Природа ультрафиолетового излучения и его источники
Ультрафиолетовое излучение (УФИ) — это электромагнитное излучение с длиной волны короче видимого света. По происхождению различают естественный и искусственный ультрафиолет. Естественным источником служит Солнце, от которого до поверхности Земли доходят УФ-А и УФ-В диапазоны, тогда как наиболее коротковолновый и биологически агрессивный УФ-С в норме полностью поглощается озоновым слоем стратосферы.
Искусственное УФИ синтезируется специальными установками — бактерицидными лампами, кварцевыми облучателями, фотолечебной аппаратурой — и широко применяется в медицине, промышленности и санитарной практике. Для организма неблагоприятен как избыток, так и недостаток ультрафиолета: первый ведёт к повреждению тканей, второй — к ультрафиолетовой недостаточности (рахит, гиповитаминоз D, снижение иммунной резистентности).
Озонообразующий и гермицидный эффекты
Озонообразующий эффект заключается в том, что ультрафиолет выступает катализатором реакции образования озона из молекулярного кислорода. Полученный озон используется для дезинфекции питьевой и сточных вод, а также для обеззараживания и стерилизации медицинского инструментария.
Гермицидный эффект — способность УФИ уничтожать микроорганизмы. Внутри него выделяют:
- бактерицидное действие — полное уничтожение бактериальных клеток;
- бактериостатическое действие — подавление размножения микроорганизмов без их полной гибели.
Механизм основан на повреждении белковых структур и генетического материала (ДНК) микробной клетки: формирование пиримидиновых димеров блокирует репликацию и транскрипцию, что и приводит к гибели или остановке деления возбудителя.
Пигментообразующий и эритемный эффекты
Пигментообразующий эффект проявляется в синтезе меланина и потемнении кожи. Различают две его формы:
- Непосредственный (прямой) пигментогенез — мгновенное потемнение кожи без предшествующей эритемы. Является неблагоприятным признаком: означает, что собственных пропигментов недостаточно, и фактически свидетельствует о фотоповреждении и ожоге кожи.
- Косвенный пигментогенез — физиологический загар, возникающий через несколько часов после облучения, после стадии эритемы. За это время в меланоцитах успевают синтезироваться пропигменты, формирующие защитный загар.
Эритемный эффект — покраснение кожи вследствие расширения сосудов и улучшения кровообращения в облучённой области и прилегающих тканях. В медицинской практике используется отдельно от пигментогенеза для лечения воспалительных, неврологических и трофических заболеваний (УФ-терапия в субэритемных и эритемных дозах).
Витаминсинтезирующий и билирубиновый эффекты
Витаминсинтезирующее действие — фотохимическое превращение 7-дегидрохолестерина в коже в витамин D под воздействием УФ-В. Витамин D — практически единственный витамин, эндогенный синтез которого обеспечивает существенный вклад в его суточную потребность; его дефицит приводит к рахиту у детей и остеомаляции у взрослых.
Билирубиновый эффект заключается в превращении токсичного непрямого билирубина в люмирубин — водорастворимую форму, легко выводимую с мочой и желчью без участия глюкуронирования в печени. На этом основана фототерапия при физиологической и патологической гипербилирубинемии новорождённых: ребёнка помещают под ультрафиолетовые или комбинированные лампы, что обеспечивает снижение уровня билирубина и устранение желтушного окрашивания тканей.
Неблагоприятные эффекты УФИ
Чрезмерное воздействие ультрафиолета сопровождается рядом патологических эффектов.
- Канцерогенный эффект — индукция злокачественных новообразований облучаемых тканей. Целевыми органами являются кожа (плоскоклеточный и базальноклеточный рак, меланома) и орган зрения.
- Кератитный эффект — воспаление роговицы (фотокератит, «электроофтальмия»), возникающее при работе со сварочным оборудованием, в высокогорье, на снегу. Орган зрения относится к наиболее уязвимым для УФИ структурам.
- Фотостарение кожи, иммуносупрессия, обострение фотодерматозов.
Профилактика включает дозирование ультрафиолетового облучения, применение защитных очков, фотопротекторных средств и соблюдение гигиенических нормативов при работе с искусственными источниками УФИ.
Ключевые моменты
- УФ-С полностью задерживается озоновым слоем; до поверхности Земли доходят УФ-А и УФ-В.
- УФИ катализирует образование озона, используемого для дезинфекции воды и инструментария.
- Гермицидный эффект реализуется через повреждение ДНК и белков микроорганизмов и подразделяется на бактерицидный и бактериостатический.
- Прямой пигментогенез без эритемы — признак фотоожога; физиологический загар развивается через несколько часов после эритемы.
- Эритемный эффект используется в физиотерапии для улучшения местного кровообращения.
- УФ-В обеспечивает синтез витамина D из 7-дегидрохолестерина в коже.
- Билирубиновый эффект лежит в основе фототерапии желтухи новорождённых через образование люмирубина.
- Избыток УФИ канцерогенен для кожи (меланома) и вызывает кератит органа зрения.