Бактерицидный и микоцидный эффекты. Лечебное применение основано на способности вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков. Происходящие при этом летальные мутации с ионизацией атомов и молекул приводят к инактивации и разрушению структуры микроорганизмов и грибов.
Под влиянием естественного УФ-излучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы.
Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации,связанные с избытком УФ излучения
Неблагоприятные эффекты чаще всего возникают при чрезмерных недозированных облучениях на солнце или в соляриях от действия УФ-излучения областей «С» (280-180 нм) и «В» (320-280 нм), вызывая наиболее сильные реакции в эпидермисе. ДУФ-излучение (область «А» - 400-320 нм) оказывает более мягкое влияние, преимущественно на дерму
В коже имеется много так называемых хромофоров - молекул, поглощающих в значительном количестве УФ-излучение с определенными длинами волн. К ним относятся:
- белковые соединения и нуклеиновые кислоты (240-300 нм);
- гистидин, меланин (350-1200 нм);
- триптофан и тирозин (285-280 нм);
- нуклеиновые кислоты (250-270 нм);
- порфириновые соединения (400-320 нм) и др.
Под влиянием поглощения УФ-излучения в хромофорных субстанциях эпидермиса и дермы развертываются фотохимические реакции, которые приводят к образованию активных форм кислорода, радикалов перекиси водорода и других свободнорадикальных соединений что может привести к повреждению липидных структур эпидермиса, клеточных мембран (дегрануляций тучных клеток, повреждение клеток Лангерганса), угнетению синтеза ДНК и РНК с последующим изменением генетического аппарата клеток и т.д.
К фотобиологическим процессам, происходящим в коже с участием эндогенных хромофоров, относятся эритема и эдема кожи, пигментация, синтез витамина D, индукция рака кожи (фотоканцерогенез), фотоаллергия и фотоиммуносупрессия и др. Ниже представлены патологические фотобиологические процессы.
Ø О жог (Eritema Solarea), сопровождающийся сильным покраснением и припухлостью, плохим самочувствием, тревожным сном, головными болями, повышением температуры тела, ожогом кожи с краснотой, отеком, пузырями.
Ø Фотосенсибилизация - явление повышения чувствительности организма (чаще кожи и слизистых оболочек) к действию ультрафиолетового или видимого излучений:
1. Ф отоаллергические реакции, когда УФ-излучение химически изменяет вещество, оказавшееся на коже, так, что оно начинает вызывать аллергию, при этом для их возникновения необходима первичная иммунологическая сенсибилизация, т.е. многократное действие фотоаллергена (фотоаллергены: косметика и парфюмерия, содержащая мускус, амбру, масло бергамота, сандаловое масло, некоторые антибактериальные агенты, а также лекарственные средства, например, ибупрофен), при равном воздействии фотоаллергена фотоаллергии проявляются не у всех, а в зависимости от индивидуальной чувствительности организма. Клинически проявляются в виде острой крапивницы, аллергического дерматита, экземы, в более тяжелых случаях – анафилактической реакции.
2. Фототоксические реакции – обусловлены способностью веществ понижать устойчивость клеток к неблагоприятному воздействию света, возникает сразу после однократного облучения у всех лиц подвергшихся действию фототоксического вещества (фототоксиканты: псоралены, порфирины, тетрациклины, фенотиазины, сульфаниламиды, хлорпромазин и др). Клинически фототоксические эффекты проявляются в форме эритемы и пигментации.
Ø Фото старение. Это особый вид повреждения кожи, связанный с чрезмерной инсоляцией (воздействием солнечного излучения). Воздействие ультрафиолетовых лучей А вызывает в коже усиленное деление материнских клеток эпидермиса - кератиноцитов, участвующих в ороговении (кератинизации) эпидермиса и его постоянном обновлении. Нарушение дифференцировки (последовательного развития) кератиноцитов приводит к неравномерному ороговению и утолщению эпидермиса. Изменения эпидермиса влекут за собой изменения в более глубоких слоях кожи. Так, в дерме начинается процесс, именуемый «солнечным эластозом» - происходит разрушение эластиновых волокон (их уплотнение, нарушение структуры, фрагментация, закручивание, уменьшение количества), возникают очаги хронического воспаления, застойные явления в капиллярах. Тяжесть эластоза прямо пропорциональна мощности, экспозиции и спектру УФ-излучения. Раньше считалось, что развитие эластоза связано исключительно со средневолновым УФ-излучением (УФB, 280—320 нм). Однако в настоящее время выявлено участие в этом процессе и длинноволнового УФ-излучения (УФA, 320—400 нм). Клинически эластоз проявляется в виде утолщённой, желтоватой, часто бугристой кожи.
При фотостарении проявляются все признаки, сопровождающие естественное возрастное старение кожи (большое количество морщин, тонкая и сухая кожа с явлениями себорейного кератоза). На начальных фазах фотостарения многие его симптомы имеют обратимый характер. Даже в случае длительного воздействия УФ-излучения на кожу уже через несколько месяцев после его прекращения наблюдается нормализация репаративных процессов в коже.
Ø Онкологические заболевания. Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак и меланому кожи.
Ø Повреждение глаз. Ультрафиолетовое излучение средневолнового УФ-В диапазона (280-315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы, что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение - ожог роговицы (электроофтальмия). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом.
В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои (строма роговицы) не поражаются т. к. человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью.
Мягкий УФ-А диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают.
УФ-С диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам.
Защитные реакции кожи на избыточное УФ-облучение:
- утолщение рогового слоя и отражение или поглощение света кератином;
- выработка пигмента меланина, который поглощает фотоны и как экран ослабляет интенсивность действующего излучения, является перехватчиком свободных радикалов, образующихся при облучении кожи, связывает ионы двухвалентного железа, которые катализируют процесс пероксидного окисления липидов, тем самым меланин ингибирует цепные реакции пероксидного окисления липидов и другие свободнорадикальные реакции.
- образование и накопление уроканиновой кислоты, которая, переходя из цис-формы в транс-форму, способствует нейтрализации энергии;
- селективная кумуляция каротиноидов в дерме и гиподерме, где бета-каротин действует как стабилизатор клеточных мембран и поглотитель кислородных радикалов;
- выработка ферментов супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и других, нейтрализующих кислородные радикалы;
- восстановление поврежденной ДНК. и нормализация процесса репликации.
Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации,связанные с недостатком УФ излучения
Световое голодание - патологическое состояние обусловленное длительным отсутствие УФИ. С ультрафиолетовым голоданием сталкиваются жители крайнего Севера, рабочие горнорудной промышленности, метрополитена, жители крупных городов. В городах недостаток ультрафиолета связан с загрязнением атмосферного воздуха пылью, дымом, газами, задерживающими УФ-часть солнечного спектра. Окна помещений не пропускают УФ-лучи с длиной волны λ < 310 нм. Значительно снижают УФ-поток загрязненные стекла и занавеси (тюлевые занавески снижают УФ-излучение на 20 %). Поэтому на многих производствах и в быту наблюдается так называемая «биологическая полутьма».
Основные проявления УФ голодания:
- синдром сезонного психо-эмоционального расстройства (в осенне-зимний период), характеризующийся депрессией, упадком сил, желанием замкнуться в себе, а также повышенным аппетитом и потребностью во сне;
- нарушение обмена веществ и развитие недостаточности витамина D, что сопровождается резким снижением сопротивляемости организма;
- снижение общей резистентности организма, что проявляется в увеличении частоты инфекционной заболеваемости.