Гигиена, санология, экология - Коллектив авторов

4.2. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ РАДИАЦИИ

Наиболее активной в биологическом отношении является ультрафиолетовая часть солнечного спектра, которая у поверхности Земли представлена потоком волн в диапазоне от 290 до 400 нм.

УФ-спектр не однороден. В нем различают следующие три области:

А. Длинноволновое УФ-излучение с длиной волны 400 – 320 нм.

В. Средневолновое УФ-излучение с длиной волны 320 – 280 нм.

С. Коротковолновое УФ-излучение с длиной волны 280 – 100 нм.

В результате поглощения УФ-лучей в коже здорового человека образуется две группы веществ: специфические (витамин D) и неспецифические (гистамин, холин, ацетилхолин, аденозин). Образующиеся продукты белкового расщепления являются теми неспецифическими раздражителями, которые гуморальным путем влияют на весь сложный рецепторный аппарат и через него на эндокринную и нервную систему.

Появление биологически активных веществ связано с фотохимическим действием УФ-лучей. Являясь неспецифическим стимулятором физиологических функций, эти лучи оказывают благоприятное влияние на белковый, жировой, углеводный, минеральный обмены, иммунную систему организма, что проявляется в общеоздоровительном, тонизирующем и профилактическом действии солнечного излучения на организм.

Кроме общебиологического влияния на все системы и органы, УФ-излучение оказывает специфическое действие, свойственное определенному диапазону волн. Так, УФ-излучение с диапазоном волн от 400 до 320 нм вызывает эритемно-загарное действие; с диапазоном волн от 320 до 275 нм – антирахитический и слабо бактерицидный эффекты; коротковолновое УФ-излучение с длиной волн от 275 до 180 нм оказывает повреждающее действие на биологическую ткань.

У поверхности Земли преобладает УФ-излучение, оказывающее эритемно-загарное действие.

Характерной реакцией кожи на действие УФЛ является эритема. УФ-эритема возникает вследствие фотохимической реакции в коже. В основе этой реакции лежит действие образующегося гистамина, который является сильным сосудорасширяющим средством.

УФ-эритема имеет свои особенности и отличается от тепловой эритемы: возникает по прошествии латентного периода (2 – 8 ч), имеет строго очерченные границы и переходит в загар. Образование в коже пигмента обусловлено окислением адреналина и норадреналина до меланина.

Эритема же, возникшая под влиянием ИК-излучения, развивается тотчас после воздействия, имеет размытые края и в загар не переходит.

Средневолновый УФ-В обладает специфическим антирахитическим действием. Под влиянием УФ-лучей фотохимическим путем происходит образование витамина D из 7-дегидрохолестерина. Длительное исключение действия УФ-лучей на кожные покровы влечет за собой развитие гипо- и авитаминоза D, которые проявляются в нарушении фосфорно-кальциевого обмена и называются световым голоданием. Нарушение фосфорно-кальциевого обмена особенно тяжело сказывается в детском возрасте в период роста костей. У детей развивается рахит. Одним из характерных и довольно постоянных изменений при рахите является повышение активности щелочной фосфатазы крови, которая играет большую роль в кальцинации костей. Увеличение активности фосфатазы при рахите специфично и происходит рано, в то время как другие клинические признаки мало изменены.

Поскольку УФ-излучение, обладающее антирахитическим действием, легко поглощается и рассеивается в условиях интенсивного запыления атмосферного воздуха, жители промышленных городов при интенсивном загрязнении атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий могут испытывать «световое голодание». Недостаточность естественного УФ-облучения испытывают жители Крайнего Севера, рабочие в угольной и горнорудной промышленности, лица, работающие в темных помещениях и др.

УФ-лучи оказывают стимулирующее влияние на организм, повышают его устойчивость к различным инфекциям. Особенно эффективно применение ультрафиолета для профилактики детских воздушно-капельных инфекций и простудных заболеваний. Простудные заболевания у детей, облучаемых в период природной УФ-недостаточности, сокращаются в несколько раз, улучшаются общее состояние, показатели физического развития. УФ-облучение благоприятно сказывается на течении инфекционного процесса – увеличивается эффективность лечебных мероприятий, уменьшается число осложнений, ускоряется выздоровление. Массовое облучение шахтеров привело к снижению на 1/3 заболеваний гриппом, ревматизмом и простудными заболеваниями.

Стимулирующее действие УФ проявляется в повышении неспецифической резистентности организма (увеличивается фагоцитарная активность лейкоцитов, нарастает титр комплимента, титр агглютинации). Наиболее ярко выражен стимулирующий эффект при действии субэритемных доз длинноволновых УФ-лучей. Большое общебиологическое значение имеет бактерицидный эффект коротковолновой части УФ-излучения (УФ-С), который объясняется поглощением лучистой энергии нуклеопротеидами. Это приводит к денатурации белка и разрушению живой клетки.

Под влиянием естественного УФ-излучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы. Однако наиболее выраженным бактерицидным эффектом обладают лучи с короткой длиной волны (180 – 275 нм), которые до поверхности Земли не доходят.

Бактерицидный эффект УФ-излучения используется с практическими целями: с помощью специальных бактерицидных ламп, дающих поток лучей бактерицидного спектра (как правило, с более короткой длиной волны, чем в естественном солнечном спектре), проводится санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарственных средств, сред и т. д. С помощью бактерицидных ламп возможно проведение обеззараживания молока, дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки хранения этих продуктов и способствует сохранению их свежести.

Бактерицидное действие искусственного УФ-излучения используется также для обеззараживания питьевой воды. При этом органолептические свойства воды не изменяются, в нее не вносятся посторонние химические вещества.

Повышенные дозы УФ приводят к неблагоприятным последствиям, в частности может наблюдаться рост заболеваемости раком кожи (меланомный и немеланомный рак кожи). Ряд особенностей эпидемиологии меланомы указывает на то, что для ее возникновения имеет значение редкое или периодическое облучение кожи, не привычной к солнечному воздействию.

При обширных поражениях кожи под действием УФ может возникнуть Eritema Solarea, сопровождающаяся сильным покраснением и припухлостью, плохим самочувствием, тревожным сном, головными болями, повышением температуры тела, ожогом кожи с краснотой, отеком, пузырями.

Известен фотосенсибилизирующий эффект у лиц, особо чувствительных к воздействию УФ-лучей, имеющих в анамнезе заболевания неясной этиологии (красная волчанка, порфирии) либо контактирующих с токсическими веществами, каменноугольной пылью, лекарственными препаратами.

Избыточное УФ-облучение может быть причиной поражения иммунной системы, неопасных для здоровья расстройств меланоцитов, что сопровождается появлением веснушек, меланоцитных невусов, солнечных лентиго.

УФ-излучение в диапазоне волн выше 320 нм почти не оказывает вредного биологического действия. Однако оно может вызывать флюоресценцию некоторых молекул. Это нашло широкое применение в медицине, поскольку с помощью этих лучей можно обнаружить грибок стригущего лишая и копропорфирины в моче.

В промышленности это излучение применяется в различных методах контроля, рекламе, различных типах биологических проб. Яркость флюоресцирующих материалов всегда невысока, поэтому их следует рассматривать либо при отсутствии видимого света, либо при свете очень малой яркости. Темные УФ-А-лампы иногда используются в дискотеках, чтобы вызывать флюоресценцию кожи и одежды танцующих; для проверки подлинности банкнот и других документов; защиты от насекомых; обнаружения загрязнений пищевых продуктов мочой грызунов, характеризующейся сильной флюоресценцией. Явления флюоресценции используются для идентификации различных грибковых и бактериальных инфекций на коже или в ранах.

Ультрафиолетовая фототерапия – это хорошо показавший себя метод лечения многих состояний кожи: псориаз, зуд, угри, экзема, розовый лишай, крапивница. Фототерапия иногда используется при лечении желтухи новорожденных или гипербилирубинемии. В стоматологии для диагностики некоторых видов поражений зубов: ранние стадии кариеса, попадание тетрациклина в кости и зубы, зубной налет и зубной камень; для лечения каверн и трещин в зубах используется клеящая смола, полимеризация которой происходит под воздействием УФ-А-излучения.

4.3. ВИДИМАЯ ЧАСТЬ СОЛНЕЧНОГО СПЕКТРА, ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ