Біологічна дія ультрафіолетового випромінювання на людину
Механізм дії УФВ на організм людини залежить від довжини хвилі. Під впливом довгохвильового УФВ у шкірі утворюються біологічно активні речовини і продукти розкладу (фотолізу); під впливом короткохвильового УФВ переважають процеси денатурації. Загалом основою багатьох біологічних ефектів УФВ є здатність дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) поглинати енергію фотона. При цьому в ній відбуваються зміни, які називаються фотобіологічним ефектом. Найзагальніша зміна в молекулі ДНК під впливом УФВ полягає в руйнуванні полінуклеотидних ланцюжків.
Крім змін у молекулах ДНК можуть відбуватися зміни у молекулах рибонуклеїнових кислот (РНК), що виражені меншою мірою. Фо-тобіологічні ефекти можуть призвести до загибелі клітин, їх мутації і канцерогенного переродження. Зауважимо, що майже в усіх клітинах існує система відновлення ДНК — репараційна система, яка відновлює пошкодження внаслідок дії УФВ.
Наслідком впливу на шкіру великої дози УФВ є дерматит, який супроводжується набряканням, жаром і свербінням. При цьому в результаті відновлення (репарації) клітинних ушкоджень товщають епідерміс і дерма (гіперплазія). Гіперплазія епідермісу є, як вважають, захисною реакцією на дію УФВ. Крім того, захисну дію має пігмент меланін, який у складі меланоцитів у великій кількості нагромаджується у поверхневих (роговому і ростковому) шарах шкіри і є своєрідним екраном на шляху УФВ. Повторне опромінення УФ призводить до збільшення у шкірі кількості меланоцитів, що містять пігмент, а також до утворення меланіну в клітинах, які його не виробляють.
Еритема, що виникла на місці опромінення, є наслідком посилення кровотоку у шкірі та розширення кровоносних судин. У разі тривалої і повторюваної дії великих доз УФВ відбуваються альтерація, фіброз і еластоз шкіри, атрофія епідермісу і навіть рак шкіри, що пояснюється здатністю УФВ ушкоджувати ДНК та її систему репарації. Експериментальне доведено, що канцерогенна активність властива УФВ з довжиною хвилі 230-320 нм, особливо у спектрі 290-320 нм. Вірогідність виникнення пухлини внаслідок дії УФВ залежить від сумарної його дози, спектра, тривалості експозиції, індивідуальної чутливості організму та ін. Разом з тим встановлено, що дія суберитемних доз довгохвильового УФВ протягом усього життя не викликає розвитку пухлин шкіри.
Під впливом УФВ можуть виникати гострі (кератит і катаракта) і хронічні ураження очей. Тривалість латентного періоду в разі фото-кератиту залежить від дози опромінення і коливається від ЗО хв до 24 год. Характерні ознаки кератиту: відчуття стороннього тіла (піску) в очах, світлобоязнь, сльозотеча і блефароспазм. Ці ознаки зникають без ускладнень приблизно через 48 год. Порогова доза енергетичної опроміненості, яка викликає фотокератит, — 50-110 Вт/м2. Кришталик вбирає УФВ більшою мірою, ніж інші ділянки ока. У разі повторного опромінення око, на відміну від шкіри, не набуває підвищеної стійкості до нього і як наслідок постійного опромінення може розвинутися катаракта. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі 313 нм не викликає утворення катаракти; найбільше уражають око короткі хвилі (293—297 нм). Причиною виникнення катаракти можуть стати фотосенсибілізатори — антибіотики, сульфаніламіди, фенотіазини, яких у навколишньому середовищі утворюється дедалі більше.
Дефіцит УФВ протягом тривалого часу викликає УФ-недостатність, що виявляється у зниженні резистентності організму в результаті пригнічення імунологічної реактивності. Суберитемні дози довгохвильового УФВ підвищують стійкість організму до впливу хімічних речовин загальнотоксичної, алергенної і канцерогенної дії. Механізм захисного впливу суберитемних доз щодо хімічних сполук полягає у підвищенні імунологічної реактивності, активізації мікросомального апарату печінки і мітохондріальних ферментів.
Засоби захисту від понаднормової дози УФВ поділяються на чотири групи:
• протисонячні екрани;
• захисний одяг;
• прозорі матеріали для захисту шкіри і очей;
• засоби відбивання УФВ.
Розглядають фізичні та хімічні протисонячні екрани. Фізичні екрани виготовляють у вигляді перепон, які відбивають, розсіюють або загороджують світло. Хімічними екранами є параамінобензойна кислота та її складні ефіри, солі коричної кислоти і бензофенони. Найкращий ефект мають бензофенони, які добре поглинають УФВ усіх спектрів. Саме на цій основі використовують захисні креми з інгредієнтами, які поглинають УФВ.
Захисний одяг складається з куртки і капюшона з попліну або фланелету. Більшість інших тканин пропускають щонайменше 50 % УФВ.
Для захисту очей і шкіри достатньо віконного скла, яке не пропускає випромінювання з довжиною хвилі менше за 315 нм. Для надійнішого захисту очей застосовують захисні скельця з різним ступенем прозорості. Повний захист від УФВ усього діапазону хвиль забезпечують флінтглас і скло, яке містить оксиди свинцю.
У боротьбі з відбиттям УФВ велике значення мають фарби, здатні поглинати УФВ. Коефіцієнт відбивання УФВ коливається від нуля до 90 %. Наприклад, фарби з оксидом цинку і титану відбивають відповідно 2,5 і 6 % УФВ з довжиною хвилі 253 нм, а біла стінна штукатурка — 46 %. Фарби на олійній основі мають низький коефіцієнт відбиття.
Для профілактики ультрафіолетової недостатності використовують як сонячне випромінювання (інсоляція приміщень), так і УФВ штучних джерел. Ефективність профілактичного УФВ доведено численними дослідженнями і закріплено санітарним законодавством. У виробничих приміщеннях, де за технологією неможливо створити рекомендований рівень інсоляції, організовують профілактичне опромінення працюючих штучним УФВ.