Солнечная радиация и ее биологическое действие. Биологическое значение ультрафиолетовой части солнечного спектра.

Содержание обучения

Солнечная радиация – интегральный поток электромагнитных колебаний и корпускулярных частиц, включающий в себя лучи Рентгена, гамма лучи, световые (видимые), инфракрасные (тепловые) и ультрафиолетовые лучи, а также радиоволны.

Составляющими солнечного излучения являются:

- прямое (исходит непосредственно от солнца);

- рассеянное (от небесного свода);

- отражение (от поверхности различных предметов).

Атмосфера пропускает до поверхности Земли только оптическую часть спектра, в которую входят невидимые ультрафиолетовые (290-400 нм), видимые световые (400-760 нм) и невидимые инфракрасные лучи (760-2800 нм). У поверхности Земли ультрафиолетовая часть составляет 1%, видимая – 40%, инфракрасная – 59%.

Солнечная радиация оказывает влияние на обмен веществ в организме, его тонус и работоспособность, является мощным оздоровительным и профилактическим природным фактором. Помимо теплового эффекта и влияния на функции органа зрения она оказывает многообразное биологическое действие на весь организм.

Солнечная радиация имеет 2 характеристики:

1. Количественная – определяется интенсивностью (напряжением) радиации в калориях в минуту на 1 см поверхности, расположенной перпендикулярно к источнику излучения. Эталоном является солнечная постоянная - измеряется на границе атмосферы, где воздействие факторов, способствующих поглоще­нию, отражению и рассеиванию солнечных лучей, минимально. Этот показа­тель равен 1,94 кал/см²/мин и показывает максимальное напряжение солнечной энергии.

2. Качественная - определяется длиной волны различных видов лучистой энергии.

Факторы, определяющие напряжение солнечной радиации:

1. Состояние погоды (облака, осадки и т.д.);

2. Степень загрязнения атмосферного воздуха;

3. Высота стояния столба (массы воздуха);

4. Широта местности (определяет угол падения солнечных лучей (чем ближе к экватору, тем меньше рассеянная солнечная радиация);

5. Время суток, года.

Наибольшее значение для гигиенической оценки внешней среды имеет оптический спектр - Инфракрасное излучение (760-2800 нм)

 видимые (400-760)и ультрафиолетовые лучи(200-320нм).

Лучистая энергия солнца и в частности ее наиболее биологически активная область – ультрафиолетовая радиация, является постоянно действующим фактором внешней среды.

По характеру биологического действия ультрафиолетовую часть спектра условно делят на три области – А, В, С. Длинноволновая область А(320-400 нм) обладает преимущественно загарным действием, средневолновая область В (280-320 нм) – витаминообразующим действием, что позволяет применять этот вид излучения в качестве лечебного профилактического средства. При действии ультрафиолетового излучения области В провитамин 7, 8 – дегидрохолестерин в коже человека переходит в активную форму. Область С (200-280 нм) обладает преимущественно бактерицидным действием, в основе которого лежит нарушение жизнедеятельности микробных клеток, возникающее благодаря фотохимическому расщеплению белковых компонентов области.

Ультрафиолетовая часть солнечного спектра обладает наибольшей биологической активностью, является фактором внешней среды, имеющим большое значение для профилактики заболеваний и укрепления здоровья человека.

 Ультрафиолетовая недостаточность отрицательно отражается на здоровье и проявляется снижением адаптационных возможностей организма, окислительно-восстановительных процессов, ухудшением регенерации тканей, нарушением фосфорно-кальциевого обмена, стойкости капилляров, поражением нервной системы, системы кроветворения, паренхиматозных органов, повышением утомляемости, снижением работоспособности и сопротивляемости организма к токсическим, канцерогенным, мутагенным и инфекционным агентам. Наиболее частым проявлением ультрафиолетовой недостаточности является гиповитаминоз или авитаминоз D. У взрослых нарушение фосфорно-кальциевого обмена на почве гиповитаминоза D проявляется в плохом срастании костей при переломах, ослаблении связочного аппарата суставов, в быстром разрушении эмали зубов. Ультрафиолетовая недостаточность у детей в условиях нормального питания является ведущим фактором экзогенного рахита.

Противопоказаниями для облучения человека искусственным УФ излучением являются заболевания активной формой туберкулеза, щитовидной железы, резко выраженный атеросклероз, заболевания сердечно-сосудистой системы, печени, почек, малярия, злокачественные новообразования.

Биологический эффект ультрафиолетовых лучей зависит от длины волны.

Зона А (320-400 нм) или длинноволновое излучение – обладает эритемно-загарным или пигментобразующим действием. В результате фотохимических реакций возникает резко очерченная эритема, переходящая в загар. Лучи этой зоны обладают флуоресцентным действием, что используется для диагностики в медицине.

Зона В (280-320 нм) или средневолновое излучение - оказывает специфическое антирахитическое (D-витаминообразующее) действие за счет образования в результате фотохимических реакций витамина D. При недостатке УФ радиации у детей возникает рахит, у взрослых - нарушение фосфорно-кальциевого обмена. Оказывает также слабое бактерицидное действие.

Зона С (200-280 нм) или коротковолновое излучение оказывает бактерицидное действие, убивает патогенные микробы, находящиеся в воздухе, воде, на поверхности почвы, способствуя самоочищению природной среды.

Коротковолновая ультрафиолетовая радиация повреждает биологическую ткань. Биологические объекты не подвергаются губительному действию коротковолновой ультрафиолетовой радиации, т.к. таких лучей до поверхности земли доходит мало в силу их рассеяния в верхних слоях атмосферы.

Абиогенное действие УФ радиации. При увеличении суммарной зрительной дозы происходит угнетение синтеза ДНК, торможение функции ЦНС, гипертрофия клеток надпочечников, нарушение обмена витаминов, лейкоцитоз, усиление онкогенеза. Это проявляется в виде ожогов, фотодерматоза, опухолей, фототоксикоза, фотоаллергии, кератоконъюнктивита, фотокератита, катаракты и др.