Научная статья на тему 'Ультрафиолет как оператор гормональных биоритмов'

Ультрафиолет как оператор гормональных биоритмов Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
1481
187
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ULTRAVIOLET / HORMONAL BIORHYTHMS / SEROTONIN / MELATONIN / VITAMIN D / D-HORMONAL SYSTEM / PHOTODIETOLOGY

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Панюшин С. К.

Биоритмы эндокринной системы (ЭС) подчинены фотопериодизму солнечного света, в т.ч. изменениям спектрального состава излучений ультрафиолетового (УФ) диапазона. В качестве источников УФ излучения рассматриваются экзогенные и эндогенные источники солнце, УФ-лампы, митогенетическое излучение клеток, реакции с участием радикалов (активных форм кислорода). УФ-регуляция эндокринных процессов может осуществляться как через систему обеспечения и лимитирования энергией УФ-зависимых фотохимических реакций (фотосинтез витамина D как прогормона D-гормональной системы и др.), так и через криптохромную систему фоторецепции независимую от органов зрения. Ритм УФА-спектра (320-380 нм) выступает в роли ритмоводителя через пептидную часть ЭС (серотонин мелатонин); ритм УФВ-спектра (280-320 нм) через стероидную часть ЭС.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Ultraviolet as the operator of hormonal biorhythms

Annual cyclic of the change of the spectral structure of sunlight in a complex with change of the correlation day/night defines hormonal annual biorhythms of organisms and, accordingly, physiological and psycho-emotional cycles at people. Hormonotropic influence of sunlight is realized through skin or through other external organs accessible to light and capable for photoreception or necessary photochemical reactions.

Текст научной работы на тему «Ультрафиолет как оператор гормональных биоритмов»

Электронный научно-образовательный вестник "Здоровье и образование в XXI Веке" №10, 2012г. (Т.14) УЛЬТРАФИОЛЕТ КАК ОПЕРАТОР ГОРМОНАЛЬНЫХ БИОРИТМОВ Панюшин С.К.

ООО «ВЕДА», Россия, г. Протвино

Аннотация: Биоритмы эндокринной системы (ЭС) подчинены фотопериодизму солнечного света, в т.ч. изменениям спектрального состава излучений ультрафиолетового (УФ) диапазона. В качестве источников УФ излучения рассматриваются экзогенные и эндогенные источники - солнце, УФ-лампы, митогенетическое излучение клеток, реакции с участием радикалов (активных форм кислорода). УФ-регуляция эндокринных процессов может осуществляться как через систему обеспечения и лимитирования энергией УФ-зависимых фотохимических реакций (фотосинтез витамина D как прогормона D-гормональной системы и др.), так и через криптохромную систему фоторецепции независимую от органов зрения. Ритм УФА-спектра (320-380 нм) выступает в роли ритмоводителя через пептидную часть ЭС (серотонин - мелатонин); ритм УФВ-спектра (280320 нм) - через стероидную часть ЭС.

Спектральный состав ультрафиолетовой области солнечного света в средних и высоких широтах Земли, изменяется циклично с периодичностью в один год. Весной в спектре солнечного света появляются лучи УФВ-диапазона (280-320 нм), летом отмечается максимум их содержания, к осени они исчезают и всю зиму отсутствуют. Солнечное излучение этого спектра постоянно содержится в солнечном свете в географическом поясе между 34° северной широты и 34° южной широты. Чем ближе к полюсу, тем короче период присутствия УФВ-лучей в солнечном свете. Это явление связано с тем, что осевые и годовые вращения Земли меняют угол и толщину атмосферного слоя, через который проходит солнечный свет. Основная территория России находится в зоне долгосрочного дефицита УФВ-света, лишь в течение 3-5 месяцев (апрель-август) живые организмы получают возможность компенсировать потребности в данном виде излучения путем естественной инсоляции. Только фотоны очень узкого диапазона излучения (295-300 нм) способны обеспечить необходимой энергией фотохимическую реакцию синтеза в коже витамина Dз. «Солнечный» витамин Dз является по сути стероидным прогормоном (предшественником) для дальнейшего ферментативного синтеза D-гормонов в других органах и тканях. Именно фотохимические стадии во многих аспектах являются определяющими и субстратно лимитирующими в деятельности D-гормональной системы. Основные функции D-гормональной системы заключаются не только в контроле усвоения кальция и состояния костной ткани, но и осуществляются на уровне клеточного ядра (через VDR-рецепторы) и оказывают регулирующее влияние - на белковый гомеостаз, на целый ряд систем (иммунная, кроветворная, репродуктивная), на рост и дифференцировку клеток различных тканей организма, на формирование плода, на репродуктивное и психо-эмоциональное развитие и здоровье. Таким образом, дефицит «солнечного витамина D» представляет собой циклический УФВ-зависимый процесс и является фактором риска огромного числа патологий, включая инфекционные, сердечно-сосудистые, онкологические заболевания, диабет и другие. Это фотобиоритмологическое явление позволяет объяснить причины таких характеристик ряда патологий, как «широтность» (например, повышение риска рака предстательной железы с увеличением географической широты проживания) и «сезонность» (например, пик сердечно-сосудистых заболеваний в зимнее время).

При достаточной и полноценной (по спектральному составу) инсоляции потребность человека (животных) в витамине D полностью обеспечивается естественным путем - фотохимическим синтезом. Также существует механизм депонирования промежуточных продуктов обмена витамина D в жировой, мышечной ткани и в коже. Пищевой источник витамина D выполняет лишь вторичную компенсирующую роль для устранения дефицита эндогенного витамина фотохимического происхождения в зимний (УФВ-дефицитный) период. Годовой цикл УФВ-излучения и обусловленного этим D-гормонального дефицита предлагается рассматривать в качестве побудителя к «сезонным рефлексам» животных (миграция, спячка, перелеты птиц).

Ритм УФА спектра солнечного света способен реализовать гормонотропный эффект через систему криптохромных рецепторов, действует как переключатель и регулятор суточного и годового ритма активности пептидной составляющей эндокринной системы (по гормональной цепочке серотонин - мелатонин -гонадолиберин - гонадотропины - тестостерон) и, таким образом, определяет гормональный тестостероновый статус организма, контролирует сексуально-эмоцианальную активность, функции развития и репродукции. Содержание УФА-лучей (длина волны от 320 нм до видимого света) в течение года остается на относительно постоянном уровне, характерном для конкретной широты, при этом абсолютное содержание лучей этого диапазона увеличивается от экватора к полюсу. Изменение продолжительности воздействия УФА лучей солнца связано с изменением продолжительности дня. Сезонное изменение ритма (продолжительности периодов чередований) воздействия излучений УФА днем и отсутствие излучения ночью определяет сезонные (годовые) ритмы серотонин-мелатониновой системы, ритмы уровня тестостерона и соответственно - половых гормонов и подчиненных им физиологических процессов.

Цикличность изменения спектрального состава солнечного излучения в комплексе с изменением соотношения день/ночь определяет суточные и годовые гормональные биоритмы живых организмов. Для средних широт можно выделить в году четыре периода, когда происходят ключевые изменения спектральных характеристик УФ-диапазона солнечного света: декабрь - минимальная продолжительность дня (минимум УФА и отсутствие УФВ), апрель - появление УФВ в спектре солнечного света, июнь - максимальная продолжительность светлого времени суток (максимум УФА и УФВ), август - исчезновение УФВ в солнечном спектре. Эти фотоциклы Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва

проявляются в соответствующих перестройках, скачках гормонального и психо-эмоционального статуса, в повышении риска возникновения новых и обострения хронических заболеваний, в изменении функционального состояния репродуктивных органов, что повышает показатели врожденных патологий у детей, зачатых в эти периоды. Эти периоды приходятся на сроки главных христианских постов.

Критический спектральный состав УФ спектра (долгосрочное, избыточное и неритмичное воздействие УФА на фоне дефицита УФВ) в период «белых ночей» в полярных и приполярных широтах может служить причиной дисбаланса серотонин-мелатониновой системы (избыток серотонина, дефицит мелатонина) и стероидного статуса. Предлагаемый фотобиологический подход позволяет объяснить не только повышенный уровень суицидов, характерный для высоких широт относительно средних широт, но и пик суицидов приходящийся на этот период.

Организм человека и животных испытывает естественные физиологические потребности в полноценном спектре электромагнитных излучений (ЭМИ). УФ является таким же обязательным, незаменимым и фундаментальным фактором жизнедеятельности какими являются пища, вода, воздух и электромагнитные излучения других диапазонов (инфракрасное, видимое и др.). Для компенсации сезонного или широтного «фотодефицита» организму необходимы адекватные и сбалансированные по различным спектрам дозы ЭМИ. Определение и удовлетворение индивидуальных «фотопотребностей» человека и других организмов требует значительных теоретических и прикладных разработок, что говорит о необходимости формирования нового направления профилактического и реабилитационного здравоохранения - фотодиетологии.

Эффективность гормонотропного воздействия зависит от качественно-количественных характеристик УФ света (в частности обусловленных погодой, географической широтой, временем года и т.п.), а также зависит от продолжительности воздействия, от доступности и состояния фотовоспринимающих тканей (в особенности кожи). К дополнительным факторам нарушения физического и репродуктивного здоровья, риска дисгормональных воздействий и гипогонадизма следует отнести любые химические, физические, социальные факторы, экранирующие или изменяющие качественно-количественные характеристики УФ-спектра или нарушающие его ритм: долгосрочное пребывание без солнечного света, неполноценный сон (кратковременный и/или при освещении), дисбактериозы пищеварительного тракта, гонадотоксичные ксенобиотики с выраженными свойствами поглощения излучения УФ-спектра. Вещества с псевдогормональными свойствами (ксеноэстрогены, антиандрогены и др.) обладают фотохимическими характеристиками, аналогичными истинным гормонам. Они изменяют характеристики естественного экзогенного и эндогенного УФ, извращают его гормонотропный эффект, что проявляется определенным токсическим результатом. Особенности фотохимических механизмов гормональной деструкции обсуждаются на примере УФ-фильтров солнцезащитной косметики, консервантов, фталатов и других токсикантов. Разработаны принципы прогнозирования биологических (в т.ч. фармацевтических, токсических) свойств веществ с применением комплексной оценки их фотоэнергетических и биохимических характеристик.

Существующие проблемы в сфере практического здравоохранения, а также интенсивное развитие туристического, курортного бизнеса и услуг искусственного загара требуют аргументированных практических рекомендаций по соблюдению фоторежима, фотопериодичности, продолжительности и интенсивности естественной и искусственной инсоляции с учетом региона проживания, сезона года, индивидуальных особенностей кожи, возраста, состояния здоровья. Развитие научных основ фотодиетологии в комплексе с другими методами медицины позволит создать новые подходы для решения проблем огромного спектра социально значимых заболеваний - остеопороз, нарушения репродуктивного здоровья, дерматологические, сердечно-сосудистые, инфекционные, онкологические и психические заболевания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2011г.

2. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2010г.

3. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2009г.

4. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2008г.

5. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2007г.

6. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2006г.

7. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2005г.

8. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2004г.

9. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2003г.

10. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2002г.

11. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2001г.

12. Сборник научных тезисов и статей «Здоровье и образование в XXI веке», Москва, 2000г.

13. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2011г.

14. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2010г.

15. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2009г.

16. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2008г.

17. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2007г.

18. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2006г. Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва

19. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2005г.

20. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2004г.

21. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2003г.

22. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2002г.

23. Электронный сборник научных трудов «Здоровье и образование в XXI веке». 2001г.

ULTRAVIOLET AS THE OPERATOR OF HORMONAL BIORHYTHMS Панюшин С.К.

S.K.Panjushin, Russia, Protvino, e-mail: panushin@mail.ru;

Summary: Annual cyclic of the change of the spectral structure of sunlight in a complex with change of the correlation day/night defines hormonal annual biorhythms of organisms and, accordingly, physiological and psycho-emotional cycles at people. Hormonotropic influence of sunlight is realized through skin or through other external organs accessible to light and capable for photoreception or necessary photochemical reactions.

Keywords: ultraviolet, hormonal biorhythms, serotonin, melatonin, vitamin D, D-hormonal system, photodietology.

Материалы X международного конгресса «Здоровье и образование в XXI веке» РУДН, Москва

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.