От Уф-лучей необходима специальная защита. Какую роль в ее выборе играет тип кожи? Что нужно для наслаждения солнцем без огорчений?
|
|
Скачать 411.09 Kb.
|
|
Начало формы Конец формы Солнце - это радость От УФ-лучей необходима специальная защита. Какую роль в ее выборе играет тип кожи? Что нужно для наслаждения солнцем без огорчений? Врачи-дерматологи считают, что кожа травмируется, если ребенок находится под воздействием прямого солнца без специальных средств защиты. Сегодня рак кожи - не редкость (а вызывает его, прежде всего, ультрафиолетовое излучение), и в детском возрасте уже может быть положен кирпичик в фундамент этого заболевания. Дети гораздо больше бывают на воздухе, чем взрослые, а значит, солнце облучает их больше. Эксперты подсчитали, что в первые 18 лет жизни человек получает 80 процентов причитающейся ему общей дозы солнечного облучения, которую он должен бы получить в течение всей жизни. В последнее время многое в нашей жизни изменилось: некоторые - и даже не единожды за год - устраивают себе отдых в теплых странах, выходные и праздники также стремятся провести на природе, позагорать, напитаться солнцем. И здесь главный объект заботы, который нельзя упускать из виду, - это кожа ребенка. Она существенно тоньше и чувствительнее кожи взрослого. В течение первых двух лет она приобретает способность к загару, для чего должна вырабатывать пигмент меланин. А светозащитный утолщенный слой в коже, задерживающий ультрафиолетовые лучи, начинает хорошо функционировать только к шести годам. Каждый последующий солнечный ожог кожи повышает риск заболевания кожи - особенно, когда остаются коричневатые пигментные пятна. Если у ребенка (или взрослого) можно насчитать более 40 таких пятен, риск рака кожи существенно повышается и есть необходимость два раза в год посещать для контроля врача-дерматолога. ^ Солнцезащитные средства соединяют два разных эффекта воздействия:
^ Минус микропигментов: они отбеливают кожу, нередко оставляя белый слой. Чтобы ослабить этот эффект, некоторые производители смешивают химический фильтр с микропигментами. В новые солнцезащитные средства часто включаются дополнительно питательные или увлажняющие вещества, иногда в них добавляются средства даже от укусов насекомых (эти "коктейли" зачастую являются чрезмерной нагрузкой для кожи), кроме того, витамин Е для защиты от свободных радикалов - агрессивных связей кислорода или/и пантенол, способствующий восстановлению и заживлению. Солнцезащитные средства, предназначенные для детей, не должны содержать консервантов, ароматизирующих и красящих веществ, так как под воздействием солнца они могут вызвать раздражение кожи. Но они обязательно должны иметь защиту от УФ-лучей типа А и В. ^ Ультрафиолетовые лучи, попадающие на сетчатку глаза, могут вызвать ее тяжелое повреждение и со временем стать причиной катаракты. Во время пребывания у воды или в горах следует надевать солнцезащитные очки. Покупайте их только в оптике, где есть гарантия, что линзы действительно не пропускают УФ-лучей. Дешевые очки, которые можно купить на каждом углу, как правило, имеют лишь тонированные стекла, не фильтрующие ультрафиолет. И что особенно плохо: тонированные стекла вынужденно расширяют зрачки, таким образом, УФ-лучи еще легче попадают на сетчатку глаза, а вред от этого еще больше, чем пребывание на солнце без очков. ^ На нашу кожу воздействуют два вида УФ-излучения. Коротковолновые УФ-В лучи проникают только в верхний слой кожи, являются причиной загара, солнечных ожогов и, что давно уже известно, могут вызвать рак кожи. Насколько интенсивно соответствующее косметическое средство защищает кожу от УФ-В лучей, показывает его светозащитный фактор (СЗФ). Этот показатель умножается на время собственной защиты (время, в течение которого можно находиться на солнце без солнцезащитных средств без ущерба для кожи). Таким образом определяется время, в течение которого можно находиться под воздействием коротковолновых ультрафиолетовых лучей. Например: 10 минут (время собственной защиты) х СЗФ 15 = 150 минут солнца с этим средством (см. таблицу ВАШ ТИП КОЖИ). Для надежности не используйте разрешенное время полностью. Длинноволновые УФ-А лучи проникают глубоко в кожу и являются виновниками ее преждевременного старения. При этом повреждается коллагеновый слой, появляются морщинки. Еще не так давно длинноволновые УФ-В лучи считались безопасными с медицинской точки зрения. Однако последние исследования подтвердили, что они так же могут провоцировать рак кожи, как и коротковолновые УФ-В лучи. ^ Оптимальная защита кожи должна отвечать трем условиям: тень, правильная одежда, солнцезащитные средства. Детям нужно находиться в основном в защищенном месте, а с 11 до 15 часов им лучше быть в помещении. А так как даже в тени на кожу воздействует 40 процентов УФ-лучей, то и там их нельзя оставлять абсолютно голенькими. Оптимальная одежда - с длинным рукавом и длинными брючками, из легкой, но плотной (не ажурной) хлопчатобумажной ткани темных тонов. Белая или очень светлая одежда пропускает часть УФ-лучей. Не спасает и увлажненная одежда. Голова всегда должна быть прикрыта, глаза защищены козырьком, ушки и затылок также должны быть защищены. Удобна шляпка с широкими полями, кепка с козырьком, отгибающимися ушками и затылочным отворотом. Все незащищенные участки тела (лицо, руки, ступни) должны быть смазаны препаратом с высоким светозащитным фактором от коротковолновых и длинноволновых УФ-лучей. ^ Аллергическая реакция на солнце и потница проявляются в виде зудящих пузырьков и волдырей на коже, которые доставляют многим людям неприятные ощущения во время отпуска. Нередко они видят причину этого в солнцезащитных средствах, в состав которых входят эмульгаторы и определенные масла. Это неверно, хотя чувствительные люди и могут реагировать раздражением кожи на определенные ингредиенты солнцезащитных средств, но, как правило, это никак не связано с высыпаниями, обусловленными солнечным излучением. Подобную картину заболевания дает полиморфный (многообразный) фотодерматоз. Полиморфный - так как у разных людей реакция проявляется по-разному: в виде пустул, пузырьков, прыщей, папул, появлением шершавых, покрасневших участков кожи, нередко сильным зудом. Как правило, виновно в этом длинноволновое УФ-А излучение. Подверженные фотодерматозу (обычно это молодые женщины) не должны допускать попадания солнечных лучей на незащищенную кожу. В первую очередь следует наносить солнцезащитное средство на лицо, шею, область декольте, кисти рук, плечи и предплечья - на наиболее подверженные облучению части тела. Помогают средства с очень высокой степенью защиты и фильтром для коротковолнового УФ-В и, прежде всего, для длинноволнового УФ-А излучения. В продаже имеются также кремы со специальными субстанциями для защиты от солнца, которыми следует смазать кожу предварительно. Тот, кто не переносит химические фильтры, может пользоваться чистым микропигментным средством. Очень хорошо, если в него включен витамин Е, связывающий свободные радикалы, которые могут быть причиной фотодерматоза, прежде всего из-за солнечного облучения. Высыпание на коже обычно быстро исчезает после соответствующего лечения (противоаллергическая мазь, возможно, кортикоиды). И в любом случае - поторопитесь к врачу, а не на солнце. ^ Солнечный ожог проявляется в виде покраснения кожи (ожог I-ой степени), пузырей, припухлости, боли, чувства жжения (ожог II-ой степени). Каждый солнечный ожог причиняет ущерб коже, особенно детской. А кожа ничего не забывает. Кроме детей и людей с бледной (белой) кожей, опасности подвержены:
Если, несмотря на все меры предосторожности солнечный ожог все же получен, помогут прохладное укутывание, охлаждающие мази или гели с противовоспалительными средствами (например, с гамамелисом). После охлаждения кожа нуждается в увлажнении и жире (средства после загара). В случае получения ожога II-ой степени - сильное натяжение кожи или образование пузырей, подъем температуры (лихорадит) - следует обратиться к врачу. Есть еще одно средство, хотя оно не бесспорно - это прием кальция, что должно увеличить сопротивляемость кожи солнечному излучению, и, прежде всего, помочь избежать аллергии к солнечным лучам. Его следует принимать за одну-две недели до начала отпуска. Кальций обладает антиаллергенным эффектом. Но здесь нельзя превышать дозу, а значит, соответствующий препарат должен назначаться врачом. ^ С  ветолечение (фототерапия) традиционно используется в физиотерапии и косметологии. Первые публикации по светотерапии относятся к концу ХIХ века. Так, монография Эдвина Бэббитта «Принципы света и цвета. Исцеляющая сила цвета» была опубликована в 1878 году. Несколько позже был издан целый ряд работ: в 1901 — «Светолечение» Н. Финзена, в 1906 — «Применение света в медицине» В. Бика, в 1929 — «Руководство по светолечению» В. Хаусманна. Уже в 1902 году в Санкт-Петербурге функционировало 20 светолечебниц.Большой вклад в развитие фототерапии внес американский физиолог Диншах Хадиали (1873—1966), который разработал стройную систему цветовой фототерапии и назвал ее спектрохром. С развитием научно-технического прогресса появились новые источники света. Возвращение интереса к фототерапии связано с открытием в 1962 году лазерного излучения. Наряду с источниками лазерного излучения появились источники светодиодного излучения, которые позволили получить узкополосный свет разной длины волны. ^ Свет — электромагнитные волны, для которых характерна высокая частота (10—14 Гц) и малая длина волны, определяемая в нм (1нм = 109м) или в мкм (1мкм = 106м). Спектр электромагнитных волн представлен тремя диапазонами: инфракрасное излучение — от 400 до 0,76 мкм (40000—760 нм), видимое излучение — от 0,76 до 0,4 мкм (760—400 нм); ультрафиолетовое излучение — от 0,4 до 0,18 мкм (400—180 нм). Свет обладает двойственными свойствами: он не только волна, но и поток частиц (фотонов, или квантов). Длина волны определяет глубину проникновения того или иного вида излучения в биологические ткани. А характер и интенсивность взаимодействия различных лучей с биологическими тканями зависит от энергии порции излучения — кванта (Q), которая прямо пропорциональна частоте электромагнитных колебаний (n) и обратно пропорциональна длине волны (l). Вышеизложенное выражается в виде формулы: Q=h*n , где h = 6,624*1027 (постоянная Планка). Таким образом, размер кванта увеличивается с увеличением частоты и, соответственно, с уменьшением длины волны. Так, квант фиолетового излучения примерно в 2,3 раза больше, чем квант инфракрасного излучения. Наиболее выраженной биологической активностью из трех видов оптического излучения обладают ультрафиолетовые лучи, имеющие самую большую величину кванта. Указанные данные необходимо учитывать при проведении фототерапии. ^ Лазерное излучение является особым видом светового излучения электромагнитной природы, полученным с помощью оптических квантовых генераторов — лазеров. В отличие от других видов излучения, оно имеет особые свойства: l монохроматичность — наличие в спектре источника световых волн преимущественно одной длины волны; l когерентность — упорядоченность распределения и совпадение фаз электромагнитных колебаний, усиливающих друг друга; l высокую поляризацию — закономерное изменение направления и величины вектора излучения в плоскости, перпендикулярной световому лучу. В связи с указанными свойствами лазерное излучение имеет параллельное, а не радиальное распространение лучей, что обеспечивает ничтожные их потери за счет малого угла расхождения и рассеивания в окружающем пространстве. В то же время хорошая оптическая фокусировка излучения приводит к получению большой энергетической плотности — высокой концентрации энергии в микроскопически малом объеме вещества. Лазерное излучение не является естественным фактором окружающей нас среды, его получают искусственно. С помощью лазеров можно получить монохроматическое излучение любой длины волны оптического диапазона: ультрафиолетового, видимого и инфракрасного участка спектра. В медицине используют лазерное излучение различной интенсивности. Высокоэнергетическое (высокоинтенсивное) излучение находит применение в хирургической практике для рассечения и разрушения тканей; среднеэнергетическое (среднеинтенсивное) в основном используют в косметологической практике; низкоэнергетическое (низкоинтенсивное) — в физиотерапии. В физиотерапевтической практике наиболее широкое применение нашли лазеры, генерирующие излучения красного (0,633 мкм) и инфракрасного (0,89—1,2 мкм) диапазона, которые хорошо изучены и чье использование научно обосновано. Лазеротерапию применяют для лечения сухости и дряблости кожи, устранения морщин, при герпетических высыпаниях, вульгарных угрях, для удаления инфильтратов. ^ Инфракрасное излучение (ИК) было открыто в 1800 году английским физиком Уильямом Гершелем. Оно оптически неоднородно: выделяют ближнее (0,76—1,5 мкм) и дальнее (1,5—400 мкм) ИК-излучение. Ближнее ИК-излучение относительно слабо поглощается поверхностными слоями кожи и проникает в ткани на глубину 3—7 см. Около 30% ИК излучения достигает подкожного жирового слоя и более глубоко расположенных тканей. Длинноволновое излучение поглощается в основном поверхностными слоями кожи. Кванты ИК-излучения обладают сравнительно небольшой энергией. Они вызывают преимущественно тепловой эффект, который может ощущать пациент. При локальных облучениях температура кожи и подлежащих тканей может повышаться на несколько градусов (1—40С). По мере увеличения интенсивности облучения возникает чувство жжения, а в дальнейшем — ожог. В результате непосредственного действия тепла и возбуждения терморецепторов развивается терморегуляционная реакция. ИК-излучение вызывает усиление потоотделения и теплоотдачу за счет расширения сосудов кожи, подкожной клетчатки и мышц, активизации циркуляции крови в них. Указанная сосудистая реакция и увеличение кровенаполнения в облученной области приводят к появлению выраженной гиперемии кожи — тепловой эритеме, которая исчезает через 30—40 минут после прекращения облучения. При использовании источников ближнего ИК-излучения эритема на коже не возникает. Под действием ИК-излучения усиливается броуновское движение молекул, электрическая диссоциация и движение ионов, изменяется поверхностное натяжение и осмос. Интенсивное нагревание кожи приводит к распаду ее белковых молекул и высвобождению биологически активных веществ, в том числе гистаминоподобных. Они повышают проницаемость сосудистой стенки, участвуют в регуляции местной и общей гемодинамики, вызывают раздражение кожных рецепторов. В развитии общих реакций организма и реакций со стороны более глубоко расположенных органов играют роль преимущественно рефлекторные реакции. Тепло, как известно, является катализатором, ускоряющим биохимические процессы в тканях, повышающим обмен веществ, жизнедеятельность биологических структур, активизирующих окислительно-восстановительные реакции организма. В результате воздействия ИК-облучения усиливается фагоцитарная активность лейкоцитов, активизируются иммунобиологические процессы, рассасываются и удаляются продукты метаболизма, что обуславливает противовоспалительное действие. Воздействие ИК-излучением показано в основном в подострой и хронических фазах воспаления. Тепло снижает мышечный тонус, снимает спазм, вызывает расслабление поперечно-полосатых (скелетных) мышц. Кроме теплового эффекта, выявлено воздействие ИК-излучения на митохондрии, энергетический центр клетки, в виде стимуляции синтеза АТФ, являющейся «топливом» для живой клетки. В косметологии в основном используются источники смешанного ближнего и дальнего ИК-излучения: паровые приборы, грелки, лампы накаливания. В последние годы шире стали применяться источники ближнего светодиодного ИК-излучения как отечественного, так и зарубежного производства: аппарат «Спектр — ЛЦ» , «Дюна», «Биоптрон», «Слимминг лайт» и т. д. ^ Видимое световое (ВС) излучение имеет, как уже указывалось, более короткую длину волны — от 0,76 до 0,40 мкм. Кванты ВС обладают большей энергией, чем кванты ИК-излучения, поэтому наряду с тепловым действием ВС-излучение может влиять на биохимические процессы, вызывая фотохимический эффект. Оно способно приводить атомы в возбужденное состояние, повышая способность веществ вступать в химические реакции. В спектр видимого света входит семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. В физиотерапии сформировалось новое направление — фотохромотерапия, основанное на применении узкополосного светодиодного излучения основных цветов. Наиболее изучено применение красного, зеленого и синего цветов. ^ Красный цвет проникает в биологические ткани на глубину 25 мм , поглощаясь в эпидермисе и собственно коже (дерме). Около 25% падающей энергии доходит до подкожной жировой клетчатки. Красный цвет поглощается преимущественно ферментами (каталаза, церулоплазмин), а также хромотоформными группами белковых молекул и частично кислородом. В XVII и XIX веках он использовался в медицине при инфекционных заболеваниях (оспе, кори, скарлатине). Первые попытки применения его в косметологии связаны с концом XIX века, когда при лечении экземы груди красным цветом обратили внимание на изменение тургора кожи, которая приобретала нежно-розовый цвет и становилась атласной на ощупь. При очаговом воздействии на локальные кожные зоны красный цвет изменяет местную температуру в облученных тканях, вызывает расширение сосудов, увеличение скорости кровотока, что проявляется легкой гиперемией. Он повышает тонус поперечно-полосатой и гладкой мускулатуры, стимулирует созревание коллагеновых структур. Отмечается выраженная стимуляция иммунитета и эритропоэза. Красный цвет активизирует репаративную регенерацию поврежденных тканей, что используется для более быстрого заживления раневых и язвенных дефектов кожи и слизистых оболочек. Однако необходимо обратить внимание, что при длительных воздействиях, особенно при нейровегетативной лабильности, красное излучение может вызвать беспокойство, агрессивность и локомоторную реакцию. Красный цвет противопоказан при лихорадочных состояниях, нервном возбуждении, выраженном отеке и инфильтрации тканей, нагноительных процессах. ^ Зеленое излучение поглощается более поверхностными тканями — эпидермисом и дермой, в подкожную жировую клетчатку проникает лишь 5% излучения. Глубина проникновения зеленого излучения в ткани составляет 3—5 мм. Оно избирательно поглощается флавопротеидами дыхательной цепи и белковыми комплексами ионов кальция и способно изменять клеточное дыхание в облучаемых тканях. Зеленый цвет относится к гармонизирующим, так как уравновешивает процессы возбуждения и торможения в центральной нервной системе, улучшает вегетативную регуляцию, обладает мягким успокаивающим действием на эмоциональное состояние человека. В результате нормализации сосудистого тонуса и нормализации кровенаполнения сосудов снижается повышенный уровень артериального и внутриглазного давления. Отмечено благоприятное действие зеленого цвета на микроциркуляцию, что приводит к ликвидации отечности тканей. Кроме того, зеленое излучение оказывает умеренное антиспастическое действие. Обладая десенсибилизирующим эффектом, оно уменьшает выход гистамина из нейтрофилов и уменьшает кожный зуд. ^ Синее излучение полностью задерживается эпидермисом и дермой. Оно избирательно поглощается молекулами пиридиновых нуклеотидов, гемопорфирина. Последующая активация дыхательной цепи способствует усилению гликолиза и липолиза в клетках и ускоряет процессы фотодеструкции билирубина, что ведет к его распаду до веществ, легко выводимых из организма и не оказывающих нервно-токсического действия при желтухе новорожденных (неонатальной гипербилирубинемии). Синее излучение тормозит нервно-психическую деятельность. Оно понижает возбудимость различных нервных образований, замедляет скорость нервной проводимости и обладает обезболивающим действием. Под влиянием синего цвета происходит значительное удлинение хроноксии двигательных нервов. Это лежит в основе его применения при заболеваниях периферической нервной системы, особенно при невралгических болевых синдромах. Есть указания на антисептические и противовоспалительные свойства синего цвета. УФ-излучение Ультрафиолетовое излучение (УФ) было открыто в 1801 году И. Риттером, У. Гершелем и У. Уолластоном. В спектре оптического диапазона оно занимает чуть более 1%. Фотобиологи условно разделяют весь спектр УФИ на 3 области соответственно его длине волны и особенностям биологического действия. Область А — от 0,400 до 0,320 мкм, которая обладает наиболее выраженным пигментообразованием; область В — от 0,320 до 0,275 мкм; область С — от 0,275 до 0,180 мкм. УФ-излучение проникает в ткани на глубину 0,62 мм. Однако благодаря большой энергии фотона оно оказывает выраженное фотофизическое и фотохимическое воздействие. Естественной реакцией кожи на УФ-излучение является ультрафиолетовая эритема, которая определяет противовоспалительные и обезболивающие свойства УФ-излучения. Выраженные бактерицидные свойства УФ-лучей усиливают их противовоспалительное действие, что используется при гнойничковых заболеваниях кожи, вульгарных угрях. В косметологической практике наибольшее значение придается пигментообразующим свойствам УФ-излучения, сообщающим коже приятный золотисто-бронзовый цвет, поэтому целесообразно применение УФИ преимущественно с «загарным» диапазоном волн. В связи с этим при УФ-облучениях, преследующих разные цели и задачи, следует использовать специализированные селективные источники, дающие отдельные участки спектра УФИ. В косметологии применяют установки или УФ-облучатели, излучающие преимущественно УФ-излучение области А, иногда с некоторым содержанием лучей области В. Это, прежде всего, импортные установки в виде индивидуальных соляриев типа «Солана» и «Кеттлер». Из отечественных источников к этой группе принадлежат облучатели группового действия «ЭОП» и «ЭГД — 5». УФ-облучения в соляриях (фотариях), кроме загарного действия, дают определенный лечебный эффект. После процедур кожа становится чистой и здоровой, исчезают гнойничковые заболевания, воспалительные инфильтраты, угревая сыпь. Кроме того, улучшается трофика волос, что используется для лечения очагового облысения, повышаются процессы иммунитета, усиливается регенерация красной крови, нормализуется реактивность организма. В то же время после многократных облучений отмечают усиленное шелушение кожи, появление морщин и сухости кожных покровов. Речь идет о значительном снижении секреторной активности потовых желез в течение нескольких дней после воздействия УФ-излучения. При наличии пигментных и родимых пятен, родинок, веснушек их окраска становится более выраженной и заметной. Наблюдается усиленный рост волос и различных новообразований кожи. (Информацию предоставил журнал KOSMETIK International Вера Кирьянова, доктор медицинских наук, профессор, главный физиотерапевт Санкт-Петербурга) 24.06.03 ^ Да, если степень защиты, например, 15, это означает, что, использовав солнцезащитный крем, вы получите такое же количество солнечной радиации за 15 минут, сколько бы получили за минуту, не пользуясь защитным средством. Однако время загара, рассчитанное с помощью светозащитного фактора, вовсе не гарантирует, что не появится раздражение. Ваша индивидуальная чувствительность к солнцу, а также интенсивность солнечного излучение в данном месте и в данное время тоже играют роль при оценке времени безопасного пребывания на солнце. Так что эти вычисления имеют право на существование, но ориентироваться на них окончательно не следует. ^ ДА, ЭТО так. По сравнению с синтетическими тканями, пропускающими от 25 до 50% УФ-лучей, натуральные ткани пропускают не больше одного процента. Капроновая ткань пропускает 30% падающего на нее излучения, нейлоновое трикотажное полотно белого цвета - 25%, синего - 13%. ^ ДА, ПОТ является естественной защитой кожи, поскольку содержит урокановую кислоту, хорошо поглощающую УФ-излучение. Поэтому кожа становится особенно чувствительной на ветру и после купания, и в эти периоды особенно легко можно обгореть на солнце. ^ СРЕДСТВА солнечной защиты входят в число самых важных препаратов, предлагаемых современной косметикой. Их действие основано на том, что химические фильтрующие субстанции подобно крошечным антеннам улавливают ультрафиолетовое излучение и изменяются под его воздействием. Недостаток химических фильтров: они проникают в кожу и (в незначительных количествах) через кровь попадают в организм. Кроме того, они могут вызывать аллергию. Чтобы избежать того и другого, были разработаны светозащитные субстанции, состоящие из тонко помолотых минеральных пигментов (оксида цинка или диоксида титана). Они остаются на поверхности кожи и блокируют солнечное облучение, отражая лучи. В остальном солнцезащитные кремы состоят, как и прочие эмульсии, из жира и воды, а также бывают обогащены веществами, смягчающими раздражение и увлажняющими кожу, а также "ловцами радикалов", такими как витамин Е. ^ И.А.Леенсон Когда-то белая кожа считалась свидетельством благородного происхождения,поэтому ее защищали от солнца. Потом времена изменились: показателем благосостояния и здорового образа жизни стал загар. В начале XХ века эта мода распространилась по всему миру (последний российский император написал в дневнике о дочерях: "Откуда это у великих княжон странное желание почернеть от солнца?"). А что говорит о загаре наука? Для начала вспомним, под каким светом загорает наша кожа. Люди становятся золотистыми или, бронзовыми, когда на их кожу попадают искусственные или естественные ультрафиолетовые лучи - свёт с длиной волны меньше-400 нм (более длинноволновое излучение относится уже к видимому свету). Источник естественного ультрафиолета - прямая или рассеянная солнечная радиация (слово"рассеянный" означает, что загореть можно и в облачную погоду), а искусственного - например, ртутно-кварцевые лампы. Но ультрафиолет бывает разный, и его действие на кожу зависит от длины волны излучения. Мягкое УФ-излучение (315-400 нм, УФ-А) наименее опасно для организма. Средний ультрафиолет (280-315 нм, УФ-В) и жесткий (100-280 нм, УФ-С) гораздо опаснее, так как они лучше поглощаются биологическими молекулами. До поверхности Земли доходит только излучение А и В, а от жесткого ультрафиолета С нас пока спасает озоновый слой (хотя сейчас из-за озоновых дыр ситуация меняется). Как показали специальные исследования, до земной поверхности не доходят лучи с длиной волны меньше 286 нм. Реально же на умеренные широты попадает излучение от 295 нм (в Москве – от 301 нм). То, под каким УФ-излучением мы загораем, зависит помимо всего прочего от широты местности, ее высоты над уровнем моря и запыленности атмосферы. Получить солнечный ожог в горах несравненно легче, чем на равнине, а на юге загорают быстрее, чем в средних широтах. ^ Загар – это защитная реакция кожи на облучение. Под действием света в ней образуется особый черно-коричневый пигмент меланин (от греческого melas – черный), который не только защищает кожу от излучения, но и выполняет функции антиокислителя, нейтрализуя опасные для клеток свободные радикалы. Меланин в больших или меньших количествах есть и в незагорелой коже, и он же окрашивает радужную оболочку глаз и волосы (его нет только у альбиносов). Меланин – это высокомолекулярное соединение сложного строения. Его цвет и защитные функции во многом обусловлены тем, что в нем есть неспаренные электроны. Механизм образования меланина полностью не выяснен, но известно, что важную роль в нем играют аминокислота тирозин и фермент тирозиназа (рис. 1).  Он синтезируется в особых клетках кожи – меланоцитах, а регулирует этот процесс гормональная система, в основном гормоны гипофиза (так называемые меланоцитстимулирующие гормоны). Взаимодействуя с молекулой белка, меланин формирует темные зернышки размером от 0,1 до 2 мкм. Меланоциты через свои отростки как бы впрыскивают эти зернышки в клетки верхних слоев кожи, пока почти весь меланин не окажется в наружном роговом слое. Оттенок загара, возможно, зависит от того, в каком состоянии находится меланин: в окисленном он черный, а в восстановленном – желто-коричневый. Меланин – прекрасный фильтр, он задерживает более 90% УФ-излучения, но это не единственный природный механизм защиты кожи. Ведь хорошо известно, что даже загорелый человек или негр не застрахованы от ожога, если окажутся на жарком солнце после перерыва. И вместе с тем альбиносы, совсем не имеющие меланина, вырабатывают некоторую устойчивость к ультрафиолету и могут какое-то время находиться на солнце. От ожога их спасает толстый роговой слой из мертвых клеток на поверхности кожи. Чем дольше человек находится под солнцем, тем толще становится роговой слой. Поэтому загоревшая кожа становится более грубой и шершавой, чем она была до загара. Еще одна степень защиты – урокановая кислота, присутствующая в наружных слоях кожи. При облучении молекулы этой кислоты изменяют свою форму (транс-форма переходит в цис-) и таким образом превращают ультрафиолетовую радиацию просто в теплоту. В темноте идет обратная реакция (рис. 2).  Но почему мы должны защищать кожу от ультрафиолета? Ведь известно, что он полезен, более того, необходим человеку хотя бы потому, что стимулирует образование витамина D (при длине волны 280-320 нм). Умеренные дозы ультрафиолета помогают организму подавлять простудные, инфекционные и аллергические заболевания, улучшают питание и кровоснабжение кожи, способствуют нормализации обмена веществ, благотворно действуют на аппетит и сон. Более того, ультрафиолет повышает устойчивость ко многим вредным веществам, в частности к свинцу, ртути, кадмию, бензолу, тетрахлориду углерода и сероуглероду, что весьма важно для химиков. Но все хорошо в меру. Избыток УФ излучения, напротив, угнетает защитные силы организма, а кроме того, нарушает обменные процессы, функцию эндокринной системы. Многие испытали на себе, как плохо сказывается длительное облучение на самочувствии: появляются повышенные возбудимость, раздражительность или, наоборот, вялость. Давно известно и то, что лучи с длиной волны в интервале 270 – 334 нм могут вызвать рак: наиболее опасны УФ-В лучи от 301 до 303 нм – именно в той обла сти самая высокая чувствительность кожи к ожогу. ^ Давайте постараемся проследить путь кванта света после того, как он попадает на кожу, и понять, что же вредного он в себе несет. Биомолекулы (какие – мы увидим дальше) поглощают кванты света и переходят в возбужденное состояние. Этот процесс можно проиллюстрировать диаграммой, предложенной в 1935 году польским физиком Александром Яблонским (рис. 3).  Не будем вдаваться в подробности энергетических переходов. Для нас важны два обстоятельства: во-первых, в возбужденных состояниях молекулы живут очень недолго (ничтожные доли секунды, причем в синглетном состоянии обычно значительно меньше, чем в триплетном), а во-вторых, они становятся очень реакционноспособными. У такой молекулы есть три возможных судьбы. Первая – вернуться в основное состояние; при этом избыток энергии, принесенный квантом света, перейдет в тепловую энергию, которая передастся другим молекулам и рассеется в окружающее пространство. Вторая – испустить квант света (если молекула перед этим была в синглетном состоянии, излучение называется флуоресценцией, а если в триплетном – фосфоресценцией). Наконец, возбужденная молекула может вступить в ту или иную химическую реакцию: изомеризации, ионизации, диссоциации или в реакцию с другими молекулами. Таким образом, ультрафиолет запускает различные вторичные процессы, в том числе и цепные реакции. Единственное препятствие – малое время жизни возбужденных состояний. Итак, у молекулы, поглотившей квант света, есть несколько путей для дальнейшего превращения. Для нашей кожи опасен третий путь – химические реакции возбужденных молекул. Например, когда в такую реакцию вступают фрагменты ДНК, то возникают мутации, а это может стать причиной перерождения клетки в раковую. Эти фрагменты – азотистые основания нуклеотидов, по-разному реагируют на возбуждение: вредоносные превращения пиримидиновых оснований происходят в десять раз легче по сравнению с пуриновыми. Пиримидины могут вступать в реакции димеризации, гидратации или образовывать сшивки с белками. Но самая опасная из них – димеризация, из-за нее происходит 70-80% всех необратимых повреждений ДНК под действием УФ-света. Конечно, в клетках предусмотрена защита от фотоповреждений. Есть множество ферментов, которые вырезают поврежденные участки и затем достраивают разорванную цепь ДНК. Так, существует фермент фотолиаза, который расщепляет пиримидиновые димеры. По некоторым данным, участвует в фотозащите и гормон серотонин, который встраивается в ДНК (без образования химических связей) и мешает образованию опасных димеров. Пиримидиновые основания поглощают свет в области 200-300 нм. Однако исследования показали, что изменения в ДНК могут происходить и под действием света УФ-А (320-400 нм), но этот механизм еще полностью не изучен. К счастью, мягкий УФ-А действует сравнительно слабо, и вред от него проявляется только тогда, когда интенсивность и доза излучения на несколько порядков выше по сравнению с коротковолновым УФ-излучением. К сожалению, одной ДНК дело не ограничивается, УФ-радиация может повреждать и белки. Поскольку к белкам относятся все ферменты, то их повреждение может отозваться тяжелыми последствиями. Измерения показали, что эффективность повреждения белков может быть 0,1 – 1% в расчете на число поглощенных квантов. Не все аминокислотные остатки в составе белков одинаково чувствительны к ультрафиолету: быстрее всего начинают реагировать триптофан и цистин. Но и этого вполне достаточно: из триптофана получается реакционноспособный радикал, который может сшивать соседние цепи белка. Если же триптофан входит в активный центр какого-либо фермента, то последний после этого неизбежно потеряет активность. Выбитый из молекулы триптофана электрон так же ничего хорошего клетке не принесет. Он помогает образованию активного радикала НО2 или напрямую разрушает другие структуры белковой молекулы. Например, после присоединения электрона к молекуле цистина разрываются дисульфидные мостики. Помимо ДНК и белков, ультрафиолет может действовать и на липиды – то есть на мембраны клеток. При облучении изменяется их ионная проницаемость, из-за чего клетки набухают и разрываются. Так кванты света разрушают эритроциты и работу внутриклеточных органов, таких, как митохондрии и лизосомы. В случае биологических мембран кванты действуют не напрямую, но также безотказно: сначала его улавливают фотосенсибилизаторы, которые передают возбуждение на липиды. В состав липидов входят полиненасыщенные жирные кислоты с несколькими двойными связями, что и делает их чувствительными к фотоокислению. Начинается цепная реакция, в результате которой получаются гидроперекиси. Цепное фотоокисление липидов можно затормозить с помощью ингибиторов – молекул, перехватываю щих свободные радикалы. Ингибиторы цепного окисления называются антиокислителями, или антиоксидантами. Наиболее известный из них – альфа-токоферол (витамин Е). ^ Обычно те материалы, которые задерживают видимый свет, непрозрачны и для УФ-лучей. Обратное не всегда верно: вещество может быть совершенно прозрачным и бесцветным и в то же время почти полностью задерживать УФ-лучи. Очень важна и толщина материала: с ее увеличением интенсивность поглощения возрастает по экспоненте. Например, обычное оконное стекло толщиной 0,1 мм весьма прозрачно во всей УФ-области. То же стекло толщиной 3 мм пропускает свет уже только в области УФ А. Частично пропускает ультрафиолет и легкая одежда. Наиболее прозрачны ткани редкого плетения из тонких волокон, вроде капрона. Из полимерных материалов самый прозрачный – полиэтилен, он совсем немного ослабляет УФ-радиацию. В то же время пленки из полистирола и некоторых других полимеров задерживают ультрафиолет значительно лучше. Чтобы защитить кожу от солнца, особенно на пляже, используют специальные кремы. Они в ходу довольно давно, но раньше их состав подбирали чисто эмпирически, не имея представления о том, какие химические реакции происходят в коже под действием света. Получались, по современным понятиям, довольно жуткие смеси. Так, в рецептурном справочнике, изданном с США в тридцатые годы, в состав солнцезащитных кремов рекомендовали вводить различные экзотические вещества (трагант, миндальное масло, сосновое масло, китайское коричное масло и т.п.), а также весьма сомнительные соединения – борную кислоту, буру, фенол, полиалкилгликоли (под фирменным на званием "гликопон"), сульфат хинина, холестерин, нафтолдисульфонат натрия. Популярны были также неорганические пигменты белого цвета, защитная роль которых сводилась к чисто механическому отражению и рассеянию света. Интересно, что простым добавлением коричневого красителя почти любой состав можно было превратить в средство для загара! Сейчас подход к созданию солнце защитных кремов чисто научный. Косметологи исходят из того, что эти средства должны помогать природным механизмам обезвреживать опасные кванты УФ-излучения. Эта помощь может быть просто механической: например, оксид цинка или титана делает крем ярко-белым и он образует на коже непрозрачный слой, который отражает и рассеивает ультрафиолетовое излучение. В состав кремов вводят также органические соединения, которые поглощают солнечную радиацию в нужном диапазоне длин волн. При этом молекулы-защитники не должны сами вступать в реакции или давать вредные продукты, например свободные радикалы. Их задача – поглотить квант света, очень быстро возвратиться из возбужденного состояния в основное и работать дальше. Конечно, к веществам в составе солнцезащитных кремов предъявляют и другие требования: они должны быть нетоксичными, не раздражать кожу и т.д. Некоторые из таких соединений показаны на рисунке 4.  Все они содержат бензольные кольца, многие – сопряженные системы связей, благодаря которым и поглощают ультрафиолетовое излучение. Первой косметологам приглянулась пара-аминобензойная кислота (по-английски сокращенно РАВА, от p-aminobenzoic acid). Сложные эфиры РАВА (этиловый, пропиловый, изопропиловый) применяют в медицине в качестве местных анестезирующих средств, например новокаин. Проблема в том, что РАВА плохо растворяется в жироподобных веществах, которые, собственно, и составляют основу любого крема. Поэтому используют сложные эфиры: они растворяются значительно лучше. Однако у 1-2% людей РАВА и ее производные вызывают аллергические реакции. С этой точки зрения предпочтительнее другие солнцезащитные соединения, например эфиры коричной кислоты С6Н5-СН=СН-СООН и салициловой кислоты, производные бензофенона С6Н5-СО – С6Н5. Они очень хорошо поглощают УФ-излучение. Так, незамещенная коричная кислота делает это в сто раз лучше, чем бензол. Поэтому для кремов достаточно совсем небольших концентраций производных этой кислоты (циннаматов). Производные салициловой кислоты поглощают хуже, соответственно концентрация этих соединений в защитных кремах должна быть более высокой. Защитное действие любого такого соединения или их смеси оценивается “защитным фактором". Например, если раздражение на чистой коже появилось через 10 минут облучения, а на смазанной кремом (в точно таких же условиях) – через час, то защит ный фактор равен 60:10 = 6. Часто для повышения защитного фактора в одном креме одновременно применяют несколько различных соединений. Помимо соединений с солнцезащитным действием, известны и такие, которые, напротив, увеличивают чувствительность кожи к ультрафиолетовому и даже видимому свету. Такие соединения (их называют фотосенсибилизаторами) могут попасть в кожу и при непосредственном контакте, и при приеме внутрь. С этим должны считаться химики, работающие с большим количеством различных соединений, действие которых на организм недостаточно изучено. Известно довольно много сенсибилизаторов загара: различные смолы, желчь, хинин, метиленовый синий, зозин и даже мука, которая вызывает "гречишную" болезнь. К их числу относятся и некоторые лекарства, например сульфаниламиды. Вот почему при лечении такими препаратами надо избегать длительного пребывания на солнце. Впрочем, соединения, обладающие особенно сильным фотосенсибилизирующим действием, использу ют для лечения некоторых кожных болезней (см."Химию и жизнь – ХI век", 1-й пилотный номер, 1996).
^ (от ультра... и фиолетовый), ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 400—10 нм. Вся область У. и. условно делится на ближнюю (400—200 нм) и далёкую, или вакуумную (200—10 нм); последнее название обусловлено тем, что У. и. этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов. Ближнее У. и. открыто в 1801 немецким учёным Н. Риттером и английским учёным У. Волластоном по фотохимическому действию этого излучения на хлористое серебро. Вакуумное У. и. обнаружено немецким учёным В. Шуманом при помощи построенного им вакуумного спектрографа с флюоритовой призмой (1885—1903) и безжелатиновых фотопластинок. Он получил возможность регистрировать коротковолновое излучение до 130 нм. Английский учёный Т. Лайман, впервые построив вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решёткой, регистрировал У. и. с длиной волны до 25 нм (1924). К 1927 был изучен весь промежуток между вакуумным У. и. и рентгеновским излучением. Спектр У. и. может быть линейчатым, непрерывным или состоять из полос в зависимости от природы источника У. и. (см. Спектры оптические). Линейчатым спектром обладает УФ-излучение атомов, ионов или лёгких молекул (например, H2). Для спектров тяжёлых молекул характерны полосы, обусловленные электронно-колебательно-вращательными переходами молекул (см. Молекулярные спектры). Непрерывный спектр возникает при торможении и рекомбинации электронов (см. Тормозное излучение). Оптические свойства веществ в ультрафиолетовой области спектра значительно отличаются от их оптических свойств в видимой области. Характерной чертой является уменьшение прозрачности (увеличение коэффициента поглощения) большинства тел, прозрачных в видимой области. Например, обычное стекло непрозрачно при < 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые др. материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для <105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий — 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при < 185 нм из-за поглощения кислородом. Коэффициент отражения всех материалов (в том числе металлов) уменьшается с уменьшением длины волны излучения. Например, коэффициент отражения свеженапылённого алюминия, одного из лучших материалов для отражающих покрытий в видимой области спектра, резко уменьшается при < 90 нм (рис. 1). Отражение алюминия значительно уменьшается также вследствие окисления поверхности. Для защиты поверхности алюминия от окисления применяются покрытия из фтористого лития или фтористого магния. В области < 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10—30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше. Источники У. и. Излучение накалённых до 3000 К твёрдых тел содержит заметную долю У. и. непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощное У. и. испускает плазма газового разряда. При этом в зависимости от разрядных условий и рабочего вещества может испускаться как непрерывный, так и линейчатый спектр. Для различных применений У. и. промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для У. и. материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником У. и. Интенсивное У. и. непрерывного спектра испускают электроны, ускоренные в синхротроне (синхротронное излучение). Для ультрафиолетовой области спектра разработаны также оптические квантовые генераторы (лазеры). Наименьшую длину волны имеет водородный лазер (109,8 нм). Естественные источники У. и. — Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть У. и. ( > 290 нм) достигает земной поверхности. Более коротковолновое У. и. поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30—200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах. У. и. звёзд и др. космических тел, кроме поглощения в земной атмосфере, в интервале 91,2—20 нм практически полностью поглощается межзвёздным водородом. Приёмники У. и. Для регистрации У. и. при >230 нм используются обычные фотоматериалы. В более коротковолновой области к нему чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приёмники, использующие способность У. и. вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды, ионизационные камеры, счётчики фотонов, фотоумножители и др. Разработан также особый вид фотоумножителей — каналовые электронные умножители, позволяющие создавать микроканаловые пластины. В таких пластинах каждая ячейка является каналовым электронным умножителем размером до 10 мкм. Микроканаловые пластины позволяют получать фотоэлектрические изображения в У. и. и объединяют преимущества фотографических и фотоэлектрических методов регистрации излучения. При исследовании У. и. также используют различные люминесцирующие вещества, преобразующие У. и. в видимое. На этой основе созданы приборы для визуализации изображений в У. и. Применение У. и. Изучение спектров испускания, поглощения и отражения в УФ-области позволяет определять электронную структуру атомов, ионов, молекул, а также твёрдых тел. УФ-спектры Солнца, звёзд и др. несут информацию о физических процессах, происходящих в горячих областях этих космических объектов (см. Ультрафиолетовая спектроскопия, Вакуумная спектроскопия). На фотоэффекте, вызываемом У. и., основана фотоэлектронная спектроскопия. У. и. может нарушать химические связи в молекулах, в результате чего могут происходить различные химические реакции (окисление, восстановление, разложение, полимеризация и т.д., см. Фотохимия). Люминесценция под действием У. и. используется при создании люминесцентных ламп, светящихся красок, в люминесцентном анализе и люминесцентной дефектоскопии. У. и. применяется в криминалистике для установления идентичности красителей, подлинности документов и т.п. В искусствоведении У. и. позволяет обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставраций (рис. 2). Способность многих веществ к избирательному поглощению У. и. используется для обнаружения в атмосфере вредных примесей, а также в ультрафиолетовой микроскопии. Лит.: Мейер А., Зейтц Э., Ультрафиолетовое излучение, пер. с нем., М., 1952; Лазарев Д. Н., Ультрафиолетовая радиация и ее применение, Л. — М., 1950; Samson I. A. R., Techniques of vacuum ultraviolet spectroscopy, N. Y. — L. — Sydney, [1967]; Зайдель А. Н., Шрейдер Е. Я., Спектроскопия вакуумного ультрафиолета, М., 1967; Столяров К. П., Химический анализ в ультрафиолетовых лучах, М. — Л., 1965; Бейкер А., Беттеридж Д., Фотоэлектронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1975. ^ Биологическое действие У. и. При действии на живые организмы У. и. поглощается верхними слоями тканей растений или кожи человека и животных. В основе биологического действия У. и. лежат химические изменения молекул биополимеров. Эти изменения вызываются как непосредственным поглощением ими квантов излучения, так и (в меньшей степени) образующимися при облучении радикалами воды и др. низкомолекулярных соединений. На человека и животных малые дозы У. и. оказывают благотворное действие — способствуют образованию витаминов группы D (см. Кальциферолы), улучшают иммунобиологические свойства организма. Характерной реакцией кожи на У. и. является специфическое покраснение — эритема (максимальным эритемным действием обладает У. и. с = 296,7 нм и = 253,7 нм), которая обычно переходит в защитную пигментацию (загар). Большие дозы У. и. могут вызывать повреждения глаз (фотоофтальмию) и ожог кожи. Частые и чрезмерные дозы У. и. в некоторых случаях могут оказывать канцерогенное действие на кожу. В растениях У. и. изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. Не установлено, полезны ли и тем более необходимы ли для прорастания семян, развития проростков и нормальной жизнедеятельности высших растений малые дозы У. и. Большие дозы У. и., несомненно, неблагоприятны для растений, о чём свидетельствуют и существующие у них защитные приспособления (например, накопление определённых пигментов, клеточные механизмы восстановления от повреждений). На микроорганизмы и культивируемые клетки высших животных и растений У. и. оказывает губительное и мутагенное действие (наиболее эффективно У. и. с в пределах 280—240 нм). Обычно спектр летального и мутагенного действия У. и. примерно совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот — ДНК и РНК (рис. 3, А), в некоторых случаях спектр биологического действия близок к спектру поглощения белков (рис. 3, Б). Основная роль в действии У. и. на клетки принадлежит, по-видимому, химическим изменениям ДНК: входящие в её состав пиримидиновые основания (главным образом тимин) при поглощении квантов У. и. образуют димеры, которые препятствуют нормальному удвоению (репликации) ДНК при подготовке клетки к делению. Это может приводить к гибели клеток или изменению их наследственных свойств (мутациям). Определённое значение в летальном действии У. и. на клетки имеют также повреждение биолеских мембран и нарушение синтеза различных компонентов мембран и клеточной оболочки. Большинство живых клеток может восстанавливаться от вызываемых У. и. повреждений благодаря наличию у них систем репарации. Способность восстанавливаться от повреждений, вызываемых У. и., возникла, вероятно, на ранних этапах эволюции и играла важную роль в выживании первичных организмов, подвергавшихся интенсивному солнечному ультрафиолетовому облучению. По чувствительности к У. и. биологические объекты различаются очень сильно. Например, доза У. и., вызывающая гибель 90% клеток, для разных штаммов кишечной палочки равна 10, 100 и 800 эрг/мм2, а для бактерий Micrococcus radiodurans — 7000 эрг/мм2 (рис. 4, А и Б). Чувствительность клеток к У. и. в большой степени зависит также от их физиологического состояния и условий культивирования до и после облучения (температура, состав питательной среды и др.). Сильно влияют на чувствительность клеток к У. и. мутации некоторых генов. У бактерий и дрожжей известно около 20 генов, мутации которых повышают чувствительность к У. и. В ряде случаев такие гены ответственны за восстановление клеток от лучевых повреждений. Мутации других генов нарушают синтез белка и строение клеточных мембран, тем самым повышая радиочувствительность негенетических компонентов клетки. Мутации, повышающие чувствительность к У. и., известны и у высших организмов, в том числе у человека. Так, наследственное заболевание — пигментная ксеродерма обусловлено мутациями генов, контролирующих темновую репарацию. Генетические последствия облучения У. и. пыльцы высших растений, клеток растений и животных, а также микроорганизмов выражаются в повышении частот мутирования генов, хромосом и плазмид. Частота мутирования отдельных генов, при действии высоких доз У. и., может повышаться в тысячи раз по сравнению с естественным уровнем и достигает нескольких процентов. В отличие от генетического действия ионизирующих излучений, мутации генов под влиянием У. и. возникают относительно чаще, чем мутации хромосом. Благодаря сильному мутагенному эффекту У. и. широко используют как в генетических исследованиях, так и в селекции растений и промышленных микроорганизмов, являющихся продуцентами антибиотиков, аминокислот, витаминов и белковой биомассы. Генетическое действие У. и. могло играть существенную роль в эволюции живых организмов. О применении У. и. в медицине см. Светолечение. Лит.: Самойлова К. А., Действие ультрафиолетовой радиации на клетку, Л., 1967; Дубров А. П,, Генетические и физиологические эффекты действия ультрафиолетовой радиации на высшие растения, М., 1968; Галанин Н. Ф., Лучистая энергия и ее гигиеническое значение, Л., 1969; Смит К., Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972; Шульгин И. А., Растение и солнце, Л., 1973; Мясник М. Н., Генетический контроль радиочувствительности бактерий, М., 1974. В. И. Корогодин.   Рис. 1. Зависимость коэффициента отражения r слоя алюминия от длины волны l, измеренная сразу после напыления в ультравысоком вакууме (1) и после хранения на открытом воздухе в течение года (2).  Рис. 2. Спектры действия ультрафиолетового излучения на некоторые биологические объекты: А — возникновение мутаций в пыльцевых зернах кукурузы (кружки) и спектр поглощения нуклеиновых кислот (сплошная кривая); Б — иммобилизация (прекращение движения) парамеций (кружки) и спектр поглощения альбумина (сплошная кривая).  Рис. 3. Зависимость выживаемости разных бактерий от дозы ультрафиолетового излучения: А — кишечная палочка, длина волны 253,7 нм; 1, 2 — мутантные штаммы; 3 — дикий тип; Б — M. radiodurans , длина волны 265,2 нм. ^ I. Мы знаем, что длина электромагнитных волн бывает самой различной: от значений порядка 103 м (радиоволны) до 10-8 см (рентгеновские лучи). Свет составляет ничтожную часть широкого спектра электромагнитных волн. Тем не менее, именно при изучении этой малой части спектра были открыты другие излучения с необычными свойствами. Ультрафиолетовое излучение - невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее область между нижней границей видимого спектра и верхней границей рентгеновского излучения. Длина волны УФ - излучения лежит в пределах от 100 до 400 нм (1 нм = 10-9 м). По классификации Международной комиссии по освещению (CIE) спектр УФ - излучения делится на три диапазона: UV-A - длинноволновое (315 - 400 нм.) UV-B - средневолновое (280 - 315 нм.) UV-C - коротковолновое (100 - 280 нм.) II. Свойства: Высокая химическая активность, невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших дозах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменения в развитии клеток и обмене веществ, действие на глаза. III. В современном мире ультрафиолетовое излучение находит самое широкое применение в различных областях: 1) Медицина. Применение ультрафиолетового излучения в медицине связано с тем, что оно обладает бактерицидным, мутагенным, терапевтическим (лечебным), антимитотическим и профилактическим действиями, дезинфекция; лазерная биомедицина 2) Косметология В косметологии ультрафиолетовое облучение широко применяется в соляриях для получения ровного красивого загара. Дефицит ультрафиолетовых лучей ведет к авитаминозу, снижению иммунитета, слабой работе нервной системы, появлению психической неустойчивости. Ультрафиолетовое излучение оказывает существенное воздействие на фосфорно- кальциевый обмен, стимулирует образование витамина D и улучшает все метаболические процессы в организме. 3) Пищевая промышленность. Обеззараживания воды, воздуха, помещений, тары и упаковки УФ излучением Следует подчеркнуть, что использование УФИ как физического фактора воздействия на микроорганизмы может обеспечить обеззараживание среды обитания в очень высокой степени, например до 99,9%. 4) Сельское хозяйство и животноводство. 5) Полиграфия. Технология формования полимерных изделий под действием ультрафиолетового излучения (фотохимическое формование) находит применение во многих областях техники. В частности, эта технология широко применяется в полиграфии и в производстве печатей и штампов. 6) Криминалистика. Ученые разработали технологию, позволяющую обнаруживать малейшие дозы взрывчатых веществ. В приборе для обнаружения следов взрывчатых веществ используется тончайшая нить (она в две тысячи раз тоньше человеческого волоса), которая светится под воздействием ультрафиолетового излучения, но всякий контакт со взрывчаткой: тринитротолуолом или иными используемыми в бомбах взрывчатыми веществами, прекращает ее свечение. Прибор определяет наличие взрывчатых веществ в воздухе, в воде, на ткани и на коже подозреваемых в преступлении 7) Шоу-бизнес. Освещение, световые эффекты. IV. Источники УФ излучения: - излучается всеми твердыми телами, у которых t>1000оС, а также светящимися парами ртути. - звезды (в т.ч. Солнце). - лазерные установки; - газоразрядные лампы с трубками из кварца (кварцевые лампы), ртутные; - ртутные выпрямители. V. Воздействие на человека. 1) Положительное. В солнечном свете 40% спектра составляет видимый свет, 50% — инфракрасное излучение и 10% — ультрафиолет. Общеизвестно, что именно УФ- лучи инициируют процесс образования витамина Д, который необходим для усвоения организмом кальция и обеспечения нормального развития костного скелета. Кроме того, ультрафиолет активно влияет на синтез гормонов, отвечающих за суточный биологический ритм. Исследования показали, что при облучении УФ-лучами сыворотки крови в ней на 7 % увеличивалось содержание серотонина — «гормона бодрости», участвующего в регуляции эмоционального состояния. Его дефицит может приводить к депрессии, колебаниям настроения. При этом количество мелатонина, обладающего тормозящим действием на эндокринную и центральную нервную системы, снижалось на 28%. Еще один аспект положительного влияния УФ-лучей на организм - их бактерицидная функция. 2) Негативное. Существует ряд эффектов, возникающих при воздействии УФ-излучения на организм человека, которые могут приводить к ряду серьезных структурных и функциональных повреждений. Как известно, эти повреждения можно разделить на: — вызванные большой дозой облучения, полученной за короткое время (например, солнечный ожог). Они происходят преимущественно за счет лучей UVB, энергия которых многократно превосходит энергию лучей UVA. — вызванные длительным облучением умеренными дозами. Они возникают преимущественно за счет лучей спектра UVA, которые несут меньшую энергию, но способны глубже проникать в кожу, и их интенсивность мало меняется в течение дня и практически не зависит от времени года. VI. Жесткое ультрафиолетовое излучение могло быть именно тем фактором, который заставил первые органические молекулы соединяться вместе для создания РНК - рибонуклеиновой кислоты, которая считается основой жизни. Но, не будь озонного слоя, все живое на земле исчезло бы под действием солнечной радиации, в состав которой входит и УФ- излучение.</105> |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
беззараживающий эффект ультрафиолетового излучения, в основном, обусловлен фотохимическими реакциями, в результате которых происходят необратимые повреждения ДНК. Помимо ДНК ультрафиолет действует и на другие структуры микроорганизмов, в частности, на РНК и клеточные мембраны, что вызывает, в конечном итоге, гибель микроорганизма.
убительное действие ультрафиолета на микроорганизмы наглядно демонстрирует бактерицидная кривая, показывающая зависимость доли погибших микроорганизмов от энергии излучения (относительное значение действия бактерицидного ультрафиолетового излучения от длины волны в спектральном диапазоне 205—315 нм, равное единице при длине волны 265 нм).
опротивляемость различных типов микроорганизмов к УФ-излучению значительно изменяется: от малых доз для бактерий до очень больших доз для спор и простейших. Наиболее чувствительны к воздействию ультрафиолетового излучения вирусы и бактерии в вегетативной форме (палочки, кокки), например такие известные специалистам возбудители: Salmonella typhosa (брюшной тиф), Vibrio cholerae (холера), Shigella dysenteriae (дизентерия), Hepatitis virus (вирусный гипатит А), Mycobacterium tuberculisis (туберкулез). Произведение интенсивности УФ-излучения (мВт/см2) на время (с) называется дозой облучения (мДж/см2) и является мерой бактерицидной энергии, сообщенной микроорганизму. Значения доз облучения, необходимых для инактивации 99,9% микроорганизмов приведены в таблице.
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям