Ультрафіолетове випромінювання і його вплив на організм
Найбільшою біологічною активністю володіють ультрафіолетові промені. У природних умовах потужним джерелом ультрафіолетових променів є сонце. Однак лише довгохвильова його частина досягає земної поверхні. Більш короткохвильова радіація поглинається атмосферою вже на висоті 30-50 км від поверхні землі.
Найбільша інтенсивність потоку ультрафіолетової радіації спостерігається незадовго до полудня з максимумом у весняні місяці.
Як уже зазначалося, ультрафіолетові промені мають значну фотохімічної активністю, що широко використовується в практиці. Ультрафіолетове опромінення застосовується при синтезі ряду речовин, відбілюванні тканин, виготовленні лакованої шкіри, світлокопіювання креслень, отриманні вітаміну D та інших виробничих процесах.
Важливою властивістю ультрафіолетових променів є їх здатність викликати люмінесценцію.
При деяких процесах має місце вплив на працюючих ультрафіолетових променів, наприклад електрозварювання електричною дугою, автогенная різання і зварювання, виробництво радіоламп і ртутних випрямлячів, лиття і плавка металів і деяких мінералів, светокопіровка, стерилізація води і т. Д. Цьому ж впливу піддаються медичний і технічний персонал, що обслуговує ртутно-кварцові лампи.
Ультрафіолетові промені мають здатність змінювати хімічну структуру тканин і клітин.
Довжина хвилі ультрафіолетового випромінювання
Біологічна активність ультрафіолетових променів різної довжини хвилі неоднакова. Ультрафіолетові промені з довжиною хвилі від 400 до 315 mμ. надають відносно слабкий біологічну дію. Промені з меншою довжиною хвилі відрізняються більшою біологічною активністю. Ультрафіолетові промені довжиною 315-280 mμ роблять сильний шкірне і антирахитическое дію. Особливо великою активністю володіє випромінювання з довжиною хвиль 280-200 mμ. (Бактерицидну дію, здатність активно впливати на тканинні білки і ліпоїдами, а також викликати гемоліз).
У виробничих умовах має місце вплив ультрафіолетових променів з довжиною хвилі від 36 до 220 mμ. т. е. мають значну біологічну активність.
На відміну від теплових променів, основною властивістю яких є розвиток гіперемії в ділянках, які зазнали опромінення, дія на організм ультрафіолетових променів представляється значно складнішим.
Ультрафіолетові промені щодо мало проникають через шкіру і їх біологічне дію пов'язано з розвитком багатьох нейрогуморальних процесів, що обумовлюють складний характер впливу їх на організм.
ультрафіолетова еритема
Залежно від інтенсивності джерела світла і змісту в його спектрі інфрачервоних або ультрафіолетових променів зміни з боку шкіри будуть неоднаковими.
Вплив ультрафіолетових променів на шкіру викликає характерну реакцію з боку судин шкіри - ультрафіолетову еритему. Ультрафіолетова еритема істотно відрізняється від теплової еритеми, викликаної інфрачервоним опроміненням.
Зазвичай при застосуванні інфрачервоних променів виражених змін з боку шкіри не спостерігається, так як виникає відчуття печіння і біль перешкоджають тривалому впливу цих променів. Еритема, яка розвивається в результаті дії інфрачервоних променів, виникає безпосередньо після опромінення, є нестійкою, тримається недовго (30-60 хвилин) і носить головним чином гніздову характер. Після тривалого впливу інфрачервоних променів з'являється бура пігментація плямистого вигляду.
Ультрафіолетова еритема з'являється після опромінення слідом за деякими латентним періодом. Цей період коливається у різних людей від 2 до 10 годин. Тривалість латентного періоду ультрафіолетової еритеми знаходиться у відомій залежності від довжини хвилі: еритема від довгохвильових ультрафіолетових променів з'являється пізніше і тримається довше, ніж від короткохвильових.
Еритема, викликана ультрафіолетовими променями, має яскраво-червоне забарвлення з різкими межами, точно відповідними ділянці опромінення. Шкіра стає кілька набряклою і болючою. Найбільшого розвитку еритема досягає через 6-12 годин після появи, тримається протягом 3-5 днів і поступово блідне, набуваючи коричневого відтінку, причому відбувається рівномірне і інтенсивне потемніння шкіри внаслідок утворення в ній пігменту. У деяких випадках в період зникнення еритеми спостерігається невелике лущення.
Ступінь розвитку еритеми залежить від величини дози ультрафіолетових променів і індивідуальної чутливості. За інших рівних умов, чим більше доза ультрафіолетових променів, тим інтенсивніше запальна реакція шкіри. Найбільш виражена еритема викликається променями з довжиною хвилі близько 290 mμ. При передозуванні ультрафіолетового опромінення еритема набуває синюшного відтінку, краю еритеми стають розпливчастими, опромінений ділянку набряклий і хворобливий. Інтенсивне опромінення може викликати опік з розвитком міхура.
Чутливість різних ділянок шкіри до ультрафіолету
Шкірні покриви живота, попереку, бічних поверхонь грудної клітини мають найбільшу чутливість до ультрафіолетових променів. Найменш чутлива шкіра кистей рук та обличчя.
Особи з ніжною, слабопигментированние шкірою, діти, а також страждають базедової хворобою і вегетативною дистонією мають більшу чутливість. Підвищена чутливість шкіри до ультрафіолетових променів спостерігається навесні.
Встановлено, що чутливість шкіри до ультрафіолетових променів може змінюватися в залежності від фізіологічного стану організму. Розвиток ерітемной реакції залежить в першу чергу від функціонального стану нервової системи.
У відповідь на ультрафіолетове опромінення в шкірі утворюється і відкладається пігмент, який є продуктом білкового обміну шкіри (органічне барвник - меланін).
Довгохвильові ультрафіолетові промені викликають більш інтенсивний загар, ніж короткохвильові. При повторному ультрафіолетовому опроміненні шкіра стає менш сприйнятливою до цих променів. Пігментація шкіри розвивається нерідко і без попередньо видимої еритеми. У пігментовані шкірі ультрафіолетові промені не викликають фотоерітеми.
Позитивний вплив ультрафіолету
Сприятлива дія ультрафіолетових променів виражається в зміні імунобіологічної реактивності організму. Опромінення стимулює вироблення антитіл, підвищує фагоцитоз, тонізує ретикулоендотеліальну систему. Завдяки цьому підвищується опірність організму до інфекцій. Важливе значення в цьому відношенні має дозування опромінення.
Ряд речовин тваринного і рослинного походження (гематопорфірін, хлорофіл і т. Д.), Деякі хімічні препарати (хінін, стрептоцид, сульфідін і т. Д.), Особливо флуоресцирующие фарби (еозин, метиленовая синька і т. Д.), Мають властивість підвищувати чутливість організму до світла. У промисловості в осіб, що працюють з кам'яновугільної смолою, відзначаються захворювання шкіри відкритих частин тіла (свербіж, печіння, почервоніння), причому ці явища зникають по ночах. Це пов'язано з фотосенсибілізірующих властивостями міститься в кам'яновугільній смолі акридину. Сенсибілізація має місце переважно в відношенні видимих променів і в меншій мірі стосовно ультрафіолетових променів.
Велике практичне значення має здатність ультрафіолетових променів вбивати різні бактерії (так зване бактерицидну дію). Ця дія особливо інтенсивно виражено у ультрафіолетових променів з довжинами хвиль менше (265 - 200 mμ). Бактерицидну дію світла пов'язане з впливом на протоплазму бактерій. Доведено, що після ультрафіолетового опромінення митогенетичні випромінювання в клітинах і крові підвищується.
За сучасними уявленнями, в основі дії світла на організм лежить головним чином рефлекторний механізм, хоча велике значення надається і гуморальним факторам. Особливо це відноситься до дії ультрафіолетових променів. Потрібно також мати на увазі можливість дії видимих променів через органи зору на кору і вегетативні центри.
У розвитку еритеми, викликаної світлом, істотне значення надається впливу променів на рецепторний апарат шкіри. При впливі ультрафіолетових променів в результаті розпаду білків в шкірі утворюються гістамін і гістаміноподібні продукти, які розширюють шкірні судини і підвищують їх проникність, що веде до гіперемії і набряклості. Утворені в шкірі під впливом ультрафіолетових променів продукти (гістамін, вітамін D і ін.) Надходять в кров і викликають ті загальні зрушення в організмі, які мають місце при опроміненні.
Таким чином, країни, що розвиваються в опроміненому ділянці процеси ведуть нейрогуморальним шляхом до розвитку загальної реакції організму. Ця реакція визначається головним чином станом вищих регулюючих відділів центральної нервової системи, яке, як відомо, може змінюватися під впливом різних факторів.
Не можна говорити про біологічне дію ультрафіолетового опромінення взагалі, незалежно від довжини хвилі. Короткохвильове ультрафіолетове випромінювання викликає денатурацію білкових речовин, довгохвильове - фотолітичних розпад. Специфічна дія різних ділянок спектра ультрафіолетового випромінювання виявляється головним чином в початковій стадії.
Застосування ультрафіолетового випромінювання
Широке біологічне дію ультрафіолетових променів дає можливість в певних дозах використовувати їх для профілактичних і лікувальних цілей.
Для ультрафіолетового опромінення користуються сонячним світлом, а також штучними джерелами опромінення: ртутно-кварцовими і аргонортутно-кварцовими лампами. Спектр випромінювання ртутно-кварцових ламп характеризується наявністю більш коротких ультрафіолетових променів, ніж в сонячному спектрі.
Ультрафіолетове опромінення може бути загальним або місцевим. Дозування процедур проводиться за принципом біодоз.
В даний час ультрафіолетове опромінення широко використовують, перш за все, для профілактики різних захворювань. З цією метою ультрафіолетове опромінення застосовують для оздоровлення навколишнього людини зовнішнього середовища і зміни його реактивності (в першу чергу - підвищення його імунобіологічних властивостей).
За допомогою спеціальних бактерицидних ламп може проводитися стерилізація повітря в лікувальних установах і житлових приміщеннях, стерилізація молока, води і т. Д. Широко використовується ультрафіолетове опромінення для попередження рахіту, грипу, з метою загального зміцнення організму в лікувальних і дитячих установах, школах, фізкультурних залах , фотаріях при вугільних шахтах, при тренуванні спортсменів, для акліматизації до умов півночі, при роботах в гарячих цехах (ультрафіолетове опромінення дає більший ефект в поєднанні з впливом і фракрасной радіації).
Ультрафіолетові промені особливо широко використовуються для опромінення дітей. В першу чергу таке опромінення показано, ослабленим, часто хворіють дітям, які проживають в північних і середніх широтах. При цьому поліпшується загальний стан дітей, сон, наростає вага, знижується захворюваність, зменшується частота катаральних явищ і, тривалість захворювань. Поліпшується загальний фізичний розвиток, нормалізується кров, проникність судин.
Застосування ультрафіолетового випромінювання в медицині
Застосування ультрафіолетових променів з терапевтичною метою базується в основному на протизапальну, антіневралгіческое і десенсибілізуючоїдією дії цього виду променевої енергії.
У комплексі з іншими лікувальними заходами ультрафіолетове опромінення проводиться:
1) при лікуванні рахіту;
2) після перенесених інфекційних захворювань;
3) при туберкульозних захворюваннях кісток, суглобів, лімфатичних вузлів;
4) при фіброзному туберкульозі легенів без явищ, що вказують на активацію процесу;
5) при захворюваннях периферичної нервової системи, м'язів і суглобів;
6) при захворюваннях шкіри;
7) при опіках і відмороженнях;
8) при гнійних ускладненнях ран;
9) при розсмоктування інфільтратів;
10) з метою прискорення регенеративних процесів при травмах кісток і м'яких тканин.
Протипоказаннями до опромінення є:
1) злоякісні новоутворення (так як опромінення прискорює їх зростання);
2) різке виснаження;
3) підвищена функція щитовидної залози;
4) виражені серцево-судинні захворювання;
5) активний туберкульоз легенів;
6) захворювання нирок;
7) виражені зміни центральної нервової системи.
Слід пам'ятати, що отримання пігментації, особливо в короткий термін, не повинно бути метою лікування. У ряді випадків хороший терапевтичний ефект спостерігається і при слабкій пігментації.
Негативна дія ультрафіолету
Тривале та інтенсивне ультрафіолетове опромінення може мати несприятливий вплив на організм і викликати патологічні зміни. При значному опроміненні відзначаються швидка стомлюваність, головні болі, сонливість, погіршення пам'яті, дратівливість, серцебиття, зниження апетиту. Надмірне опромінення може викликати гіперкальціємію, гемоліз, затримку росту і зниження опірності інфекціям. При сильному опроміненні розвиваються опіки та дерматити (печіння і свербіж шкіри, дифузна еритема, набряклість). При цьому відзначається підвищення температури тіла, головний біль, розбитість. Опіки і дерматити, що виникають під впливом сонячної радіації, пов'язані переважно з впливом ультрафіолетових променів. У працюючих на відкритому повітрі під впливом сонячної радіації можуть виникнути довго і важко протікають дерматити. Необхідно пам'ятати про можливість переходу описуваних дерматитів в рак.
Залежно від глибини проникнення променів різних ділянок сонячного спектру можуть розвинутися зміни очей. Під впливом інфрачервоних і видимих променів виникає гострий ретиніт. Добре відома так звана катаракта склодувів, що розвивається в результаті тривалого поглинання інфрачервоних променів кришталиком. Помутніння кришталика відбувається повільно, головним чином у робітників гарячих цехів зі стажем роботи 20-25 років і більше. В даний час професійні катаракти в гарячих цехах зустрічаються рідко внаслідок значного поліпшення умов праці. Рогівка та кон'юнктива реагують головним чином на ультрафіолетові промені. Ці промені (особливо з довжиною хвилі менше 320 mμ.) Викликають в ряді випадків захворювання очей, відоме під назвою фотоофтальмія або електроофтальмія. Це захворювання найбільш часто зустрічається у електрозварників. У таких випадках часто спостерігається гострий кератокон'юнктивіт, який зазвичай виникає через 6-8 годин після роботи, нерідко вночі.
При електроофтальмія відзначається гіперемія і припухлість слизової, блефароспазм, світлобоязнь, сльозотеча. Часто виявляється ураження рогівки. Тривалість гострого періоду хвороби 1-2 дня. У працюючих на відкритому повітрі при яскравому сонячному освітленні широких покритих снігом просторів фотоофтальмія протікає іноді у вигляді так званої сніжної сліпоти. Лікування фотоофтальмія полягає в перебуванні в темряві, застосування новокаїну і холодних примочок.
Засоби захисту від ультрафіолетового випромінювання
Для захисту очей від несприятливого впливу ультрафіолетових променів на виробництвах користуються щитками або шоломами зі спеціальними темними стеклами, захисними окулярами, а для захисту інших частин тіла і навколишніх осіб - ізолюючими ширмами, переносними екранами, спецодягом.
У побутових умовах рекомендується використання сонцезахисних кремів, лосьйонів, спреїв з високим фактором захисту, носіння сонцезахисних окулярів і закритого одягу з натуральних тканин.