Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение

 

Естественным источником ультрафиолетового излучения (УФИ) является Солнце. Люди с незапамятных времен знали, что солнечный свет – и целитель, и надежный союзник в борьбе с болезнями. Но в тоже время люди молились богам, прося дождя, чтобы избежать потери урожая под палящими лучами солнца.

Солнце. Люди обожествляли его тысячи лет. Но лишь в этом столетии люди начали использовать влияние ультрафиолетовых лучей, пытаясь приобрести загар.

Ультрафиолетовое излучение – коротковолновое электромагнитное излучение, на долю которого приходится около 9% всей энергии излучения Солнца.

Актуальность темы, на наш взгляд, в постоянном стремлении многих людей соответствовать моде – летом нам полагается быть загорелыми, загорелое тело ассоциируется со здоровьем, да и стоит это недорого, последнее время много споров о влиянии ультрафиолетовых лучей на организм человека. 

   Невидимые ультрафиолетовые (УФ) лучи появляются в источниках излучения с температурой выше 1500oС и достигают значительной интенсивности при температуре более 2000oС. Искусственными источниками УФИ являются газоразрядные источники света, электрические дуги (дуговые электропечи, сварочные работы), лазеры и др.

Влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека.

 

Ультрафиолетовые лучи обладают значительной биологической активностью, они оказывают положительное и отрицательное влияние на организм человека.

 

●Положительное влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека.

Малые дозы ультрафиолетового излучения оказывают благотворное действие на человека и животных.

Солнечный свет - мощное лечебное и профилактическое средство, исключительно важное для сохранения здоровья. Недаром старая пословица гласит: "Куда редко заглядывает солнце, туда часто приходит врач". Действие волшебных ультрафиолетовых лучей на организм неодинаково и зависит от длины волны. Одни из них оказывают витаминобразующее действие - способствуют образованию в коже витамина D, другие оказывают так называемое эритемное и пигментное действие, т. е. вызывают на коже образование эритемы (покраснение) и пигмента, обусловливающего загар. Наиболее короткие ультрафиолетовые лучи оказывают бактерицидное, убивающее микробы действие. Датский физиотерапевт Н. Финзен в 1903 г. использовал солнечные лучи для лечения туберкулеза кожи. За эти исследования ему была присуждена Нобелевская премия. Солнечный свет обладает поистине изумительной целебной силой. Его лучи, прежде всего, ультрафиолетовые, действуют на нервно-рецепторный аппарат кожи и вызывают в организме сложные химические превращения.

Под влиянием облучений повышается тонус центральной нервной системы, улучшается обмен веществ и состав крови, активизируется деятельность желез внутренней секреции. Ультрафиолетовые лучи способны не только предупреждать, но и излечивать некоторые болезни: рахит, псориаз, экзема, желтуха.

Также ультрафиолетовые лучи оказывают благотворное воздействие на животных. Опыты, проведенные на сельскохозяйственных животных и птице, показали, что облучение ультрафиолетовыми лучами в зимний период благотворно влияет на организм животных: усиливаются окислительные процессы в организме, улучшается белковый и углеводный обмен; повышается биотонус организма. Применение ультрафиолетового облучения способствует приближению зимних условий содержания животных к летним условиям.

Нельзя забывать, что положительное действие солнечных лучей на организм человека проявляется только при определенных дозах солнечной радиации. Передозировка может нанести непоправимый вред - вызвать серьезные расстройства нервной, сердечно-сосудистой и других жизненно важных систем организма.

 

●Отрицательное влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека.

Отрицательное влияние ультрафиолетового излучения обусловлено химическими изменениями поглощающих его молекул живых клеток, главным образом молекул нуклеиновых кислот и белков, и выражается в нарушениях деления, возникновении мутаций и гибели клеток.

 

●Влияние ультрафиолетовых лучей на глаза человека.

Глаза страдают от сильного солнца. Снег, белый песок, вода отражают свет, увеличивая освещенность. Это может привести к фотокератиту (воспалению роговицы) и фотоконъюктивиту (воспалению соединительной оболочке глаза). Фотокератит, вызванный солнечным отражением от снега, в тяжелых случаях может вызвать слепоту в течение нескольких дней, которой предшествуют слезотечение и хроническое раздражение. Развитие катаракты усугубляется при повторных облучениях солнечным светом.

В мире миллионы человек страдают от слепоты, вызванной помутнением хрусталика. По оценкам Всемирной организации здравоохранения причиной катаракты в 20% случаев является чрезмерное облучение глаз ультрафиолетовыми лучами.

 

●Влияние ультрафиолетовых лучей на кожу человека

Кожа — самый большой и самый сложный орган человеческого тела, выполняющий жизненно важную функцию. В одном из её слоев располагается около 1000–2500 специальных клеток (меланофор), которые играют важную роль в образовании пигмента от наследственности.

Врачи призывают соблюдать все меры предосторожности по защите кожного покрова от излишнего влияния ультрафиолетовых лучей и предупреждают, что увлечение соляриями опасно для здоровья, особенно здоровья подростков.

Чувствительность организма к солнечным лучам у людей разная. Она, во-первых, меняется в различные периоды жизни; во-вторых, имеющие черный цвет волос и смуглую кожу, как правило, менее чувствительны к солнечным лучам, чем люди с малопигментированной кожей - блондины и рыжие. Большой чувствительностью обладают также старики, дети, подростки и лица с повышенной функцией щитовидной железы. Наконец, весной у всех людей чувствительность кожи к солнечным лучам наиболее высока.

Самая распространенная причина злоупотребления солнцем - стремление как можно быстрее и сильнее загореть, приобрести красивый цвет кожи. Многие считают, что чем загар темнее, тем выше биологический эффект закаливания солнцем. Однако, это не так. Загар - лишь одна из ответных реакций на воздействие солнечных лучей, и было бы ошибочно по нему судить об общем оздоровительном влиянии лучистой энергии на человека.

Через несколько минут после начала облучения кожа начинает краснеть, и мы испытываем чувство теплоты. Появляющаяся в результате действия тепловых лучей краснота (эритема) после прекращения облучения сравнительно быстро исчезает. Через несколько часов краснота появляется вновь и держится около суток. Это следствие влияния ультрафиолетовых лучей. Если облучения повторяются, то кожа благодаря образованию в ней пигмента - красящего вещества - приобретает желтовато-коричневую окраску, т. е. загар.

Как следствие неумелого пользования солнцем происходит перегревание организма и на коже появляются ожоги. Солнечный ожог представляет собой воспаление кожи, вызываемое в основном ультрафиолетовыми лучами. Обычно спустя 4-8 ч после облучения на коже появляются краснота и припухлость. Сопровождают их резкая болезненность и чувство жжения. Образующиеся при распаде клеток токсические вещества оказывают неблагоприятное влияние на весь организм. Его симптомы - головная боль, недомогание, снижение работоспособности.

Сам по себе загар это разновидность повреждения, кожа утолщается, чтобы защититься от лучей и быстрее старится. При повторном облучении клетки кожи становятся недолговечными и дегенерируют. Ответная реакция кожи - родинки и пигментные пятна, загар перестает быть равномерным.

Возможно, вы никогда больше не отважились бы загорать, если бы увидели под микроскопом, какой вред нанесен вашей коже – мертвые клетки сморщены, покрасневшие клетки соединительной ткани слиплись в серую массу, капилляры расширены и из них вытекает жидкость, а молекулы ДНК, этого материала, с помощью которого кожа восстанавливает себя, полностью повреждены, что провоцирует кожу создавать молодые незрелые предраковые клетки, а в некоторых случаях, и раковые.

 

●Биологическое действие ультрафиолетового излучения

Различают три участка спектра ультрафиолетового излучения, имеющего различное биологическое воздействие. Слабое биологическое воздействие имеет ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,39-0,315 мкм. Противорахитичным действием обладают УФ-лучи в диапазоне 0,315-0,28 мкм, а ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,28-0,2 мкм обладает способностью убивать микроорганизмы.   Для организма человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ-излучения приводит к кожным заболеваниям (дерматитам). Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему, отклонения от нормы проявляются в виде тошноты, головной боли, повышенной утомляемости, повышения температуры тела и др. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы. Уже на ранней стадии этого заболевания человек ощущает боль и чувство песка в глазах. Заболевание сопровождается слезотечением, возможно поражение роговицы глаза и развитие светобоязни ("снежная" болезнь). При прекращении воздействия ультрафиолетового излучения на глаза симптомы светобоязни обычно проходят через 2-3 дня.                                                                                          Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление "ультрафиолетовой недостаточности" - авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при значительном отсутствии естественной ультрафиолетовой радиации ("световое голодание"). В осенне-зимний период рекомендуется умеренное, под наблюдением медицинского персонала, искусственное ультрафиолетовое облучение эритемными люминесцентными лампами в специально оборудованных помещениях - фотариях. Искусственное облучение ртутнокварцевыми лампами нежелательно, так как их более интенсивное излучение трудно нормировать.                                                При оборудовании помещений источниками искусственного УФ-излучения необходимо руководствоваться "Указаниями по профилактике светового голодания у людей", утверждёнными Министерством здравоохранения СССР (N547-65). Документом, регламентирующим допустимую интенсивность ультрафиолетового излучения на промышленных предприятиях, являются "Указания по проектированию и эксплуатации установок искусственного ультрафиолетового облучения на промышленных предприятиях".           Воздействие ультрафиолетового излучения на человека количественно оценивается эритемным действием, т.е. покраснением кожи, в дальнейшем приводящим к пигментации кожи (загару).                                                     Оценка ультрафиолетового облучения производится по величине эритемной дозы. За единицу эритемной дозы принят 1 эр, равный 1Вт мощности УФ-излучения с длиной волны 0,297 мкм. Эритемная освещённость (облучённость) выражается в эр/м2. Для профилактики ультрафиолетового дефицита достаточно десятой части эритемной дозы, т.е. 60-90 мкэр·мин/см2.                                              Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения, т.е. способность убивать микроорганизмы, зависит от длины волны. Так, например, УФ-лучи с длиной волны 0,344 мкм обладают бактерицидным эффектом в 1000 раз большим, чем ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,39 мкм. Максимальный бактерицидный эффект имеют лучи с длиной волны 0,254-0,257 мкм.                                      Оценка бактерицидного действия производится в единицах, называемых бактами (б). Для обеспечения бактерицидного эффекта ультрафиолетового облучения достаточно примерно 50 мкб · мин/см2.

Защита от ультрафиолетового излучения.

 

Для защиты от избытка УФИ применяют противосолнечные экраны, которые могут быть химическими (химические вещества и покровные кремы, содержащие ингредиенты, поглощающие УФИ) и физическими (различные преграды, отражающие, поглощающие или рассеивающие лучи). Хорошим средством защиты является специальная одежда, изготовленная из тканей, наименее пропускающих УФИ (например, из поплина). Для защиты глаз в производственных условиях используют светофильтры (очки, шлемы) из тёмно-зелёного стекла. Полную защиту от УФИ всех длин волн обеспечивает флинтглаз (стекло, содержащее окись свинца) толщиной 2 мм.                                                                             При устройстве помещений необходимо учитывать, что отражающая способность различных отделочных материалов для УФИ другая, чем для видимого света. Хорошо отражают УФ-излучения полированный алюминий и медовая побелка, в то время как оксиды цинка и титана, краски на масляной основе - плохо.Одним из факторов естественной защиты от солнца является урокановая кислота, содержащаяся в роговом слое эпидермиса. Под действием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 240–300 нм меняется форма ее изомеров, что способствует превращению электромагнитной энергии в тепловую, которая поглощается тканями.      

 

Мощным естественным фотопротектором является меланин. Спектр поглощения меланина перекрывает весь спектр видимого света и УФ-диапазон. В структуре его молекул присутствуют неспаренные электроны, которые позволяют меланину поглощать кванты света, превращая их энергию в тепло.Выраженными антиоксидантными свойствами в значительной степени обладают бесцветные предшественники меланина, что позволяет во многом предотвратить негативные последствия свободнорадикального воздействия ультрафиолета. По эффективности они сопоставимы с таким сильным антиоксидантом, как токоферол (витамин Е). При окислении они полимеризуются, образуя коричневый и черный пигмент — эумеланин, который сам обладает антиоксидантными свойствами. Кстати, предпринимаются попытки использовать в качестве антиоксидантов синтетические меланины и меланины, полученные с помощью биотехнологий.Еще один механизм естественной защиты состоит в стимуляции базальных кератиноцитов под действием ультрафиолета. За счет этого происходит утолщение эпидермиса, который играет роль «рогового щита».