Кафедра общей гигиены, экологии и радиационной медицины

УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕМА 2

Экологические факторы. физические факторы.

Влияние ультрафиолетового излучения на человека

Учебно-методическое пособие по радиационной и экологической медицине

для студентов 2 курса лечебного факультета

Гомель 2010

ВВЕДЕНИЕ

Рациональное использование солнечного излучения способствует укреплению здоровья, повышению его реактивности и устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. И, наоборот, при недостаточной инсоляции, особенно при УФ-дефиците, у человека уровень здоровья снижается, повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям, у детей может развиться рахит.

Врачи любой специализации должны знать суть и роль в жизни человека солнечных излучений, обязаны уметь давать соответствующие рекомендации по рациональному использованию, как природных излучений, так и искусственных излучений для укрепления и сохранения здоровья.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ

Научиться прогнозировать возможные последствия воздействия ультрафиолетового излучения на кожу человека.

ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ

1. Ознакомиться с особенностями биологического действия ультрафиолетового излучения на организм человека.

2. Определить тип чувствительности кожи;

3. Усвоить методику оценки риска развития рака кожи;

4. Усвоить методику расчета времени солнечного воздействия, необходимого для обеспечения суточной потребности человека в витамине Д₃.

ТРЕБОВАНИЯ К ИСХОДНОМУ УРОВНЮ ЗНАНИЙ

Для полного усвоения темы необходимо повторить соответствующий материал из следующих дисциплин:

o физики – электромагнитное излучение, удельная мощность излучений, длина волны, энергия кванта;

o биологии – биологическое действие солнечной радиации;

o физиологии - нарушение физиологического равновесия в организме при недостатке солнечного света;

o биохимии – фотохимические реакции, происходящие в организме под воздействием ультрафиолетовых излучений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ

1. Классификация физических экологических факторов

2. Патогенетические механизмы действия физических факторов окружающей среды на организм человека.

3. Метеочувствительность: понятие, классификация по степени тяжести клинических проявлений и типам метеопатических реакций.

4. Влияние видимой области солнечного спектра и освещенности на человека. «Зимняя депрессия (аффективное сезонное расстройство)»: понятие, причины развития, клиническое проявление, профилактика и лечение

5. Определение понятия биологический ритм. Основные параметры. Классификация и проблема десинхронизации биологических ритмов. Динамические болезни.

6. Как подразделяется ультрафиолетовая часть спектра солнечного излучения по характеру биологического действия?

7. Какие существуют методы измерения УФ-составляющей солнечной радиации?

8. Что такое биодоза, минимальная суточная профилактическая доза, оптимальная доза? (Дать определение этих понятий).

9. В чем заключается ультрафиолетовая недостаточность, как осуществляется ее профилактика?

10. К чему приводит чрезмерное облучение организма лучами УФ спектра; как его предупредить?

УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ

Солнечному излучению обязана своим существованием вся органическая жизнь на Земле. Характер влияния солнечного излучения на организм и здоровье человека определяется его спектральным составом: видимое излучение обеспечивает функцию зрительного анализатора, инфракрасное - оказывает тепловое воздействие, ультрафиолетовое - общестимулирующее, биологическое, эритемное, антирахитическое, бактерицидное влияние. Рациональное использование солнечного излучения способствует укреплению здоровья, повышению его реактивности и устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды. И, наоборот, при недостаточной инсоляции, особенно при УФ-дефиците, у человека уровень здоровья снижается, повышается восприимчивость к инфекционным заболеваниям, у детей может развиться рахит.

Видимое излучение представляет собой узкий диапазон в спектре электромагнитного излучения Солнца (от 400 до 760 нм), но по физиологическому и гигиеническому значению оно занимает ведущее место среди факторов внешней среды. Дневной свет оказывает благоприятное влияние на организм, стимулирует его жизнедеятельность, улучшает психо-эмоциональное состояние человека (особенно больного). Под его воздействием усиливается обмен веществ в организме, активизируются процессы кроветворения, улучшается работа эндокринных желез и т.д. Режим освещенности играет существенную роль в регуляции биологических ритмов. Практически у всех живых существ от простейших до человека состояние и функции систем ритмично изменяются. Эти изменения часто соответствуют суточному ритму, связанному с вращением Земли, хотя существуют и другие периодические колебания, соответствующие приливно–отливному, лунному или годичному циклам. Биологические ритмы — колебания смены и интенсивности процессов и физиологических реакций. В их основе лежат изменения метаболизма биологических систем, обусловленные влиянием внешних и внутренних факторов. Факторы, которые влияют на ритмичность процессов, происходящих в живом организме, получили определение "синхронизаторы", или "датчики времени". В природе биологического ритма, присущего каждому живому организму, присутствуют два компонента: экзогенный и эндогенный. Эндогенный компонент биоритма (суточный ритм физиологических функций) генетически закреплен и передается по наследству, экзогенный (любое воздействие внешних факторов) обусловлен внешними датчиками времени.

К внешним факторам относятся: изменение освещенности (фотопериодизм), температуры (термопериодизм), магнитного поля, интенсивности космических излучений, приливы и отливы, сезонные и солнечно-лунные влияния; социальные влияния, характерные для человека.

К внутренним факторам относятся нейрогуморальные процессы, протекающие в определенном, наследственно закрепленном темпе и ритме.

В естественной природе противоречий между компонентами суточного ритма не возникает. Искусственное нарушение экзогенного компонента ритма (искусственная освещенность, нарушение режима сна, работа в ночное время, переезд из одного временного пояса в другой) нередко является пусковым механизмом нарушения процессов адаптации организма к условиям окружающей среды. Поскольку эндогенные ритмы лишь приблизительно соответствуют суточному, их называют циркадианными (околосуточными) от латинских слов circa = около и dies = день. У человека более 100 различных физиологических параметров циклически изменяются с периодом 24 ч. Так, температура тела рано утром минимальна, а вечером достигает максимума, становясь примерно на 1–1,5°С выше. Наиболее выражен суточный цикл сон/бодрствование, поэтому многие функциональные изменения организма, обычно возникающие при наступлении сна (например, снижение температуры тела, частоты сокращений сердца и дыхания; см. рис.), считали с ним причинно связанными.

Инфракрасное (тепловое) излучение составляет большую часть (~ 58 %) солнечного электромагнитного спектра. Поверхности Земли достигает ИК-излучение с длиной волны 760- 3000 нм, более длинное задерживается атмосферой. ИК-излучение, встречая на пути молекулы и атомы различных веществ, усиливает их колебательные движения и тем самым вызывает тепловой эффект. Оно проникает сквозь атмосферу, толщу воды и почву, сквозь оконное стекло и одежду. Наиболее короткое ИК-излучение (с длиной волны 760- 1000 нм) проникает сквозь ткани тела, в том числе и сквозь кости черепа, на глубину 4 - 5 см. При локальном действии на ткани ИК-излучение несколько ускоряет биохимические реакции, ферментативные и иммунобиологические процессы, рост клеток и регенерацию тканей, усиливает кровоток. Интенсивность прогрева подкожной клетчатки и внутренних органов снижается благодаря кровообращению. При дальнейшем воздействии ИК-излучения глубинное прогревание тканей усиливается, что может привести к тепловому (солнечному) удару.

Активные продукты распада, образующиеся под влиянием инфракрасного излучения на кожу, и нервные импульсы, идущие от нее, распространяют местное действие излучения на весь организм. При таком влиянии (гуморальном и нервном) нормализуется тонус вегетативной нервной системы, снимается чрезмерное напряжение, ослабевает тонус мышц, сосудов, достигается болеутоляющий и противовоспалительный эффект. Благодаря этому ИК-излучение используется в лечебной практике (физиотерапия).

Интенсивность теплового излучения в СИ измеряется в джоулях (Дж), килоджоулях (кДж), мегаджоулях (мДж) на метр квадратный в час [мДж/(м²· ч)]. Внесистемная (устаревшая) единица [кал/(см²· мин)] встречается в старых руководствах, справочниках и на шкалах измерительных приборов – актинометров. Интенсивность суммарного теплового излучения Солнца на границе с атмосферой Земли (солнечная постоянная) составляет 4,87 мДж/(м² · ч) [1,94 кал/(см²· мин)]. На поверхности Земли в умеренных широтах оно не превышает 3,77 мДж/(м²· ч) [1,5 кал/(см²· мин)].

Шкала Галанина для субъективной оценки интенсивности тепловой радиации

ИЗЛУЧЕНИЕ
ИНТЕНСИВНОСТЬ	ХАРАКТЕРИСТИКА ДЕЙСТВИЯ
МДж/(м² · час)	кал/(см²· мин)].
1 – 2,01	0,4 – 0,8	Слабое, переносится неопределённо долго
2,01 –3,77	0,8 – 1,5	Умеренное, переносится 3 – 5 мин
4,02 – 7,54	1,6 – 3,0	Среднее, переносится 25 – 60 сек
7,54 – 10,05	3,0 – 4,0	Сильное, переносится 10 – 12 сек
> 12,56	> 5	Очень сильное, переносится 2 – 5 сек

Ультрафиолетовая часть солнечного спектра наиболее активна в биологическом отношении. Интенсивность и спектральный состав ее постоянно меняются в зависимости от сезона года, состояния атмосферы, количества водяных паров, аэрозолей, высоты стояния Солнца над горизонтом, от уровня запыления и годового загрязнения атмосферного воздуха. Одна из основных характеристик - длина волны (от 200 до 400 нм.), кроме того существует деление на 3 группы, в зависимости от длины волн:

1) УФ-лучи группы А - 400-320 нм.

2) УФ-лучи группы В - 320-280 нм.

3) УФ-лучи группы С - 280-200 нм.

УФ- излучение обладает широким биологическим действием, проникая в ткани на глубину 0,5 - 1,0 мм, оно активно влияет на иммунологическую резистентность организма, повышая активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы, приводит к активации биохимических процессов и, таким образом, оказывает влияние на метаболизм клеток. Повышается скорость химических процессов в организме, что в свою очередь улучшает обменные и трофические процессы, ускоряется рост и регенерация тканей организма, повышается сопротивляемость инфекции, кроме того, улучшается физическая и умственная работоспособность.

Под влиянием значительных доз УФ-лучей на коже возникает эритема , достигающая своего максимального развития через 18 - 20 часов. На месте которой к 7 - 9 дню возникает пигментация - загар. Процессы, происходящие при эритемообразовании лежат в основе обезболивающего, противовоспалительного, рассасывающего действия.

Специфическим биологическим действием УФ-излучения является образование эндогенного витамина D, которое происходит под в коже под влиянием небольших доз УФ-лучей группы А с длиной волны, равной 315-365 нм. Дегидрохолестерин, находящийся в коже, превращается в витамин D3. Последний принимает участие в регуляции фосфорно- кальциевого обмена в организме.

Важным свойством ультрафиолетовых лучей является бактерицидное действие. В его основе лежит непосредственное влияние этих лучей на микроорганизмы. При поглощении лучистой энергии в последних происходят сложные биохимические процессы, приводящие в конечном итоге к гибели микроорганизма.

Говоря о биологическом действии ультрафиолетового излучения, необходимо напомнить и о его возможных побочных эффектах. Так, при одноразовом избыточном УФ-облучении возможно:

· возникновение фотохимического ожога, который проявляется в виде эритемы, волдырей, головной боли, возможна фотоофтальмия. При этом происходит усиление ПОЛ, что ведет к повреждению клеточных мембран и гибели клеток.

· обосрение хронических заболеваний, таких как туберкулез, ревматизм и др., т. к. при усилении образования меланина увеличивается потребность в незаменимых аминокислотах, витаминах, солях кальция, что неблагоприятно сказывается на течении хронического процесса.

· при воздействии УФ-излучения группы С с длиной волны 200- 280 нм происходит инактивация холекальциферола в токсичные его производные.

При длительном воздействии избыточного УФ- излучения возможно:

· образование перикисных и эпоксидных веществ, обладающих мутагенным действием.

· индуцирование рака кожи.

· повышение фотосенсибилизации.

· возникновение у группы людей фотоаллергий.

· возникновение солнечного удара и осложнений, с ним связанных.

УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра общей гигиены, экологии и радиационной медицины

ТЕМА 2