Обща информация Човешкото око може да регистрира електромагнитно излъчване с дължина на вълната от около 400 nm до около 750 nm като светлина. Излъчването с дължина на вълната 750 nm изглежда червено, а лъчението с дължина 400 nm - лилаво.

29. януари 2004 г. в 11:24 Primar.sme.sk

Главна информация

Човешкото око е способно да регистрира електромагнитно излъчване с дължина на вълната от около 400 nm до около 750 nm като светлина. Излъчването с дължина на вълната 750 nm изглежда червено, а лъчението с дължина 400 nm - лилаво. Нанометър (nm) е един милиард метра (10-9 m).

Излъчването с дължина на вълната по-голяма от 750 nm се нарича инфрачервено лъчение (IR лъчение), излъчване с дължина на вълната по-малко от 400 nm, наричано ултравиолетово лъчение (UV лъчение). Има три UV области, които имат различни физически и биологично различни ефекти.

Излъчването с дължина на вълната по-малка от 100 nm принадлежи към йонизиращото лъчение, т.е. рентгенови лъчи или гама лъчи.

обозначаване дължина на вълната в nm дълбочина на проникване в кожата
UV-A 320-400 до прибл. 5 мм
UV-B 280-320 50-100 µm
UV-C 100-280 -

UV-лъчение в атмосферата

Около 6% от слънчевата светлина, падаща на Земята, е UV-лъчение. От слънчевите лъчи земната повърхност достига до голяма степен само видима светлина, UV-A и UV-B лъчи. За разлика от това, UV-C радиацията се абсорбира напълно от кислорода на горната стратосфера или мезосфера, както и от озоновия слой. UV-C радиацията разцепва кислородната молекула O2 до атомен кислород O, който се свързва много бързо с молекулата O2 на O3, т.е. озон, и по този начин се грижи за запазването на озоновия слой. Затихването на слънчевата светлина, попадаща в земната атмосфера, се състои от различни процеси на поглъщане и разсейване, които много силно зависят от дължината на вълната на излъчване. UV-A лъчите се отслабват много малко от стратосферния и тропосферния озон. За разлика от това, UV-B лъчите в озоновия слой са отслабени с приблизително 95%, така че земната повърхност достига само малка част. Близо до земята пречупва UV-лъчението от. i. NO2 - произвежда се главно от камиони - за NO и свободен кислород O, който след това се свързва с атмосферния кислород O2 с озона, т.е. O3. Споменаваме, че се прилага следното:

затихване = разсейване + поглъщане

В резултат на това озоновият слой играе решаваща роля, особено при затихването на UV-B радиацията. Дори силното намаляване на озоновия слой, от друга страна, не би довело до увеличаване на UV-C радиацията, тъй като пълното му усвояване все пак би било достатъчно ефективно дори при по-малко количество озон. UV-A радиацията се отслабва, както беше споменато, от озона само в много ниска степен, така че намаляването на озоновия слой няма голям ефект върху интензивността на UV-A лъчението.

По-различно е положението с UV-B радиацията. За просто обяснение можем да приемем, че всеки процент загуба на озон води до 1,5 до 2% увеличение на UV-B радиацията на земната повърхност.

Анатомия на кожата

Художествени впечатления от кожа

За да се разберат биологичните и физиологични процеси на UV-лъчението в кожата, има известни знания за нейната анатомия.

Кожата е най-големият орган на човека. В случай на възрастен, той обхваща площ от около. 1,6 м2 и по този начин представлява около 16% от телесното тегло на човек. Заедно с кожни израстъци като коса, нокти, потни и мастни жлези, кожата създава генетично детерминиран уникален човешки фенотип и освен това изпълнява редица задачи, които са изброени накратко тук:

  • защитна функция, защита на вътрешността на тялото като механична и химическа бариера
  • термично регулиране, напр. стесняване или разширяване на кръвоносните съдове
  • регулиране на управлението на водите, напр. отделяне на течности и соли (изпотяване)
  • сензорна функция, напр. възприемане на топлинни възбуди, докосвания, болка
  • имунна функция, напр. в контекста на инфекциозни заболявания и алергии
  • комуникация, напр. зачервяване или избледняване

Човешката кожа се състои от кожата (епидермис) и велур (дерма). Под кожата се крие подкожната връзка, подкожието. За така наречените кожни израстъци и др. включват: коса, нокти и жлези, като потни жлези.

Биологично действие на UV лъчението

Източникът на естественото UV лъчение е слънцето. Изкуствено, UV лъчението може да бъде произведено посредством специални UV лампи, напр. в медицината за дезинфекция или в солариумите. За съжаление, UV лампите се излъчват и от халогенни лампи. Поради ниската дълбочина на проникване на UV лъчение в човешкото тяло, на практика са засегнати само очите и кожата и имунната система. По този начин трябва да правим разлика между остра и хронична. UV лъчението обаче е необходимо и за човешкия живот и има редица положителни ефекти.

В разумни "количества" UV лъчението има редица необходими и положителни ефекти. Поради това е необходимо UV лъчение за производството на витамин D в кожата. За това обаче е достатъчно 10-минутно излагане на слънчева светлина на ден. И двата витамина D2 и D3 се произвеждат от ултравиолетовата светлина от двата провитамина - ергостерол респ. 7-дехидестерол. Витамин D играе важна роля в метаболизма на калция. Освен това слънчевата светлина стимулира имунната система и обуславя цялостното чувство за здраве. В медицинската терапия се използва UV-лъчение. i. използва се за лечение на псориазис и невродермит, както и за лечение на някои сензорни разстройства.

Светлинната терапия се използва при депресия и аритмии при сън и събуждане.

Острите последици от прекомерното UV облъчване могат да бъдат възпаление на конюнктивата и роговицата на окото, както и изгаряне (еритем) на кожата. При по-силно UV лъчение по кожата се образуват мехури, докато кожната тъкан умре (некроза).

Хронични последици, по-късни последици

След много години интензивно излагане на ултравиолетово лъчение могат да настъпят следните трайни и необратими щети:

На окото: катаракта, дегенеративни промени в конюнктивата, както и ретинопатия.

Върху кожата: Преждевременно стареене, образуване на бръчки. Тези промени се наричат ​​"стареене" на кожата o. i. се състои от:

  • разширяване на порите,
  • обрив
  • увреждане на сухожилията
  • разрушаване на еластични влакна.

В допълнение, рак на кожата като:

  • базалноклетъчен карцином
  • плоскоклетъчен карцином
  • меланом (черен кожен рак).

Относно имунната система:

По-чести инфекциозни заболявания като херпес симплекс или туберкулоза. Освен това има отрицателен ефект върху развитието на рак, напр. имуносупресия, т.е. отслабване на имунната система.

Един от значимите ефекти на UV лъчението е промяната в ДНК. В този случай се образува стабилен димер с ДНК пиримидинови основи, т.е. тимин и цитозин. Тези димери водят до нарушения в клетката по време на транскрипция, а по-късно и до репликация (= клетъчна пролиферация).

Под транскрипция имаме предвид транскрипцията на ДНК в РНК.

Освен това могат да се получат разкъсвания на спирала на ДНК.

Такива промени все още се правят - дори при нормално UV лъчение - се коригират чрез специални механизми за ремонт. Един от ензимите, важни за тези „ремонти“, е ендонуклеазата.

Ако тези механизми за ремонт са нарушени, резултатът е напр. ксеродерма пигментозна болест. Той развива рак на кожата на части от кожата, изложени на слънце.

Прекомерните дози UV лъчение, които засягат кожата, претоварват "нормалната" функция на възстановителните механизми, така че тя може да доведе до. i. бъде рак.

Измерване на UV-лъчение, UV-индекс

Основно поради промененото свободно време и промененото социално поведение, излагането на ултравиолетови лъчи се увеличи значително през последните години. Освен това досега, особено в южното полукълбо, излагането на UV-B радиация се е увеличило чрез намаляване на озоновия слой.

Мерни единици

В биологичната наука ултравиолетовото лъчение се нарича "еритематично ефективна доза от половин час". Това количество показва коя еритематозна, т.е. горещо действаща, UV енергия се появява след половин час на m2 на височина. Следователно се измерва в джаули на квадратен метър (J/m2).

За населението се използва по-разбираемо количество. Това е UV-индексът (UV-J) за UV-лъчение. Този индекс е мярка за най-високата дневна стойност на еритематозното UV лъчение. Приблизително 20 джаула/м2 съответства на UV индекс от 1. UV индексът показва колко време отнема на определен тип кожа да развие еритема. Тя варира от 0 до 12. В Германия най-високите стойности варират от около 8, докато световните стойности се измерват до около 12.

С UV индекс 4 русите хора със светла кожа могат да получат еритем на обедното слънце само след половин час.

лъчение
UV индекс Доза UV лъчение Опасност от еритема Предпазни мерки
0-1 много ниско много малко вероятно не са необходими
2-4 средно силен възможно от 30 мин. препоръчва се, особено за хора със светла кожа
5-7 Високо възможно от 20 мин. необходимо
8 и по-висока много висок след по-малко от 20 минути. абсолютно необходимо

UV защита

Най-простата защита срещу UV лъчение, разбира се, се състои в избягването му. Това обаче е възможно само отчасти, тъй като повечето хора често остават навън. Освен това трябва да се има предвид, че поради отражения ние сме изложени и на UV лъчение на сянка, особено във вода или сняг. Очите могат да бъдат много добре защитени със слънчеви очила. Трябва обаче да се внимава да се гарантира, че очилата действително абсорбират UV-A и UV-B радиация и че са достатъчно големи. Това е така, защото тъмните очила без достатъчна защита срещу UV лъчение правят обратното, тъй като повече ултравиолетова светлина прониква в разширената зеница, отколкото в незащитеното око.

При ходене по ледници, напр. От съществено значение е да използвате "ледени очила", тъй като в противен случай те могат да доведат до най-сериозно увреждане на очите.

Кожата трябва да бъде защитена или с дрехи, или - ако това не е възможно, като напр по лицето или през свободното време - защитни слънцезащитни средства респ. лосион за загар.

Броят на слънчевите бани, при които още не се появява зачервяване на кожата, не трябва да надвишава 50 годишно, както се препоръчва от Федералната служба за радиационна защита. Еритемата, т.е. зачервяването на кожата, трябва да се избягва, доколкото е възможно. Това може да се постигне чрез избягване на слънчева светлина или подходящ слънцезащитен крем.

Много е важно да се има предвид, че облеклото предлага само частична и ограничена защита срещу UV лъчение. Така например, памукът поглъща само част от UV-B радиацията, напр. полиестерните тъкани осигуряват относително добра защита. Дори бяха открити евтини тениски със защитен фактор (UV фактор) по-малък от 5. Около 30% от всички тествани дрехи имаха защитен фактор под 30! Измиването на дрехи с препарати, които съдържат така наречените оптични избелващи средства, се оказа много изгодно, тъй като тези вещества имат добра абсорбция на UV лъчение. За съжаление, в момента все още няма обвързващи стандарти за производителите. Въпреки това, много производители заявяват, особено в детското облекло, защитния фактор на своите продукти под формата на надпечатване върху парче облекло.

защитен фактор > 0 > 5 > 10 > 15 > 20 > 25 > 30 > 35 > 40 > 45 > 50
памук (n = 14) 1 3 2 2 3 - - - 1 - 2
вълна
(n = 11)		 - - - - - - - - 1 2 8
лен
(n = 36)		 - 11. 10 8 6 1 - - - - -
вискоза
(n = 64)		 26 7 6 12 4 2 2 2 1 1 1
полиамиди
(n = 16)		 6 1 3 - - - - - - - 6
полиестер
(n = 43)		 1 - - 2 - 1 1 - 2 3 33
смесени вещества
(n = 52)		 - - 2 3 2 4 3 4 3 7 24

Тази таблица показва защитния фактор на летните дрехи, изработени от различни тъкани. n = брой използвани облекла; тествани са общо 236 части. (Според д-р Тил Гамбихлер, Рурски университет в Бохум).

Детското тяло - и по този начин кожата - е особено чувствително към влиянията на околната среда. Кожата на бебетата е с дебелина само 1/10 от кожата на възрастен.

Децата на възраст под 5 години трябва да бъдат изключително защитени от всякакъв вид еритем, тъй като всеки еритем на тази възраст се увеличава с. i. риск от рак на кожата. Поради тази причина децата, които са изложени на слънце, т.е. при игра, защитен поне със слънцезащитен крем със защитен фактор 15.

Всеки слънцезащитен крем (крем, масло, мляко) има слънцезащитен фактор (UV фактор), отпечатан върху опаковката (кутия, бутилка или туба). Коефициентът е даден като цяло число. Междувременно защитните фактори варират от 1 до 30. Коефициент от 30 се счита за „блокер на слънцето“.

Факторът показва колко по-дълго, отколкото без защита е възможно да останете на слънце след прилагането му, за да постигнете същия ефект. По този начин, защитен фактор 5 би означавало, че излагането на UV лъчение след 5 часа престой е същото като при престой от 1 час без защита. При русите хора със светла кожа защитният фактор трябва да бъде около два пъти UV индекса.

При силна слънчева светлина се препоръчва и покривало за глава, което да предпазва главата и шията в допълнение към всички защитни продукти.

UV-лъчение в планината

Пресичането на пътеките на инките в Перу води до голямо натоварване от UV лъчение дори в облачни дни

Пресичането на пътеките на инките в Перу води до голямо натоварване от UV лъчение дори в облачни дни

Колкото по-висок е човек, толкова по-ниска е защитата на въздуха и по-малко той е отслабен, особено от UV-A лъчение. С прости думи може да се каже, че интензивността на UV лъчението се увеличава на всеки 1000 метра надморска височина с приблизително 6%. Особено внимание трябва да се обърне на снега, ледниците или. във вода (от планински езера), тъй като тук, поради отражение, дозата на радиация може да бъде значително увеличена чрез UV-лъчение.

UV лъчение и географска ширина

Географската ширина на площта се увеличава от екватора с ширината? = 0 ° до полюсите с? = ± 90 °. Най-високото положение на слънцето се променя според географската ширина. Слънце така 21./22. Декември стои на южния тропик (? = -23,5 °), 21./22. Март на екватора (? = 0 °) и 21./22. Юни в северния тропик (? = + 23,5 °) в 12:00 местно време точно перпендикулярно на хоризонта. В Берлин (? = 52,5 °) слънцето стои в средата на лятото, т.е. на 21/22. Юни, за разлика от тях, само 61 ° над хоризонта.

Колкото по-ниско обаче стои слънцето, толкова по-голям е пътят на слънчевата светлина през атмосферата и толкова по-голяма е атенюираната ултравиолетова светлина. С прости думи може да се каже, че интензивността на UV лъчението на полюсите е само около 1/1 000 от лъчението на екватора.

Потъмняването на кожата служи за защита на подлежащите слоеве на кожата и в същото време главно за защита на ДНК в клетъчното ядро. Разграничаваме незабавното покафеняване (пигментация), което се случва в рамките на няколко часа, и късното пигментиране.

В долните епителни слоеве на кожата, o. i. те откриват меланоцити и кератиноцити. Меланоцитите и кератиноцитите са и двата важни типа кожни клетки.

След излагане на ултравиолетово лъчение в меланоцитите се образува меланин. Оттам меланинът се транспортира чрез специални транспортни механизми (меланозоми) до кератиноцитите. В кератиноцитите меланинът се отлага над клетъчното ядро. Това предпазва клетъчното ядро ​​от UV лъчение, по-специално неговата ДНК киселина. Този меланин е отговорен за покафеняване.

По време на процеса на незабавна пигментация се образува малко количество меланин, но основно този, който вече е на разположение, се транспортира до споменатите кератиноцити.

По-късно пигментацията се състои - особено след няколко слънчеви бани - от по-силно образуване на нов меланин и последващия му транспорт. Този процес може да отнеме до няколко дни.

Слънчеви студия, солариуми

При соларни изследвания ултравиолетовата светлина се произвежда с помощта на подходящи лампи. В същото време има устройства за цялото тяло и такива, които служат главно за оцветяване на лицето. Съотношението между UV-A и UV-B лъчението може да бъде зададено с помощта на подходящи филтри. По този начин трябва да се предотврати еритема. Това обаче губи и по-дълготрайния ефект на покафеняване, така че трябва да се прилага UV-A лъчение с по-висока интензивност. По този начин се постига покафеняване (незабавна пигментация). Това обаче води и до увеличаване на вредното въздействие на радиацията. Освен това няма кожа, която да защитава „калуса“ (= груба кожа), което може да бъде постигнато само чрез UV-B лъчение.

Има изследвания, че рискът от рак на кожата може да бъде увеличен. Това важи особено за хора със светла кожа или хора с много родилни петна. Освен това хората, които са страдали от еритема през детството си, са изложени на риск. Както вече споменахме, децата под 5-годишна възраст са особено изложени на риск, но съществува и повишен риск за юноши на възраст под 18 години. Като правило не бива да се отдаваме на повече от 50 залеза годишно, без да зачервяваме кожата. Трябва да се избягва зачервяването на слънцето. Това число заедно се отнася за солариуми и естествена слънчева светлина.

Освен това трябва да се откажем от дезодорантите и козметиката при слънчеви бани. В допълнение, някои лекарства повишават чувствителността към UV лъчение. Когато приемате лекарства, трябва или изобщо да се откажем от слънчевите бани, или поне да се консултираме с лекар поне предварително.

Фотоалергични реакции

Много лекарства водят до някои значителни кожни реакции при много хора, когато са изложени на слънчева светлина. Известен е много голям брой вещества, които могат да доведат до такива алергични реакции, причинени от UV лъчение. Някои са изброени тук като примери:

  • сулфонамиди
  • тетрацидини
  • каптоприл
  • метолазон
  • барбитурати
  • метотрексат
  • триамтерен
  • хинин
  • мефлохин
  • мускус
  • етерични масла

Симптомите на такива алергични реакции се състоят главно от:

  • зачервяване на кожата
  • кожен оток (подуване)
  • образуване на мехури
  • пилинг на ноктите
  • оцветяване на ноктите
  • обрив (кожен обрив)
  • сърбеж