CC BY
84
ВОЗДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
В.М. Усков, профессор, д.м.н., профессор, Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж,
М.В. Усков, к.м.н., ординатор, «Воронежская городская клиническая поликлиника № 1»
В современных условиях наблюдается антропогенное изменение воздействия электромагнитных излучений оптического диапазона: уменьшение озонового слоя, служащим естественным фильтром на пути вредного воздействия ультрафиолетового излучения, интенсивное применение в быту энергосберегающие лампы, которые по интенсивности ультрафиолетового излучения сравнимы с воздействием солнца в погожий день [1, 2].
Целью работы явилось изучение влияния ультрафиолетового света на организм человека, как важнейшего экологического фактора.
Биологически активен весь диапазон оптического излучения (200 - 800 нм), но наиболее острые эффекты вызываются ультрафиолетовым светом (200 - 400 нм). В фотомедицине принято разделять УФ-днапазон на три спектральные области: УФ-А (320 - 400 нм), УФ-В (280 - 320 нм) и УФ-С (длины волн короче 280 нм). Это разделение основывается в первую очередь на регистрации спектров действия эритемы (рис. 1). Как видно из рис. 1 форма спектра действия УФ-эритемы сильно зависит от интервала времени между окончанием облучения и наблюдением покраснения. Обычно измерение спектров действия преследует несколько целей.
250— 200—
.с
0
1 со
|150~
-Ш- -
-е-
т
о; 100— л
1С
г
О) t—
1-50 -
О--
240
Рис. 1. Спектры действия эритемы, зарегистрированные через разное время после УФ-облучения кожи: 1 - 8 часов после облучения, 2 - 24 часа, 3 - 10 суток
Практическая ценность знания формы спектра действия заключается в том, что она дает информацию о наиболее эффективных для индукции данного фотобиологического процесса длинах волн. Теоретически по форме спектра действия можно получить информацию о том, какая молекула-хромофор поглотает кванты света, запускающие данный фотобиологический процесс, так
260 280 300 320
Длина волны, нм
как форма спектра действия определяется формой спектра поглощения молекулы-хромофора. К сожалению, спектры действия эритемы не так просто использовать для определения природы молекул-хромофоров. Дело в том, что фотохимические реакции, ответственные за возникновение эритемы, протекают в глубине эпидермиса. На пути ультрафиолетового света к молекулам-хромофорам лежит поверхностный роговой слой, обладающий значительным поглощением в ультрафиолетовом свете из-за высокого содержания в нем белков и нуклеиновых кислот, который выполняет функцию светофильтра. В результате оптического экранирования происходят искажения спектра действия эритемы, и он уже не совпадает со спектром поглощения молекул-хромофоров. К тому же сама по себе форма спектра действия изменчива и зависит от времени, прошедшего между облучением и регистрацией эритемы.
Ультрафиолетовое излучение помимо эритемы вызывает гиперпигментацию кожи — загар. Загар является замедленным процессом и начинает развиваться в коже через 2-3 суток после облучения, достигает максимума на 13 — 21-й день и затем угасает за несколько месяцев. Спектр действия загара похож на спектр действия эритемы, то есть наиболее эффективно опять же УФ-В-излучение. Ультрафиолетовое излучение запускает сложную цепь реакций биосинтеза меланина в специализированных клетках - меланоцитах.
Появление меланина в коже является важной защитной реакцией организма. В настоящее время установлено как минимум три механизма защитного действия меланина. Во-первых, меланин служит оптическим экраном, поглощающим ультрафиолетовый свет, таким образом, он физически защищает клетки кожи от пагубного действия ультрафиолетового излучения. Другие два механизма -химические. Дело в том, что под действием ультрафиолетового облучения в коже образуются свободные радикалы, запускающие, в частности, цепные реакции пероксидного окисления липидов. Так, с одной стороны, меланин является эффективным перехватчиком свободных радикалов и за счет этого он обрывает цепные реакции окисления. С другой стороны, меланин способен связывать (хелатировать) ионы двухвалентного железа. Роль ионов двухвалентного железа заключается в том, что они разрушают пероксиды с образованием свободных радикалов. Хелатированное меланином железо уже не может участвовать в реакциях разветвления [3].
Сказанное имеет практический смысл. Попав на пляж весной, нельзя забывать, что кожа за зиму утратила меланиновую защиту. Поэтому первые несколько дней не следует злоупотреблять солнечными ваннами. Минимальная доза ультрафиолетового облучения, запускающая меланогенез, примерно вдвое ниже минимальной эритемной дозой (минимальное, обнаруживаемое глазом покраснение). Поэтому в первые дни следует загорать недолго, так, чтобы эритема еще не возникла, а образование пигмента уже инициировалось. И только через несколько дней, накопив в коже меланин, можно постепенно увеличивать время пребывания под солнцем. Но все же злоупотреблять пребыванием на солнечном свету не следует и после появления загара. Ультрафиолетовый свет, и в первую очередь УФ-В, вызывает не только красивую пигментацию кожи, но и
нежелательные эффекты. У людей, хронически подвергающихся действию солнечного света, происходит преждевременное старение кожи, на открытых участках тела появляются морщины, особенно на шее, руках, груди. Последствием хронического облучения может стать рак кожи. Наиболее канцероопасным является УФ-В-излучение.
Таким образом, ультрафиолетовое излучение вызывает у человека многочисленные фотобиологические эффекты. В разумных дозах это излучение необходимо человеку и является нормальным экологическим фактором. В ходе эволюции выработались приспособления для полезного использования световой энергии. Какие-либо изменения спектрального состава света могут вызвать патологические реакции. Так при больших дозах ультрафиолетового облучения, особенно УФ-В, резко возрастают неблагоприятные эффекты. Стратосферный озон определяет коротковолновую границу солнечного ультрафиолетового излучения. Если будет разрушен стратосферный озон, то население Земли столкнется с резким усилением вредных эффектов ультрафиолетового облучения.
Список использованной литературы
1. Усков В.М., Болдырева О.Н., Усков М.В., Усков В.В. Состояние экологических систем при воздействии загрязнённого атмосферного воздуха. Фундаментальные проблемы системной безопасности. Материалы V Международной научной конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения выдающегося учёного, генерального конструктора ракетно-космических систем академика В.Ф. Уткина. Елец, 2014. С. 416-420.
2. Усков В.М., Болдырева О.Н., Усков М.В., Усков В.В. Анализ оценки риска для человека и окружающей среды при воздействии экстремальных ситуаций. Фундаментальные проблемы системной безопасности. Материалы V Международной научной конференции, посвящённой 90-летию со дня рождения выдающегося учёного, генерального конструктора ракетно-космических систем академика В.Ф. Уткина. Елец, 2014. С. 420-423.
3. Усков В.М., Сапожникова Н.Г. Влияние воздействие гелиомагнитных излучений на оболочки земли и на организм человека. Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. Сборник 7 Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 28-29 апреля 2016 г. Ч. 1. ФГБОУ ВО ВИ ГПС МЧС России. Воронеж. 2016. С.353-356.
