С биосферой Земли постоянно взаимодействует солнечная радиация. Она является одним из видов электромагнитных излучений, возникающих в следствие термоядерных реакций, непрерывно происходящие внутри Солнца. Электромагнитное излучение состоит из чрезвычайной-но малых частиц — квантов. А чем короче волна электромагнитного излучения (по закону Планка), тем больше энергия его фотона
Характер воздействия электромагнитного излучения на биологическую ткань будет зависеть от энергии фотона, глубины проникновения в ткани тела, интенсивности1, площади облучения, состояния организма и других условий, создавшихся на время действия облучения. При поглощение энергии излучения в биологических тканях происходят фотобиологические процессы, в основе которых лежат фотохимические реакции.
Сначала при поглощении излучения в тканях организма происходит процесс аккумуляции энергии атомами и молекулами,
Интенсивностью облучения называют количество энергии, попадающей на единицу эту площади за единицу времени сопровождающееся их возбуждением и увеличением энергии на вели-чину поглощенного фотона. Этот процесс не является постоянным. Накопленная энергия молекул может превратиться в тепловую энергию или передаваться другим молекулам путем вступления с ними в фотохимическую реакцию. При восприятии или передачи электрону возбуждено молекула может превратиться в радикал, ион или ион-радикал, т.е. стать первичным восстановителем или первичным окислителем. Они оказывают чрезвычайно высокую химическую активность, поэтому начинают участвовать в биохимических реакциях и изменяют их, соответственно изменяется состояние организма и течение его физиологических процессов. Примером может быть проникновение на незначительную глубину (от доли миллиметра до двух миллиметров) в кожу человека ультрафиолетового излученияния. Но при значительном поглощении энергии вследствие ультрафиолетового облучения может возникнуть как местный воспалительный процесс (появление эритемы — покраснения кожи на облученной области, иногда с образованием пузырей), так и общая реакция организма (повышения температуры, головная боль, слабость и т.д. ). Проникновение ультрафиолетового излучения через кожу будет зависеть от толщины рогового слоя эпидермиса и степени образования в коже пигмента — меланина.
Солнечная радиация, доходящая до поверхности Земли, на 59% состоит из инфракрасного излучения, 40% — видимого и 1% — ультрафиолетового. Длина волны инфракрасного испытания составляет от 3000 до 760 нм, а энергия фотона -0,64-1,66 эВ. Она глубоко проникает в тело (4-5 см) и вызывает значительный тепловой эффект, усиливает кровоток, рост клеток и регенерацию ткани, ускоряет ход биохимических реакций, ферментативных и других процессов, а также усиливает биологическое действие ультрафиолетового вы-излучения. Внутренние органы, мышцы организма человека сами также образуют и выделяют инфракрасное излучение в окружающую среду, благодаря чему происходит терморегуляция организма.
Видимое (световое) излучение солнечной радиации имеет длину волны от 760 до 400 нм, а энергия фотона — 1,66-2,8 эВ. Гамма его основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. В тело человека оно может проникать на глубину до 2,5 см и вызывает тепловое воздействие, аналогичное действию инфракрасного.
Свет влияет на орган зрения. Превращаясь в сетчатке в электрические импульсы, оно подает в мозг до 80% информации об окружающей среде, возбуждает кору головного мозга, имеет сигнальное или условий-но-рефлекторное значение. Под его действием усиливается обмен вещества, повышаются эмоциональный настрой и работоспособность, улучшается общее самочувствие.
Хотя удельный вес ультрафиолетового излучения в за-общие солнечной радиации незначительна (1%), оно играет чрезвычайно большую роль в жизни человека. Его спектр согласно биологической активностью делится на три участка: участок А-длина волны от 400 до 315 нм, участок В-длина волны от 315 до 280 нм, участок С — длина волны от 280 до 10 нм. Поверхности Земли, как правило, достигает излучение с длиной волны от 400 до 290 нм. Характерным для этого вида излучения, особенно участка В, имеется выраженная фотохимическая действие. Проникая в кожу всего на глубину от 0,2 до 2 мм, оно вызывает изменения в клеточных белках и нуклеиновых кисло-тах. Вследствие передачи энергии фотона образуются заряженные атома мы и молекулы — ионы, свободные радикалы, которые активно участвуют в фотобиологических процессах, происходящих в организме. Вследствие образования таких биологически активных веществ, как гистамин, ацетил-холин и т.д., изменяются активность ряда ферментов и функции органов и тканей, активизируется функция симпатико-адреналовой системы. Происходит действие ультрафиолетовой радиации, которая проявляется усилением роста клеток и восстановлением тканей, соответственно ускоряет заживление ран различного происхождения, в том числе и после оперативных вмешательств.
Повышается сопротивляемость организма к воздействию инфекционных возбудителей, токсичних и канцерогенных веществ, улучшается умственная и физическая работоспособность.
Изменения в организме зависят от количества образованных биологически активных веществ. На эти процессы влияют интенсивность ультра-фиолетового излучения и площадь облученной кожи. Его действие приводит к изменению микроциркуляции и проницаемость тканей. Под воздействием нервных импульсов, идущих из коры головного мозга, возникает первичная местная реакция, что свидетельствует о воспалительном процессе. Этот показатель используется для определения эритем-ной дозы ультрафиолетового излучения. Эритемная доза — это реакция организма на ультрафиолетовое облучение, которое через 8-22 часа вызывает на незагоревшей коже внутренней поверхности предплечья человека слабое, но четкое и равномерное покраснение (биодоза, или пороговая эритема). Измеряется она в секундах или минутах.
Недостаточное количество ультрафиолетового облучения приводит к снижению в организме содержания витамина Д-холекальциферола, который синтезируется под влиянием этого излучения в коже человека с 7,8-дегидрохолестерину, который переносят в кожу с кровотоком липиды сыворотки крови. Кальциферолы активизируют фосфорно-кальциевый обмен, нормализуют процессы минерализации костей и активно участвуют в других процессах (регулирование возбудимости нервной системы, усвоение белков и минеральных веществ из пищи и т.п.).
Недостаточность или отсутствие (авитаминоз) витамина Д в организме человека приводит к развитию патологических изменений — нарушается свертываемость крови, появляется мышечная слабость, может возникнуть остеопороз, осложнением которого является ломкость костей вследствие вымывания из них кальция. У детей развивается рахит, что проявляется недержанием головы, нарушением процессов окостениния, отвисшим животом. Для предотвращения рахита достаточной является 1/8-1/10 минимальной эритемной дозы (биодоз), или 83-111 Вт/м2тод (при длине волны УФ-лучей примерно 298 нм).
Положительное действие ультрафиолетового излучения проявляется при незначительном облучении — до двух биодоз. Избыточное облучения может вызвать ожоги, фотодерматиты, фототоксикозы, фотоалергию, кератоконьюктивиты, фотокератит, катаракту, рак глаза, птеригий (образование крыловидной пленки на глазу). Неблагоприятной для организма человека и бактерицидное действие ультрафиолетового излучения. При поглощении УФ-лучей нуклеиновыми кис-лотами, которые являются основой клеток, происходят их денатурация и фотолиз. Такие процессы будут приводить к повреждения молекул ДНК и вызывать прекращение деления и роста клеток, а при увеличении дозы облучения — и их гибель. Этот механизм лежит в основе развития онкогенеза, примером которого является возникновением рака кожи, и мутагенеза клеток организма, а также бактерицидного воздействию ультрафиолетового излучения. Под влиянием его гибнут или изменяют свои свойства такие болезнетворные возбудители, как стрептококки и стафилококки, микобактерии туберкулеза, холерные вибрионы, вирусы гриппа, грибы и их споры, кишечная палочка и много других патогенных и сапрофитных микроорганизмов, а также разрушаются дизентерийный, брюшнотифозных, дифтерийный, столбнячный и другие токсины. Оптимальным для уничтожения микроорганизмов является ультрафиолетовое излучения с длиной волны от 267 до 253 нм. Благодаря солнечному излучению происходит самоочищение атмосферного воздуха, воды открытых водоемов и почвы.
Искусственное ультрафиолетовое излучение применяют для облучения людей, обеззараживания воздуха в лечебно-профилактических учреждениях, для дезинфекции игрушек, посуды, инструментов, а также для обеззараживания воды и пищевых продуктов и т.п..
Оставить комментарий