Загальна інформація Людське око здатне реєструвати електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі приблизно від 400 нм до приблизно 750 нм як світло. Випромінювання з довжиною хвилі 750 нм виглядає червоним, а випромінювання довжиною 400 нм - фіолетовим.

29. січня 2004 о 11:24 Primar.sme.sk

Загальна інформація

Людське око здатне реєструвати електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі приблизно від 400 нм до приблизно 750 нм як світло. Випромінювання з довжиною хвилі 750 нм виглядає червоним, а випромінювання довжиною 400 нм - фіолетовим. Нанометр (нм) - один мільярд метрів (10-9 м).

Випромінювання з довжиною хвилі більше 750 нм називають інфрачервоним випромінюванням (ІЧ-випромінювання), випромінюванням з довжиною хвилі менше 400 нм, яке називають ультрафіолетовим випромінюванням (УФ-випромінювання). Є три області УФ, які мають різні фізичні та біологічно різні ефекти.

Випромінювання з довжинами хвиль менше 100 нм належить до іонізуючого випромінювання, тобто рентгенівських або гамма-променів.

позначення довжина хвилі в нм глибина проникнення в шкіру
УФ-А 320-400 до приблизно 5 мм
УФ-В 280-320 50-100 мкм
УФ-С 100-280 -

УФ-випромінювання в атмосфері

Близько 6% сонячного випромінювання, що падає на Землю, - це УФ-випромінювання. Від сонячних променів земна поверхня досягає значною мірою лише видимого світла, УФ-А та УФ-В променів. Навпаки, ультрафіолетове випромінювання повністю поглинається киснем верхньої стратосфери або мезосфери, а також озоновим шаром. Ультрафіолетове випромінювання розщеплює молекулу кисню O2 до атомарного кисню O, який дуже швидко зв’язується з молекулою O2 на O3, тобто озоном, і, таким чином, дбає про збереження озонового шару. Ослаблення сонячного світла, що потрапляє в атмосферу Землі, складається з різних процесів поглинання та розсіювання, які дуже сильно залежать від довжини хвилі випромінювання. Ультрафіолетові промені дуже слабо послаблюються стратосферним та тропосферним озоном. Навпаки, ультрафіолетові промені в озоновому шарі ослаблені приблизно на 95%, так що поверхня землі сягає лише невеликої частини. Поблизу землі заломлюється УФ-випромінювання. i. NO2 - виробляється в основному вантажними автомобілями - для NO та вільного кисню O, який потім зв’язується з атмосферним киснем O2 з озоном, тобто O3. Ми зазначаємо, що застосовується наступне:

ослаблення = розсіювання + поглинання

Як результат, озоновий шар відіграє вирішальну роль, особливо у послабленні ультрафіолетового випромінювання. Навпаки, навіть сильне зменшення озонового шару не призведе до збільшення ультрафіолетового випромінювання, оскільки його повне поглинання все одно буде достатньо ефективним навіть при меншій кількості озону. Як уже згадувалося, опромінення УФ-А послаблюється озоном лише в дуже низькій мірі, так що зменшення озонового шару не робить великого впливу на інтенсивність УФ-А випромінювання.

Ситуація з випромінюванням УФ-В інша. Для простого пояснення можна припустити, що кожен відсоток втрат озону призводить до збільшення ультрафіолетового випромінювання від 1,5 до 2% на земній поверхні.

Анатомія шкіри

Художні враження від шкіри

Для того, щоб зрозуміти біологічні та фізіологічні процеси УФ-випромінювання в шкірі, є деякі знання про її анатомію.

Шкіра - це найбільший орган людини. У випадку з дорослим він займає площу приблизно 1,6 м2 і, таким чином, представляє близько 16% маси тіла людини. Разом із шкірними наростами, такими як волосся, нігті, потові та сальні залози, шкіра створює генетично обумовлений унікальний фенотип людини і, крім того, виконує ряд завдань, які коротко перелічені тут:

  • захисна функція, захист внутрішньої частини тіла як механічного та хімічного бар'єру
  • терморегуляція, напр. звуження або розширення судин
  • регулювання управління водними ресурсами, напр. виведення рідин і солей (потовиділення)
  • сенсорна функція, напр. сприйняття теплових збуджень, дотиків, болю
  • імунна функція, напр. в контексті інфекційних захворювань та алергії
  • спілкування, напр. почервоніння або вицвітання

Шкіра людини складається із шкіри (епідермісу) та замші (дерми). Під шкірою лежить підшкірна зв’язка, підшкірний зв’язок. Для так званих наростів шкіри тощо. включають: волосся, нігті та залози, такі як потові залози.

Біологічна дія УФ-випромінювання

Джерелом природного УФ-випромінювання є сонце. Штучно УФ-випромінювання може вироблятися за допомогою спеціальних УФ-ламп, наприклад в медицині для дезінфекції або в соляріях. На жаль, УФ-лампи також випромінюються галогенними лампами. Через низьку глибину проникнення ультрафіолетового випромінювання в організм людини практично постраждали лише очі, шкіра та імунна система. При цьому ми повинні розрізняти гострий і хронічний. Однак УФ-випромінювання також необхідне для життя людини і має ряд позитивних ефектів.

У розумних "кількостях" УФ-випромінювання має ряд необхідних і позитивних ефектів. Таким чином, УФ-випромінювання необхідне для виробництва вітаміну D в шкірі. Однак для цього достатньо 10-хвилинного впливу сонячного світла на день. Обидва вітаміни D2 і D3 виробляються ультрафіолетовим світлом з обох провітамінів - ергостеролу, відповідно. 7-дегідестерол. Вітамін D відіграє значну роль у метаболізмі кальцію. Крім того, сонячне світло стимулює імунну систему та зумовлює загальне самопочуття. У медичній терапії ультрафіолетове випромінювання приблизно. i. застосовується для лікування псоріазу та нейродерміту, а також для лікування деяких сенсорних розладів.

Світлотерапія застосовується при депресії та порушеннях ритму сну та неспання.

Гострими наслідками надмірного ультрафіолетового випромінювання можуть бути запалення кон'юнктиви та рогівки ока, а також печіння (еритема) шкіри. При більш сильному УФ-випромінюванні на шкірі утворюються пухирі, поки шкірна тканина не відмирає (некроз).

Хронічні наслідки, пізніші наслідки

Після багатьох років інтенсивного впливу УФ-випромінювання можуть статися такі постійні та незворотні пошкодження:

На оці: катаракта, дегенеративні зміни кон’юнктиви, а також ретинопатія.

На шкірі: передчасне старіння, утворення зморшок. Ці зміни називають "старінням шкіри". i. складається з:

  • збільшення пор,
  • висип
  • пошкодження зв’язок
  • руйнування еластичних волокон.

Крім того, рак шкіри, такий як:

  • базаліома
  • плоскоклітинний рак
  • меланома (чорний рак шкіри).

Щодо імунної системи:

Більш поширені інфекційні захворювання, такі як простий герпес або туберкульоз. Крім того, це негативно впливає на розвиток раку, напр. імуносупресія, тобто ослаблення імунної системи.

Одним із значних ефектів УФ-випромінювання є зміна ДНК. У цьому випадку утворюється стабільний димер з основами піримідину ДНК, тобто тиміном та цитозином. Ці димери призводять до порушень у клітині під час транскрипції, а пізніше і до реплікації (= проліферація клітин).

Під транскрипцією ми розуміємо транскрипцію ДНК в РНК.

Крім того, можуть виникнути розриви спіралі ДНК.

Такі зміни, які все ще проводяться під нормальним УФ-випромінюванням, виправляються спеціальними механізмами ремонту. Одним з важливих для цих «репарацій» ферментів є ендонуклеаза.

Якщо ці механізми ремонту порушені, результатом є напр. хвороба пігментного ксеродерми. Він розвиває рак шкіри на частинах шкіри, що перебувають на сонці.

Надмірні дози ультрафіолетового випромінювання, які впливають на шкіру, перевантажують "нормальну" функцію репараційних механізмів, так що це може призвести до. i. бути раком.

Вимірювання УФ-випромінювання, УФ-індексу

В основному через зміну дозвілля та зміну соціальної поведінки, вплив УФ істотно збільшився за останні роки. Крім того, дотепер, особливо у південній півкулі, вплив УФ-В-випромінювання збільшився за рахунок зменшення озонового шару.

Одиниці виміру

У біологічній науці УФ-випромінювання називають «еритематично ефективною півгодинною дозою». Ця кількість вказує, яка еритематозна, тобто гаряча, діюча УФ енергія з’являється через півгодини на м2 на висоті. Тому його вимірюють у джоулях на квадратний метр (Дж/м2).

Для населення використовується більш зрозуміла кількість. Це УФ-індекс (UV-J) для УФ-випромінювання. Цей показник є мірою найвищої добової величини еритематозного УФ-випромінювання. Приблизно 20 Джоулів/м2 відповідає УФ-індексу 1. УФ-індекс вказує, скільки часу потрібно для певного типу шкіри для розвитку еритеми. Він коливається від 0 до 12. У Німеччині найвищі значення коливаються приблизно від 8, тоді як світові значення вимірюються приблизно до 12.

З УФ-індексом 4 блондинки зі світлою шкірою можуть відчути еритему на полуденному сонці лише через півгодини.

ультрафіолетового випромінювання
УФ-індекс Доза УФ-випромінювання Небезпека еритеми Захисні заходи
0-1 дуже низький дуже малоймовірно не є необхідними
2-4 середньо сильний можливо від 30 хв. рекомендується, особливо людям зі світлою шкірою
5-7 високий можливо від 20 хв. необхідний
8 і вище дуже високий менше ніж через 20 хв. абсолютно необхідний

УФ захист

Звичайно, найпростіший захист від ультрафіолетового випромінювання полягає у його униканні. Однак це можливо лише частково, оскільки більшість людей часто залишаються надворі. Крім того, слід мати на увазі, що через відбиття ми також піддаємось УФ-випромінюванню в тіні, особливо у воді чи снігу. Очі можна дуже добре захистити сонцезахисними окулярами. Однак слід подбати про те, щоб окуляри насправді поглинали UV-A та UV-B випромінювання та щоб вони були досить великими. Це пов’язано з тим, що темні окуляри без достатнього захисту від УФ-випромінювання роблять все навпаки, оскільки більше ультрафіолету проникає в розширену зіницю, ніж в незахищене око.

При ходьбі по льодовиках, напр. Важливо використовувати "крижані окуляри", оскільки в іншому випадку вони можуть призвести до найсерйознішого пошкодження очей.

Шкіру слід захищати або одягом, або - якщо це неможливо, наприклад в обличчя або у вільний час - захисні сонцезахисні креми відп. лосьйон для засмаги.

Кількість сонячних ванн, при яких ще не спостерігається почервоніння шкіри, не повинна перевищувати 50 на рік, як рекомендує Федеральне управління з радіаційного захисту. Слід уникати еритеми, тобто почервоніння шкіри, наскільки це можливо. Цього можна досягти, уникаючи сонячного світла або відповідного сонцезахисного крему.

Дуже важливо пам’ятати, що одяг забезпечує лише частковий і обмежений захист від ультрафіолетового випромінювання. Так, наприклад, бавовна поглинає лише частину ультрафіолетового випромінювання, напр. поліефірні тканини забезпечують відносно хороший захист. Навіть були знайдені дешеві футболки з коефіцієнтом захисту (УФ-фактор) менше 5. Близько 30% усього тестованого одягу мали коефіцієнт захисту менше 30! Прання одягу миючими засобами, що містять так звані оптичні відбілювачі, виявилося дуже вигідним, оскільки ці речовини добре поглинають УФ-випромінювання. На жаль, в даний час для виробників ще не існує обов'язкових стандартів. Тим не менше, багато виробників заявляють, особливо в дитячому одязі, захисний фактор своєї продукції у вигляді надрукування на частині одягу.

захисний фактор > 0 > 5 > 10 > 15 > 20 > 25 > 30 > 35 > 40 > 45 > 50
бавовна (n = 14) 1 3 2 2 3 - - - 1 - 2
шерсть
(n = 11)		 - - - - - - - - 1 2 8
льон
(n = 36)		 - 11 10 8 6 1 - - - - -
віскоза
(n = 64)		 26 7 6 12 4 2 2 2 1 1 1
поліаміди
(n = 16)		 6 1 3 - - - - - - - 6
поліестер
(n = 43)		 1 - - 2 - 1 1 - 2 3 33
змішані речовини
(n = 52)		 - - 2 3 2 4 3 4 3 7 24

У цій таблиці наведено коефіцієнт захисту літнього одягу з різних тканин. n = кількість використовуваного одягу; було протестовано 236 деталей. (За словами доктора Тіла Гамбіхлера, Рурський університет Бохума).

Тіло дитини - і, отже, шкіра - особливо чутливе до впливу навколишнього середовища. Шкіра немовлят має товщину лише на 1/10, ніж шкіра дорослої людини.

Дітей до 5 років слід надзвичайно захищати від будь-якого типу еритеми, оскільки кожна еритема в цьому віці збільшується на. i. ризик раку шкіри. З цієї причини діти, які перебувають на сонці, тобто напр. під час гри захищений принаймні сонцезахисним кремом з коефіцієнтом захисту 15.

Кожен сонцезахисний крем (крем, олія, молоко) має сонцезахисний фактор (УФ-фактор), надрукований на упаковці (коробці, пляшці або тюбику). Коефіцієнт подано як ціле число. Коефіцієнти захисту тим часом коливаються від 1 до 30. Коефіцієнт 30 вважається "сонцезахисним засобом".

Фактор вказує, на скільки довше, ніж без захисту, можна залишатися на сонці після його застосування, щоб досягти того самого ефекту. Таким чином, коефіцієнт захисту 5 означав би, що вплив УФ-випромінювання після 5 годин перебування є таким самим, як і перебування протягом 1 години без захисту. У русявих людей зі світлою шкірою коефіцієнт захисту повинен складати приблизно вдвічі більше УФ-індексу.

При сильному сонячному світлі на додаток до всіх захисних засобів рекомендується також захист голови для захисту голови та шиї.

УФ-випромінювання в горах

Перетинання стежок інків у Перу призводить до великого навантаження УФ-випромінювання навіть у похмурі дні

Перетинання стежок інків у Перу призводить до великого навантаження УФ-випромінювання навіть у похмурі дні

Чим вище людина, тим нижче захист повітря і тим менше вона ослаблена, особливо під дією УФ-А випромінювання. Простіше кажучи, можна стверджувати, що інтенсивність УФ-випромінювання зростає кожні 1000 метрів висоти приблизно на 6%. Особливу увагу слід приділити снігу, льодовикам або. у воді (гірськими озерами), оскільки тут завдяки відбиттю дозу випромінювання можна значно збільшити за допомогою УФ-випромінювання.

УФ-випромінювання та широта

Широта площі збільшується від екватора з шириною? = 0 ° до полюсів з? = ± 90 °. Найвище положення сонця змінюється відповідно до широти. Сонце так 21./22. Грудень стоїть на південному тропіку (? = -23,5 °), 21/22. Березень на екваторі (? = 0 °) та 21./22. Червень у північному тропіку (? = + 23,5 °) о 12:00 за місцевим часом точно перпендикулярно горизонту. У Берліні (? = 52,5 °) сонце стоїть в середині літа, тобто 21/22. Червень, навпаки, лише 61 ° над горизонтом.

Однак, чим нижче стоїть сонце, тим більший шлях проходження сонячного світла через атмосферу і тим більше ослаблене ультрафіолетове світло. Простіше кажучи, можна стверджувати, що інтенсивність ультрафіолетового випромінювання на полюсах складає лише близько 1/1000 випромінювання на екваторі.

Побуріння шкіри служить для захисту підстилаючих шарів шкіри і одночасно в основному для захисту ДНК в клітинному ядрі. Ми розрізняємо негайне побуріння (пігментацію), яке відбувається протягом декількох годин, та пізню пігментацію.

У нижніх епітеліальних шарах шкіри, o. i. вони знаходять меланоцити та кератиноцити. Меланоцити та кератиноцити є важливими типами клітин шкіри.

Після впливу УФ-випромінювання в меланоцитах утворюється меланін. Звідти меланін транспортується за допомогою спеціальних транспортних механізмів (меланосом) до кератиноцитів. У кератиноцитах меланін осідає над ядром клітини. Це захищає ядро ​​клітини від УФ-випромінювання, зокрема його ДНК-кислоти. Цей меланін відповідає за побуріння.

В процесі негайної пігментації утворюється невелика кількість меланіну, але у згаданих кератиноцитах транспортується, особливо той, що вже є.

Пізніше пігментація складається - особливо після декількох сонячних ванн - з більш сильного утворення нового меланіну та його подальшого транспорту. Цей процес може зайняти кілька днів.

Сонячні студії, солярії

Під час сонячних досліджень ультрафіолет випромінюється за допомогою відповідних ламп. У той же час існують пристрої для всього тіла і ті, які служать в основному для коричневого обличчя. Співвідношення між УФ-А та УФ-В випромінюванням можна встановити за допомогою відповідних фільтрів. Таким чином слід запобігати еритему. Однак це також втрачає більш тривалий ефект підрум'янення, тому необхідно застосовувати УФ-А випромінювання з більшою інтенсивністю. Цим досягається побуріння (негайна пігментація). Однак це також призводить до посилення шкідливого впливу радіації. Крім того, немає шкіри, яка захищає "мозоль" (= огрубілу шкіру), чого можна досягти лише за допомогою ультрафіолетового випромінювання.

Є дослідження, що ризик раку шкіри може бути підвищений. Особливо це стосується людей зі світлою шкірою або людей з багатьма родимками. Крім того, люди, які страждали еритемою в дитинстві, зазнають ризику. Як уже зазначалося, діти до 5 років особливо схильні до ризику, але також існує підвищений ризик для підлітків у віці до 18 років. Як правило, ми не повинні балувати більше 50 заходів на рік, не червоніючи шкіру. Слід уникати почервоніння сонця. Ця цифра в сукупності стосується соляріїв та природного сонячного світла.

Крім того, нам слід відмовитися від дезодорантів та косметики під час прийняття сонячних ванн. Крім того, певні препарати підвищують чутливість до УФ-випромінювання. Приймаючи ліки, нам слід або зовсім відмовитися від сонячних ванн, або, принаймні, попередньо проконсультуватися з лікарем.

Фотоалергічні реакції

Багато ліків призводять до значних шкірних реакцій у багатьох людей, коли вони потрапляють під сонячне світло. Відомо дуже велика кількість речовин, які можуть призвести до таких алергічних реакцій, спричинених УФ-випромінюванням. Деякі наведені тут як приклади:

  • сульфаніламіди
  • тетрацидини
  • каптоприл
  • метолазон
  • барбітурати
  • метотрексат
  • тріамтерен
  • хінін
  • мефлохін
  • мускус
  • ефірні масла

Симптоми таких алергічних реакцій складаються в основному з:

  • почервоніння шкіри
  • набряк шкіри (набряк)
  • пухирці
  • пілінг нігтів
  • фарбування нігтів
  • висип (шкірний висип)
  • сверблячий