Сонячне випромінювання має коливальну природу коливального циклу і характер безперервності. Характерні особливості кожного з цих випромінювань мають свою, особливу біологічну роль. У цьому огляді ми розглянемо характери і механізми біологічного впливу ультрафіолетового (УФ) випромінювання , що мають тільки частина електромагнітного спектра в області 180 - 400 нм.
Весь спектр випромінювань сонця можна поділити на кілька зон:
- випромінювання по рентгену – нижче 2 нм;
- ультрафіолетове випромінювання – від 2 нм до 400 нм;
- видимий ділянку спектра – від 400 нм до 750 нм;
- інфрачервоне випромінювання – вище 750 нм.
Квантова енергія даного випромінювання (70 – 140 ккал/моль) чудова над енергією активації великої кількості хімічних реакцій. Саме тому УФ-радіація по праву вважається самою фотохімічно активізованою частиною всього спектра.
Ультрафіолетове випромінювання з розряду 2 - 180 нм найактивнішу поглинається киснем, що містяться в повітрі. Завдяки цьому, воно можливе лише в космосі, або в лабораторних умовах, а не на землі.
Обговорюваний нами спектр УФ-випромінювань, які мають біологічне значення, діапазон діляться на три підрозділи по своїй проникаючої можливості і фотохімічної активної діяльності:
- область А (320-400 нм);
- область В (275-320 нм);
- область С (180-275 нм).
На сьогоднішній день, в фотобиологии виникла тенденція виділяти, так званий, діапазон екології (295-400 нм) і УФ-випромінювання штучно створених джерел (коротше 295 нм).
У земній атмосфері випромінювання Сонця короткими хвилями, випромінювання рентгенівське, і короткий ультрафіолет, при взаємодії з молекулярним киснем, утворюють озоновий шар на відстані від 20 до 30 км від землі.
Озон веде поглинання всіх видів випромінювань з довжинами хвиль коротше 295 нм і екранує земну поверхню і нижні шари атмосфери від згубних впливів цих випромінювань.
Але, є й інша сторона УФ променів. Вони надають найпотужніше дію на багато процесів фізіології в організмі людини. Більш того, це випромінювання зіграло неоціненну роль в процесах еволюції, які коли-небудь відбувалися на Землі.
Ультрафіолет, укупі з космічними променями і радоіактівниміелементамі знаходяться в земній корі, з розрядами електрики в атмосфері, з вулканічними виверженнями і падіннями метеоритних каменів на поверхню Землі виступив основним фактором, який сприяв абіогенному синтезу сполук органіки на планеті.
Найпростіші форми життя відчули на собі мутагенну дію УФ-променів, що сприяло ходу еволюції біологічних процесів і збільшило різноманітність форм життя на землі.
Земні організми, в ході еволюції, пристосувалися використовувати для життя і розвитку енергію різних спектрів сонячного світла.
Найвідомішими з них є такі ролі частини сонячного світла , яку можна бачити: фотосинтез , зір та інфрачервоне тепловипромінювання .
Як з'ясувалося, ультрафіолетові елементи сонячного спектра теж досить непогано використовуються. Наприклад, для фотохімічного синтезу вітаміну D , який є одним з головних регуляторів для обміну кальцію і фосфору в організмі людини.
Попередні вітаміну D 7,8-дегидрохолестерин, ергостерину та інші, що потрапляють в організм з їжею, видворяються на шкірну поверхню за допомогою сальних залоз.
Кванти ультрафіолетових променів, в ході інсоляції, починають активну взаємодію на молекулярному рівні з провітаміном D. Змінений, в результаті фотохімічного перетворення, вітамін D знову всмоктується в кров.
Подібна реакція застосовується і в промисловості для штучного виробництва вітаміну D з провітамінів, шляхом збагачення їм природних джерел. Наприклад, китового жиру.
Недолік цього вітаміну може призводити до складним захворюванням. Таким, як рахіт у дітей, або зменшення вмісту кальцію в кістковій тканині в зрілому організмі.
Основна симптоматика нестачі вітаміну D така:
— швидка стомлюваність;
— часті головні мігрені;
— слабке протистояння організму до простудних і інфекційних захворювань.
Профілактику подібних недуг добре проводити за допомогою інсоляції, а також, при іспользованііерітемних ламп спільно з призначеними препаратами – самим вітаміном D, або збагачених їм продуктів.
Випадки дефіциту ультрафіолету в організмі північних жителів, геологів, особливо в зимово-весняні періоди, у населення великих міст з низькою прозорістю атмосфери для УФ-променів. Виявляється ця недостатність в неправильному мінеральному обміні. Це світлове голодування зайвий раз доводить фізіологічно — важливу роль ультрафіолету для організму.
Опромінення шкіри в межах допустимої норми складає 0,1 1,5 порогових еврітермних доз. Воно стимулює діє на організм людини: зростає активність клітин, підвищується імунітет, організм починає краще протистояти простудним і вірусних захворювань і інтоксикацій, ранозагоєння проходить набагато швидше, зрощення переломів проходить менш безболісно, і в короткий термін, стимулюється ендокринна система.
Якщо попередньо провести опромінення ультрафіолетом, то це підвищить стійкість організму до рентгенівським і гамма-променів. На иммунодепрессию, викликану пухлинними процесами і променевою терапією, добре впливає УФ-опромінення. Воно скорочує терміни загоєння променевих дерматитів і виразок на 40-50%.
Проведені клінічні досліди повністю підтвердили ефективність даного методу і високо оцінили допомогу ультрафіолету в медицині.
Під час випробувань, лікарі могли спостерігати у хворих зменшення тяжкості променевих змін, і ліквідація наслідків стала проходити вже на третій тиждень. Більш того, спостерігався добре виражений позитивний косметичний ефект.
Для общестімулірующего дії ультрафіолетового випромінювання задіюється кілька механізмів:
- Поліпшення мінерального обміну і збільшення бар'єрних властивостей тканин, завдяки зміцненню судинно-тканинних мембран.
- Стимулюється імунокомпетентні система, а також вся система сполучних тканин.
- Підвищується реактивність систем органів.
Стає очевидним, що ультрафіолетове випромінювання в фізіологічних дозах просто необхідно для оптимального балансу в життєдіяльності організму.
Стимулююча дія ультрафіолету можна спостерігати в підвищенні працездатності, стійкості організму до шкідливих агентам, у відсутності алергічних реакцій, в еффектедесенбілізаціі, який без використання ультрафіолету, можливий тільки при тривалому лікуванні алергії.
Застосування УФ-радіації показано у всіх випадках, коли терміново необхідно відновлення іммунноа ктівності, мобілізації захисних властивостей організму, регуляції обмінного процесу.
Розширення наукових знань і цілеспрямоване застосування УФ-променів, для стимулювання всіх функцій організму, а також використання їх як наймогутніший засіб природного загартовування, здатне дати ще більший ефект не тільки профілактики, але і лікування.
Розглянувши позитивний вплив ультрафіолетових променів, необхідно відзначити і питання, пов'язані і з шкідливою дією механізмів ультрафіолету на молекулярні і клітинні структури. Дії ці можуть бути бактерицидні, мутагенні і канцерогенні.
