицидного спектра. Таким образом проводится са­нация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, поме­щениях для приготовления стерильных лекарств и т. д. Бактерицидные лампы могут применяться для обеззараживания молока, безалкоголь­ных напитков, что увеличивает сроки хранения продуктов и их свежесть.

Бактерицидное действие искусственного ультрафиолетового излучения используется также для обеззараживания питьевой воды, что наряду с высокой эффективностью обеззараживания (99, 8%) имеет ряд положительных свойств. При этом не изменяются органолептические свойства воды, в нее не вносятся посторонние химические вещества.

Кроме уже упомянутых видов повреждающего действия УФ-спектра на организм необходимо отметить и такие, как поражением глаз при воздействии ультрафиолетовых лучей, следствием чего является фотоофтальмия. В этих случаях возникают гиперемия и отек конъюнктивы, появляются блефароспазм, слезотечение и светобоязнь. Подобные поражения наиболее часты при отраже­нии лучей солнца от поверхности снега в арктических и высокогорных районах («снеговая слепота»). Отрицательное хроническое воздействие на органы зре­ния выражается в развитии плоскоклеточного рака конъюнктивы и в ряде случаев катаракты.