Типы уф излучения. Свойства ультрафиолетового излучения и его влияние на организм человека

Ультрафиолетовое излучение (УФИ) - электромагнитное излучение оптического диапазона, которое условно подразделяется на коротковолновое (УФИ С - с длиной волны 200-280 нм), средневолновое (УФИ В - с длиной волны 280-320 нм) и длинноволновое (УФИ А - с длиной волны 320-400 нм).

УФИ генерируют как естественные, так и искусственные источники. Основной естественный источник УФИ - Солнце. До поверхности Земли доходит УФИ в диапазоне 280-400 нм, так как более короткие волны поглощаются в верхних слоях стратосферы.

Искусственные источники УФИ широко применяются в промышленности, медицине и др.

Фактически любой материал, нагретый до температуры, превышающей 2500 еК, генерирует УФИ. Источниками УФИ является сварка кислородно-ацетиленовыми, кислородно-водородными, плазменными горелками.

Источники биологически эффективного УФИ можно подразделить на газоразрядные и флюоресцентные. К газоразрядным относятся ртутные лампы низкого давления с максимумом излучения на длине волны 253,7 нм, т.е. соответствующие максимуму бактерицидной эффективности, и высокого давления с длинами волн 254, 297, 303, 313 нм. Последние широко используются в фотохимических реакторах, в печатном деле, для фототерапии кожных заболеваний. Ксеноновые лампы применяются для тех же целей, что и ртутные. Оптические спектры импульсных ламп зависят от используемого в них газа - ксенон, криптон, аргон, неон и др.

В люминесцентных лампах спектр зависит от использованного ртутного люминофора.

Избыточному воздействию УФИ могут подвергаться работники промышленных предприятий и медицинских учреждений, где используются выше перечисленные источники, а также люди, работающие на открытом воздухе за счет солнечной радиации (сельскохозяйственные, строительные, железнодорожные рабочие, рыбаки и др.).

Установлено, что как недостаток, так и избыток УФИ отрицательно сказываются на состоянии здоровья человека. При недостаточности УФИ у детей развивается рахит вследствие нехватки витамина Д и нарушения фосфорно-кальциевого обмена, снижается активность защитных систем организма, в первую очередь - иммунной, что делает его более уязвимым к воздействию неблагоприятных факторов.

Критическими органами к восприятию УФИ являются кожа и глаза. Острые поражения глаз, так называемые электроофтальмии (фотоофтальмии), представляют собой острые конъюнктивиты. Заболеванию предшествует латентный период, продолжительность которого около 12 часов. С хроническими поражениями глаз связывают хронический конъюнктивит, блефарит, катаракту хрусталика.

Поражения кожи протекают в форме острых дерматитов с эритемой, иногда отеком, вплоть до образования пузырей. Наряду с местной реакцией могут отмечаться общетоксические явления. В дальнейшем наблюдаются гиперпигментация и шелушение. Хронические изменения кожных покровов, вызванных УФИ, выражаются в старении кожи, развитии кератоза, атрофии эпидермиса, возможны злокачественные новообразования.

В последнее время интерес к укреплению здоровья населения путем профилактического ультрафиолетового облучения значительно возрос. Действительно, ультрафиолетовое голодание, наблюдаемое обычно в зимнее время года и особенно у жителей Севера России, ведет к значительному снижению защитных сил организма и повышению уровня заболеваемости. В первую очередь страдают дети.

Наша страна является родоначальницей движения за компенсацию ультрафиолетовой недостаточности у населения с исполь- зованием искусственных источников ультрафиолетовой радиации, спектр которых приближается к естественному. Опыт использования искусственных источников ультрафиолетовой радиации требует соответствующей коррекции в отношении дозы и методов использования.

Территория России с юга на север простирается от 40 до 80? с.ш. и условно делится на пять климатических районов страны. Оценим естественный ультрафиолетовый климат двух крайних и одного среднего географических районов. Это районы Севера (70? с.ш. - Мурманск, Норильск, Дудинка и др.), Средней полосы (55? с.ш. - Москва и др.) и Юга (40? с.ш. - Сочи и др.) нашей страны.

Напомним, что по биологическому действию спектр ультрафиолетового излучения Солнца делится на две области: «А» - излучение с длиной волны 400-315 нм, и «В» - излучение с длиной волны менее 315 нм (до 280 нм). Однако практически земной поверхности лучи короче 290 нм не достигают. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 280 нм, которое имеется только в спектре искусственных источников, относится к области «C» ультрафиолетовой радиации. У человека отсутствуют рецепторы, которые срочно (с малым латентным периодом) реагируют на ультрафиолетовую радиацию. Особенностью естественного УФ-излучения является его способность вызывать (с относительно длинным латентным периодом) эритему, являющуюся специфической реакцией организма на действие УФ-радиации солнечного спектра. В наибольшей степени образовывать эритему способна УФ-радиация с длиной волны максимум 296,7 нм (табл. 10.1).

Таблица 10.1. Эритемная эффективность монохроматического УФ-излучения

Как видно из табл. 10.1, излучение с длиной волны 285 нм в 10 раз, а лучи с длиной волны 290 нм и 310 нм в 3 раза менее активно образуют эритему, чем излучение с длиной волны 297 нм.

Приход суточной УФ-радиации солнца для указанных выше районов страны в летний период (табл. 10.2) относительно высок 35- 52 эр-ч/м -2 (1 эр-ч/м -2 = 6000 мкВт-мин/см 2). Однако в другие периоды года имеется существенное различие, и зимой, особенно на Севере, естественная радиация солнца отсутствует.

Таблица 10.2. Среднее распределение эритемной радиации области (эр-ч/м -2)

Величина суммарной радиации в различных широтах отражает суточный приход излучения. Однако при учете количества излуче- ния, поступающего в среднем не за 24, а лишь за 1 час, выявляется следующая картина. Так, в июне на широте 70? с.ш. за сутки поступает 35 эр-ч/м -2 . Солнце при этом все 24 часа не уходит с небосвода, следовательно, в час эритемная радиация будет составлять 1,5 эр-ч/м -2 . В этот же период года на широте 40? Солнце излучает 77 эр-ч/м -2 и сияет 15 часов, следовательно, часовая эритемная облученность составит 5,13 эр-ч/м -2 , т.е. величину в 3 раза большую, чем на широте 70?. Для определения режима облучения целесообразно проводить оценку прихода суммарной УФ солнечной радиации не за 24, а за 15 часов, т.е. за период бодрствования человека, так как в конечном итоге нас интересует количество естественной радиации, влияющей на человека, а не количество энергии Солнца, падающей на поверхность Земли вообще.

Важной особенностью действия на человека естественной УФрадиации является способность предупреждать так называемую D-витаминную недостаточность. В отличие от обычных витаминов, витамин D фактически не содержится в естественных продуктах питания (исключение составляют печень некоторых рыб, особенно трески и палтуса, а также яичный желток и молоко). Этот витамин синтезируется в коже под воздействием УФ радиации.

Недостаточное воздействие УФ-излучения без одновременного действия видимой радиации на организм человека приводит к разно- образным проявлениям D-авитаминоза.

В процессе D-витаминной недостаточности в первую очередь нарушаются трофика центральной нервной системе и клеточное дыхание, как субстрат нервной трофики. Это нарушение, ведущее к ослаблению окислительно-восстановительных процессов, следует, очевидно, считать основным, в то время как все остальные многообразные проявления будут вторичными. Наиболее чувствительны к отсутствию УФ-радиации маленькие дети, у которых в результате D-авитаминоза может развиться рахит и, как следствие рахита, - близорукость.

Способностью предупреждать и излечивать рахит в наибольшей степени обладает УФ-излучение области В.

Процесс синтеза витамина D под воздействием УФ-излучения довольно сложен.

В нашей стране витамин D был получен синтетическим путем в 1952 г. Исходным сырьем для синтеза послужил холестерин. В процессе превращения холестерина в провитамин образовывалась двойная связь в кольце В стерина путем последовательного бромирования. Полученный бензонат 7-дегидрохолестерина омыляется в Г-дегидрохолестерин, который уже под воздействием УФ-излучения превращается в витамин. Сложные процессы перехода провитамина в витамин зависят от спектрального состава УФ-радиации. Так, лучи с длиной волны максимум 310 нм способны превращать эргостерин в люмистерин, который переходит в техистерин, и, наконец, под действием лучей с длиной волны 280-313 нм техистерин превращается в витамин D.

Витамин D в организме осуществляет регуляцию содержания кальция и фосфора в крови. При недостаточности этого витамина нарушается фосфорно-кальциевый обмен, тесно связанный с процессами окостенения скелета, кислотно-щелочным равновесием, свертываемостью крови и т.д.

При рахите нарушается условно-рефлекторная деятельность, при этом образование условных рефлексов происходит медленнее, чем у здоровых людей, и они быстро исчезают, т.е. возбудимость коры головного мозга у детей, страдающих рахитом, значительно понижена. При этом клетки коры функционируют слабо и легко истощаются. Кроме того, наблюдается расстройство тормозной функции больших полушарий.

Торможение в течение длительного времени может широко распространяться по коре мозга.

Совершенно ясно, что необходимо проводить соответствующие профилактические мероприятия, т.е. использовать полноценный УФ-климат.

Однако следует заметить, что спектральный состав искусственного радиационного климата, имеющий место в условиях фотария с лампой типа ПРК, значительно отличается от естественного наличием коротковолновой УФ-радиации.

С выпуском в нашей стране эритемных люминесцентных ламп небольшой мощности стало возможным использование искусст- венных источников УФ-радиации в условиях фотария и в системе общего освещения.

Доза профилактического УФ-облучения. Несколько слов из истории. Профилактическое облучение шахтеров было начато в 30-х годах ХХ столетия. В то время не было соответствующего опыта и необходимой теоретической базы в отношении выбора дозы именно

профилактического облучения. Было решено использовать опыт лечебный, применяемый в физиотерапевтической практике при лечении разного рода заболеваний. Заимствованы были не только источники УФ-радиации, но и схема облучения. Биологический эффект облучения лампами ПРК, в спектре которых имеется бактерицидное излучение, был весьма сомнителен. Так, нами установлено, что соотношение биологической активности областей «В» и «С», участвующих в образовании эритемы, составляет 1:8. Первые методические указания по эксплуатации фотариев были разработаны преимущественно физиотерапевтами. В дальнейшем вопросами профилактического облучения занимались гигиенисты, биологи. В 50-х годах прошлого столетия проблема профилактического облучения приобрела гигиеническую направленность. Были проведены многочисленные исследования в разных городах и климатических районах России, которые позволили по-новому подойти к дозе профилактического УФ-облучения.

Установление профилактической дозы УФ-радиации является весьма трудной задачей, ибо следует решать и учитывать ряд связанных между собой факторов, таких как:

Источник УФ-радиации;

Способ его использования;

Площадь облучаемой поверхности;

Сезон начала облучения;

Фоточувствительность кожи (биодоза);

Интенсивность облучения (облученность);

Время облучения.

В работе использовались эритемные лампы, в спектре которых отсутствует бактерицидное УФ-излучение. Эритемная биодоза

Таблица 10.4. Взаимосвязь физических и приведенных единиц для

выражения дозы УФ-радиации области В (280-350 нм)

выражена в физических (мкВт/см 2) или приведенных (мкЭр/см 2) величинах, соотношения которых представлены в табл. 10.4.

Следует особо подчеркнуть, что облученность эритемного потока УФ излучения оценивать в эффективных (или приведенных) еди- ницах - эрах (Эр - эритемный поток излучения с длиной волны 296,7 нм мощностью 1 Вт) можно лишь при излучении области «В».

Для выражения облученности участка «В» УФ-спектра в эрах следует его облученность, выраженную в физических единицах (Вт), умножить на коэффициент эритемной чувствительности кожи. Коэффициент эритемной чувствительности кожи для лучей с длиной волны 296,7 нм принят в 1935 г. Международной комиссией по освещению за единицу.

Используя лампы ЛЭР, мы приступили к нахождению оптимальной профилактической дозы УФ-радиации и оценке «метода облучения», под которым имеется в виду главным образом длительность ежедневного облучения, продолжающегося от минуты до нескольких часов.

В свою очередь длительность профилактического облучения зависит от способа использования искусственных излучателей (исполь- зования излучателей в системе общего освещения или в условиях фотария) и от фоточувствительности кожи (от значения эритемной биодозы).

Разумеется, что при разных способах применения искусственных излучателей облучению подвергаются разные по площади поверхности тела. Так, при использовании люминесцентных ламп в системе общего освещения облучаются лишь открытые части тела - лицо, руки, шея, волосистая часть головы, а в фотарии - практически все тело.

УФ-облученность в помещении при использовании эритемных ламп небольшая, отсюда длительность облучения составляет 6-8 ч, тогда как в фотарии, где облученность достигает значительной величины, действие радиации не превышает 5-6 мин.

При нахождении оптимальной дозы профилактического облучения следует руководствоваться тем, что начальная дозы профилактического облучения должна быть ниже биодозы, т.е. субэритемной. В противном случае возможен ожог кожи. Профилактическая доза УФ-составляющей должна выражаться в абсолютных величинах.

Постановка вопроса о выражении профилактической дозы в абсолютных физических (приведенных) величинах отнюдь не

означает отказа от необходимости определения индивидуальной чувствительности кожи к УФ-радиации. Определение биодозы перед началом облучения необходимо, но лишь для того, чтобы выяснить, не меньше ли она рекомендуемой профилактической дозы. Практически при определении биодозы (по Горбачеву) можно использовать биодизиметр, имеющий не 8 или 10 отверстий, как это имеет место в лечебной практике, а значительно меньше или даже одно, которое может быть облучено дозой, равной профилактической. Если облучаемый участок кожи покраснел, т.е. биодоза меньше профилактической, то начальная доза облучения должна быть уменьшена, а облучение проводится возрастающими дозами при начальной дозе равной биодозе.

Сравнительный анализ таких физиологических показателей, как эритемная биодоза, фагоцитарная активность лейкоцитов крови, ломкость капилляров, активность щелочной фосфотазы свидетельствовал о том, что дополнительное искусственное облучение УФ-радиацией эритемными лампами, проводимое зимой, вызывая весьма положительное действие, не способствует в полной мере поддержанию изучаемых физиологических реакций на том уровне, который наблюдается осенью после длительного воздействия природной УФ-радиации.

Анализ уровней физиологических показателей облучающихся дозой УФ-радиации при разном методе облучения, обусловленном способом использования искусственных излучателей, позволил сделать заключение, что биологический эффект воздействия УФ-радиации не зависит от примененных методов облучения.

Динамика чувствительности кожи к УФ-радиации известным образом отражает процессы, происходящие в организме в результате длительного отсутствия природной УФ-радиации.

При профилактическом УФ-облучении необходимо учитывать климатические особенности местности, где проживают облучаемые (для определения сроков облучения), среднее значение их эритемной биодозы (для выбора начальной дозы облучения) и то, что профилактическая доза облучения, нормируемая в абсолютных величинах, не должна быть ниже 2000 мкВт-мин/см 2 (60-62 мЭр-ч/м 2).

Профилактические мероприятия по предупреждению острого конъюнктивита при воздействии УФИ сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах с источниками УФИ. Для защиты кожи от УФИ используются

защитная одежда, противосолнечные экраны (навесы), специальные кремы.

Основная роль в профилактике неблагоприятного воздействия УФИ на организм принадлежит гигиеническим нормативам. В настоящее время действуют «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» СН? 4557-88. Нормируемой величиной является облученность, Вт/м1. Указанные нормативы регламентируют допустимые величины УФИ для кожи с учетом длительности облучения в течение рабочей смены и площади облучаемой поверхности кожи.

За множество лет своего развития медицина достигла значительных успехов. Эта наука широко использует разработки физиков и химиков в повседневной практике, что облегчает диагностику заболеваний и делает их терапию максимально результативной. Современные методы лечения сейчас практикуются даже в небольших медучреждениях, практически в каждой поликлинике есть специальный кабинет физиотерапевтического лечения, где работает множество уникальных приборов. Медики широко используют в своей практике и ультрафиолетовое излучение, поговорим о его месте в медицине, и обсудим применение ультрафиолетового излучения в медицине чуть более подробно.

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны, длина которых колеблется от 180 и до 400нм. Такой физический фактор характеризуется множеством свойств, и может оказывать выраженное положительное воздействие на организм человека. Его активно применяют в физиотерапии – для более успешного лечения целого ряда болезней.

Ультрафиолетовые лучи способны проникать в кожу на глубину не более одного миллиметра, вызывая в ней ряд различных биохимических изменений. Специалисты выделяют несколько разновидностей такого излучения, они могут быть представлены:

Длинноволновым излучением (длина волны колеблется от 320 до 400 нм);
- средневолновым излучением (показатели длины волны находятся в промежутке от 275 до 320 нм);
- коротковолновым излучением (длина волны варьируется от 180 до 275 нм).

Все разновидности ультрафиолетового излучения оказывают различное влияние на человеческий организм.

Длинноволновое излучение

Такое ультрафиолетовое излучение характеризуется пигментирующими качествами. При попадании на кожу оно провоцирует развитие ряда химических реакций, которые сопровождаются выработкой меланина, и кожа как бы загорает.

Также длинноволновое излучение оказывает выраженное иммуностимулирующее воздействие, повышая местный иммунитет и неспецифическую сопротивляемость тела человека агрессии многих неблагоприятных факторов.

Кроме того такая разновидность ультрафиолетового облучения характеризуется фотосенсибилизирующими свойствами. Его воздействие приводит к повышению чувствительности кожи и к активной выработке меланина. Поэтому у лиц с дерматологическими болезнями длинноволновое излучение вызывает отечность кожи и эритему. Терапия в этом случае приводит к нормализации пигментации и структурных особенностей кожи. Подобный вид лечения классифицируется, как фотохимиотерапия.

Длинноволновое ультрафиолетовое излучение в медицине применяют для терапии хронических воспалительных процессов органов дыхания и недугов костно-суставного аппарата, которые имеют воспалительную природу. Также такое воздействие применяется в лечении ожогов, обморожений, трофических язв и болезней кожи, представленных витилиго, псориазом, грибовидным микозом, себореей и пр.

Средневолновое излучение
Такой вид ультрафиолетовой терапии оказывает выраженное иммуностимулирующее воздействие, способствует выработке и усвоению ряда витаминов, помогает устранить боли и воспаления. Кроме того средневолновое излучение характеризуется десенсибилизирующими качествами (снижает чувствительность организма к воздействию продуктов фотодеструкции белков) и стимулирует трофику (улучшает кровоток, увеличивает количество работающих сосудов).

Данная разновидность ультрафиолетовой терапии помогает справиться с воспалительными поражениями органов дыхания и с посттравматическими изменениями в опорно-двигательном аппарате. К ней прибегают при лечении воспалительных поражений костей и суставов, представленных артритами и артрозами, а также при устранении вертеброгенных радикулопатий, невралгии, миозитов и плекситов. Кроме того средневолновое ультрафиолетовое излучение показано пациентам с солнечным голоданием, болезнями обменных процессов и с рожистым воспалением.

Коротковолновое излучение

Такая разновидность ультрафиолетового излучения оказывает выраженное бактерицидное и фунгицидное воздействие (активизирует реакции, которые помогают разрушить структуру бактерий и грибков), способствует детоксикации организма (помогает выработать в организме вещества, способные нейтрализовать токсины). Кроме того коротковолновое излучение характеризуется метаболическими свойствами – во время его проведения происходит улучшение микроциркуляции, в результате чего органы и ткани насыщаются значительным количеством кислорода. Еще такая терапия корригирует свертывающие способности крови – изменяет способность клеточек крови к формированию тромбов и оптимизирует процессы свертывания.

Коротковолновое излучение применяют в терапии ряда кожных заболеваний, представленных псориазом, нейродермитом, туберкулезом кожи. Ним лечат различные раны, рожистое воспаление, абсцессы, а также фурункулы и карбункулы. Такая терапия помогает справиться с отитами и тонзиллитами, вылечить остеомиелит и устранить длительно незаживающие язвенные поражения на коже.

Коротковолновое ультрафиолетовое излучение используют в комплексном лечении ревматического поражения сердечных клапанов, ишемической болезни сердца, гипертонии (первой-второй степени) и ряда недугов ЖКТ (язвенных недугов и гастрита). Кроме того такое воздействие способствует устранению острых и хронических заболеваний органов дыхания, терапии сахарного диабета, острого андексита и хронического пиелонефрита.

Как и любое другое воздействие на организм, ультрафиолетовое излучение имеет ряд противопоказаний к применению.

Ультрафиолетовое излучение Солнца и искусственных источников в зависимости от длины волны делят на три диапазона:

• - область А – длина волны 400-320 нм (длинноволновое ультрафиолетовое излучение УФ-А);
• - область Б – длина волны 320-275 нм (средневолновое ультрафиолетовое излучение УФ-В);
• - область С – длина волны 275-180 нм (коротковолновое ультрафиолетовое излучение УФ-С).

В действии длинно, средне и коротковолнового излучения на клетки, ткани и организм имеются существенные различия.

Область А (УФ-А) длинноволновое излучение оказывает разнообразное биологическое действие, вызывает пигментацию кожи и флуоресценцию органических веществ. УФ-А – лучи обладают наибольшей проникающей способностью, что позволяет некоторым атомам и молекулам тела избирательно поглощать энергию УФ-излучения и переходить в неустойчивое возбужденное состояние. Последующий переход в исходное состояние сопровождается выделением квантов света (фотонов), способных инициировать различные фотохимические процессы, прежде всего затрагивающие ДНК, РНК, белковые молекулы.

Фототехнические процессы вызывают реакции и изменения со стороны различных органов и систем, которые составляют основу физиологического и лечебного действия УФ – лучей. Происходящие в облученном УФ – лучами организме сдвиги и эффекты (фотоэритема, пигментация, десенсибилизация, бактерицидный эффект и др.) имеют четкую спектральную зависимость (рис. 1), что и служит основой дифференцированного применения различных участков УФ – спектра.

Рисунок 1 - Спектральная зависимость важнейших биологических эффектов ультрафиолетового излучения

Облучение средневолновыми УФ-лучами вызывает фотолиз белка с образованием биологически активных веществ, а воздействие коротковолновыми лучами чаще приводит к коагуляции и денатурации белковых молекул. Под воздействием УФ-лучей диапазонов В и С, особенно в больших дозировках, происходят изменения в нуклеиновых кислотах, в результате чего возможно возникновение клеточных мутаций.

В то же время длинноволновые лучи приводят к образованию специфического фермента фотореактивации, способствующего восстановлению нуклеиновых кислот.

1. Наиболее широко УФ-излучение используется с лечебными целями.
2. Используются УФ-лучи также для стерилизации и дезинфекции воды, воздуха, помещений, предметов и т. д.
3. Весьма распространено их применение с профилактическими и косметическими целями.
4. Применяют УФ-излучение и с диагностическими целями, для определения реактивности организма, в люминисцентных методах.

УФ-излучение – жизненно необходимый фактор, а его длительный недостаток ведет к развитию своеобразного симптомокомплекса, имеющего «световым голоданием» или «УФ-недостаточностью». Наиболее часто он проявляется развитием авитаминоза D, ослаблением защитных иммунобиологических реакций организма, обострением хронических заболеваний, функциональными расстройствами нервной системы и т. д.К контингентам, испытывающим «УФ-недостаточность», относятся рабочие шахт, рудников, метро, люди работающие в бесфонарныхи безоконных цехах, машинных отделениях и на Крайнем Севере.

Ультрафиолетовое облучение

Ультрафиолетовое облучение производится различными искусственными изделиями с отличными друг от друга длинами волн λ. Поглощение УФ-лучей сопровождается рядом первичных фотохимических и фотофизических процессов, которые зависят от их спектрального состава и определяют физиологическое и лечебное действие фактора на организм.

Длинноволновые ультрафиолетовые (ДУФ) лучи стимулируют пролиферацию клеток мальпигиевого слоя эпидермоса и декарбоксилирование тирозина с последующим образованием в клетках шиповидногослоя. Далее идет стимулирование синтеза АКТГ и других гармонов и т. д. Получаются различные иммунологические сдвиги.

ДУФ-лучи оказывают более слабое, чем другие УФ-лучи биологическое, в том числе и эритемообразующее действие. Для усиления чувствительности кожи к ним используют фотосенсибилизаторы, чаще всего соединения фурокумаринового ряда (пувален, бероксан, псорален, амминофурин и др.)

Это свойство длинноволнового излучения позволяет его применять при лечении кожных заболеваний. Метод ПУВА-терапии (используется и салициловый спирт).

Таким образом можно выделить основные характеристики лечебных эффектов ДУФ-лучей:

1. Лечебными эффектами являются

• - фотосенсибилизирующий,
• - пигментообразующий,
• - иммуностимулирующий.

1. ДУФ-лучи, как и другие области УФ-излучения вызывают изменение функционального состояния ЦНС и ее высшего отдела коры головного мозга. За счет рефлекторной реакции улучшается кровообращение, усиливается секторная активность органов пищеварения и функциональное состояние почек.
2. ДУФ-лучи влияют на обмен веществ, прежде всего минеральный и азотный.
3. Широко применяют местные аппликации фотосенсибилизаторов при ограниченных формах псориаза. В последнее время с успехом в качестве сенсибилизатора используют УФ-В как обладающее большей биологической активностью. Комбинированное облучение УФ-А и УФ-В называют селективным облучением.
4. ДУФ-лучи используют как для местных, так и для общих облучений. Основными показаниями для их применения являются:

• - кожные заболевания (псориаз, экзема, витилиго, себорея и др.)
• - хронические воспалительные заболевания внутренних органов (особенно органов дыхания)
• - заболевания органов опоры и движения различной этнологии
• - ожоги, отморожения
• - вялозаживающие раны и язвы, косметические цели.

Протвопоказания

• - острые противовоспалительные процессы,
• - заболевания печени и почек с выраженным нарушением их функций,
• - гипертиреоз,
• - повышенная чувствительность к ДУФ-излучениям.

Средневолновое ультрафиолетовое (СУФ) излучение обладает выраженным и разносторонним биологическим действием.

При поглощении квантов СУФ-излучения в коже образуются низкомолекулярные продукты фотолиза белка и продукты перекисного окисления липидов. Они вызывают изменения ультраструктурной организации биологических мембран, белково-липидных комплексов, мембранных ферментов и их важнейших физико-химических и функциональных свойств.

Продукты фотораспада активируют систему мононуклеарных фагоцитов и вызывают дегрануляцию лаброцитов и базофилов. В результате в облученной области и прилежащих тканях происходит выделение биологически активных веществ (кининн, простогландинн, гепарин, лейкотриены, тромбоксаны и др.) и вазоактивных медиаторов (ацетилхолин, гистамин), которые существенно увеличивают проницаемость и тонус сосудов, а также способствуют расслаблению гладкой мускулатуры. Вследствие гумаральных механизмов увеличивается количество функционирующих капилляров кожи, нарастает скорость местного кровотока, что ведет к формированию эритомы.

Повторные СУФ-облучения могут привести к появлению быстро исчезающей пигментации, способствующей повышению барьерной функции кожи, повышают ее холодовую чувствительность и резистентность к действию токсических веществ и неблагоприятных факторов.

Как эритемная реакция, так и другие сдвиги, вызываемые СУФ-лучами зависят не только от длины волны, но и от дозировки. В фототерапии его применяют в эритемных и субэритемных дозах.

Облучение СУФ-лучами в субэритемных дозировках способствует образованию в коже витамина D, который после его биотрансформации в печени и почках участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена в организме. СУФ-облучение способствует образованию не только витамина D1, но и его изомера – эргокальцифемина (витамина D2). Последний обладает антирахитическим действием, стимулирует аэробный и анаэробный пути клеточного дыхания. СУФ-лучи в небольших дозировках также модулируют обмен других витаминов (А и С) вызывают активизацию метаболических процессов в облученных тканях. Под их влиянием активируется адаптационно-трофическая функция симпатической нервной системы, нормализуются нарушенные процессы различных видов обмена веществ, сердечнососудистая деятельность.

Таким образом СУФ-излучение обладает выраженным биологическим действием. В зависимости от фазы облучения можно получить эритему на коже и слизистых оболочках или проводить лечение в дозе, не вызывающей ее. Механизм лечебного действия эритемных и безэритемных доз СУФ различный, следовательно будут различными и показания к применению ультрафиолетового излучения.

Ультрафиолетовая эритема появляется на месте облучения УФ-В через 2-8 ч и связана с гибелью клеток эпидермиса. Продуты фотолиза белков поступают в ток крови и вызывают расширение сосудов, отек кожи, миграцию лейкоцитов, раздражение многочисленных рецепторов, ведущие к возникновению ряда рефлекторных реакций организма.

Кроме того, продукты фотолиза, попадающие в ток крови, оказывают гуморальное действие на отдельные органы, нервную и эндокринную системы организма. Явления асептического воспаления постепенно стихают к седьмому дню, оставляя после себя пигментацию кожи на месте облучения.

Основные лечебные эффекты СУФ-илучения:

1. СУФ –излучения являются витаминно образующий, трофостимулирующий, иммуномодулирующий – это субэритемные дозы.
2. Протиивовоспалиительный, анальгетический, десенсибилизирующий – это эритемная доза.
3. Бронхиальные болезни, астма, закаливание – это безэритемная доза.

Показания к местному применению УФ-В (субэритемные и эритемные дозы):

• - острый неврит
• - острый меозит
• - гнойничковые заболевания кожи (фурукул, карбункул, сикоз и др)
• - рожа
• - трофические язвы
• - вялозаживающие раны
• - пролежни
• - воспалительные и посттравматические заболевания суставов
• - ревматоидный артрит
• - бронхиальная астма
• - острый и хронический бронхит
• - острые респературные заболевания
• - воспаления придатков матки
• - хронический тонзиллит.

Безэритемные зоны ультрафиолетового излучения спектра В при общих облучениях организма ликвидируют явления Д-гиповитаминоза, связанного с недостатком солнечного света. Нормализует фосфорно-кальциевый обмен, стимулируют функцию симпатико-адреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, повышают механическую прочность костной ткани и стимулируют образование костной мозоли, повышают сопротивляемость кожи организма и организма в целом к вредным факторам внешней среды. Уменьшаются аллергические и экссудативные реакции, повышается умственная и физическая работоспособность. Ослабляются другие нарушения в организме, вызванные солнечным голоданием.

Показания к общему применению УФ-В (безэритемные дозы):

• - D-гиповитаминоз
• - нарушение обмена веществ
• - предрасположенность к гнойничковым заболеваниям
• - нейродермит
• - псориаз
• - переломы костей и нарушение образования костной мозоли
• - бронхиальная астма
• - хронические заболевания бронхиального аппарата
• - закаливание организма.

Противопоказания:

• - злокачественные новообразования
• - наклонность к кровотечениям
• - системные заболевания крови
• - тиреотоксикоз
• - активный туберкулез
• - язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии обострения
• - гипертоническая болезнь II и III стадии
• - далекозашедший атеросклероз артерий головного мозга и коронных артерий.

Коротковолновый ультрафиолетовый спектр излучения (КУФ) излучения.

УФ-излучение коротковолнового диапазона является активным физическим фактором, т. к. его кванты обладают наибольшим запасом энергии. Оно способно вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков за счет избыточного поглащения энергии его квантов различными молекулами, в первую очередь ДНК и РНК.

При действии на микроорганизмы, на клетки это приводит к инактивации их генома и денатурации белка, что ведет к их гибели.

При излучении КУФ-лучей возникает бактерицидный эффект, т. к. прямое попадание их на белок гибельно для клеток вирусов, микроорганизмов и грибов.

КУФ-лучи вызывают после кратковременного спазма расширение кровеносных сосудов, прежде всего субкапелярных вен.

Показания к применению КУФ-излучений:

• - облучение раневых поверхностей
• - пролежни и миндалевидных ниш после тонзиллэктомин с бактерицидной цепью
• - санация носоглотки при острых распиратурных заболеваниях
• - лечение наружного отита
• - обеззараживание воздуха в операционных, процедурных, ингаляториях, реанимационных отделениях, палатах больных, детских учреждениях и в школах.

Кожа и ее функция

Кожа человека составляет 18% от массы тела человека и имеет общую площадь 2м2. Состоит кожа из трех анатомически и физиологически тесно взаимосвязанных слоев:

• - эпидермиса или надкожницы
• - дермы (собственно кожа)
• - гиподерма (подкожно жировая подкладка).

Эпидермис построен из различных по форме и строению, послойно расположенных эпителиальных клеток (эпитермоцитов). При этом каждая вышележащая клетка происходит из нижележащей, отражая определенную фазу ее жизни.

Слои эпидермиса распологаются в следующей последовательности (с низу в верх):

• - базальный (Д) или зародышевый;
• - слой шиповатых клеток;
• - слой кератогиалиновых или зернистых клеток;
• - эпейдиновый или блестящий;
• - роговой.

Кроме эпидермоцитов в эпидермисе (в базальном слое) располагаются клетки, способные вырабатывать меланин (меланоциты), клетки Лагерганса, Гринстейна и др.

Дерма располагается непосредственно под эпидермисом и отделяется от него основной мембраной. В дерме различают сосочковый и сетчатый слои. Она состоит из коллагеновых, эластических и ретикулиновых (аргирофильных) волокон, между которыми располагается основное вещество.

В дерме, собственно, в коже находится сосочковый слой, богато снабженный кровеносными и лимфатическими сосудами. Здесь же имеются сплетения нервных волокон, дающие начало многочисленным нервным окончаниям в эпидермисе и дерме. В дерме заложены на различных уровнях потовый и сальные железы, волосяные фолликулы.

Подкожная жировая клетчатка является самым глубоким слоем кожи.

Функции кожи сложны и многообразны. Кожа выполняет барьерно - защитную, терморегуляторную, выделительную, обменную, рецепторную и т. д.

Барьерно – защитная функция, считающаяся главнейшей функцией кожи человека и животных, осуществляется за счет различных механизмов. Так, прочный и эластичный роговой слой кожи противостоит механическим влияниям и уменьшает вредное действие химических веществ. Роговой слой, являясь плохим проводником, предохраняет глубжележащие слои от высыхания, охлаждения и действия электрического тока.

Рисунок 2 – Строение кожи

Кожное сало, продукт секреции потовых желез и чешуйки отшелушивающегося эпителия образуют на поверхности кожи эмульсионную пленку (защитную мантию), играющую важную роль в предохранении кожи от воздействия химических, биологических и физических агентов.

Кислая реакция водно-липидной мантии и поверхностных слоев кожи, а также бактерицидные свойства кожного секрета являются важным барьерным механизмом для микроорганизмов.

В защите от световых лучей определенную роль играет пигмент меланин.

Электрофизиологический барьер является основным препятствием проникновения веществ в глубь кожи, в том числе и при электрофорезе. Он располагается на уровне базального слоя эпидермиса и представляет собой электрический слой с разнородными слоями. Наружный слой вследствие кислой реакции имеет «+» заряд, а обращенный внутрь «-». следует иметь в виду, что, с одной стороны, барьерно-защитная функция кожи ослабляет действие физических факторов на организм, а с другой стороны – физические факторы могут стимулировать защитные свойства кожи и тем самым реализовывать лечебные действие.

Физическая терморегуляция организма также является одной из важнейших физиологических функций кожи и имеет непосредственное отношение к механизму действия водолечебных факторов. Она осуществляется кожей путем теплоизлучения в виде инфракрасных лучей (44%) теплопроведения (31%) и испарения воды с поверхности кожи (21%). Важно отметить, что кожа с ее терморегуляторными механизмами играет большую роль в акклиматизации организма.

Секретно-экскреторная функция кожи связана с деятельностью потовых и сальных желез. Она играет важную роль в поддержании гомеостаза организма, в выполнении кожей барьерных свойств.

Дыхательная и резорбционная функция тесно взаимосвязаны. Дыхательная функция кожи, состоящая в поглощении кислорода и выделении углекислоты, в общем балансе дыхания для организма большого значения не имеет. Однако дыхание через кожу может значительно возрастать в условиях высокой температуры воздуха.

Резорбционная функция кожи, ее проницаемость имеют большое значение не только в дерматологии и токсикологии. Значение ее для физиотерапии определяется тем, что химический компонент действия многих лечебных факторов(лекарственных, газовых и минеральных ванн, грязелечения и др.) зависит от проникновения их составных ингредиентов через кожу.

Обменная функция кожи имеет специфические особенности. С одной стороны, в коже происходят только ей присущие обменные процессы (образование кератина, меланина, витамина D и др.), с другой – она принимает активное участие в общем обмене веществ в организме. Особенно велика ее роль в жировом, минеральном, углеводном и витаминном обменах.

Кожа является также местом синтеза биологически активных веществ (гепарина, гистамина, серотонина и др.).

Рецепторная функция кожи обеспечивает ее связь с внешней средой. Эту функцию кожа осуществляет в виде многочисленных условных и безусловных рефлексов благодаря наличию в ней упомянутых выше различных рецепторов.

Считают, что на 1 см2 кожи 100-200 болевых точек 12-15 холодовых, 1-2 тепловые, 25 точек давления.

Взаимосвязь с внутренними органами связана теснейшим образом – изменения кожи отражаются на деятельности внутренних органов, а нарушения со стороны внутренних органов сопровождаются сдвигами в коже. Эта взаимосвязь особенно четко проявляется при внутренних болезнях в виде так называемых рефлексогенных, или болевых, зон Захарина-Геда.

Захарьина-Геда зоны определенные области кожи, в которых при заболеваниях внутренних органов часто появляются отраженные боли, а также болевая и температурная гиперестезия.

Рисунок 3 – Расположение Захарьина-Геда зоны

Такие зоны при заболеваниях внутренних органов выявлены также в области головы. Например, боли в лобно-носовой области соответствует поражению верхушек легких, желудка, печени, устья аорты.

Боли в среднеглазичной области поражению легких, сердца, восходящей аорты.

Боли в лобно-височной области поражению легких, сердца.

Боли в теменной области поражению привратника и верхней части кишечника и т. д.

Зона комфорта область температурных условий внешней среды, вызывающих у человека субъективно хорошее теплоощущение без признаков охлаждения или перегрева.

Для обнаженного человека 17,3 0С – 21,7 0С

Для одетого человека 16,7 0С – 20,6 0С

Импульсная ультрафиолетовая терапия

НИИ энергетики машиностроения МГТУ им. Н. Э. Баумана (Шашковский С. Г. 2000 г) разработал портативный аппарат «Мелитта 01» для локального облучения пораженных поверхностей кожных покрытий, слизистых оболочек высокоэффективным импульсным ультрафиолетовым излучением сплошного спектра в диапазоне 230-380 нм.

Режим работы данного аппарата импульсный-периодический с частотой 1 Гц. В аппарате предусмотрена автоматическая генерация 1, 4, 8, 16, 32 импульсов. Выходная импульсная плотность мощности на расстоянии 5 см от горелки 25 Вт/см2

Показания:

• - гнойно-воспалительные заболевания кожи и подкожной клетчатки (фурункул, карбункул, гидраденит) в начальный период гидратации и после хирургического вскрытия гнойной полости;
• - обширные гнойные раны, раны после некрэктомии, раны перед и после проведения аутодермопластики;
• - гранулирующие раны после ожогов термических, химических, радиационных;
• - трофические язвы и вялозаживающие раны;
• - рожистое воспаление;
• - герпетическое воспаление кожи и слизистых оболочек;
• - облучение ран перед первичной хирургической обработке и после нее с целью профилактики развития гнойных осложнений;
• - обеззараживание воздуха помещений, салона автомобиля, автобуса и автомобиля скорой помощи.

Импульсная магнитная терапия с вращающимся полем и изменяющейся частотой повторения импульсов автоматически.

В основе лечебного действия лежат известные физические законы. На электрический заряд, движущиеся по кровеносному сосуду в магнитном поле, действует сила Лоренца, перпендикулярная вектору скорости заряда, постоянная в постоянном и знакопеременная, в переменном, вращающемся магнитном поле. Это явление реализуется на всех уровнях организма (атомарный, молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой).

Действие импульсной магнитной терапии низкой интенсивности оказывает активное влияние на глубоко расположенную мышечную, нервную, костную ткань, внутренние органы, улучшая микроциркуляцию, стимулируя обменные процессы и регенерацию. Электрические токи большой плотности, индуцированные импульсным магнитным полем, активизирую миелинизированные толстые волокна нервов, вследствие чего блокируется афферентная импульсация из болевого очага по спинальному механизму «воротного блока». Болевой синдром ослабляется или устраняется полностью уже во время процедуры или после первых процедур. По степени выраженности обезболивающего эффекта импульсная магнитная терапия сильно превосходит другие виды магнитной терапии.

Благодаря импульсным вращающимся магнитным полям появляется возможность индицирования в глубине тканей без их повреждений электрических полей и токов, значительной интенсивности. Это позволяет получить выраженный терапевтический противоотечный, обезболивающий, противовоспалительный, стимулирующий процессы регенерации, биостимулирующий эффекты действия, которые по степени выраженности превосходят в несколько раз лечебные эффекты, получаемые от всех известных аппаратов низкочастотной магнитотерапии.

Аппараты импульсной магнитной терапии являются современным эффективным средством лечения травматических повреждений, воспалительных, дегеративно-дистрофических заболеваний нервной и опорно-двигательной системы.

Лечебные эффекты импульсной магнитной терапии: анальгетический, противоотечный, противовоспалительный, вазоактивный, стимулирующий процессы регенерации в поврежденных тканях, нейростимулирующий, миостимулирующий.

Показания:

• – заболевания и травматические повреждения ЦНС (ишемический инсульт головного мозга, преходящее нарушение мозгового кровообращения, последствия черепно-мозговой травмы с двигательными расстройствами, закрытые травмы спинного мозга с двигательными на рушениями, детский церебральный паралич, функционально истерические параличи),
• - травматические повреждения опорно-двигательной системы (ушибы мягких тканей, суставов, костей, растяжение связок, закрытые переломы костей и суставов при иммобилизации, в стадии репаративной регенерации, открытые переломы костей, суставов, ранения мягких тканей при иммобилизации,в стадии репаративной регенерации, гипотрофия, атрофия мышц в результате гиподинамии, вызванной травматическими повреждениями опорно-двигательной системы),
• - воспалительные дегенеративно-дистрофические повреждения опорно-двигательной системы (деформирующий остеоартроз суставов с явлениями синовита и без явлений синовита, распространенный остеохондроз, деформирующий спондилез позвоночника с явлениями вторичного корешкового синдрома, шейный радикулит с явлениями плечелопаточного переатрита, грудной радикулит, пояснично-крестцовый радикулит, анкилозирующий спондилоатрит, сколиотическая болезнь у детей),
• - хирургические воспалительные заболевания (послеоперационный период после оперативных вмешательств на опорно-двигательном аппарате, коже и подкожной клетчатке, вялозаживающие раны, трофические язвы, фурункулы, карбункулы, флегмоны после хирургического вмешательства, маститы),
• - заболевания бронхолегочной системы (бронхиальная астма легкой и средней степени тяжести, хронический бронхит),
• - заболевания органов пищеварения (гипомоторно-эвакуаторные нарушения функции желудка после желудка и ваготомии, гипомоторная дисфункция толстой кишки, желудка и желчного пузыря, хронический гепатит с умеренным нарушением функции печени, хронический панкреатит с секреторной недостаточностью),
• - заболевания сердечно-сосудистой системы (оккклюзионные поражения переферических артерий атеросклеротического генеза),
• - урологические заболевания (камень в мочеточнике, состояние после литотрипсии, атония мочевого пузыря, слабость сфинкера и детрузора, простатит),
• - гинекологические заболевания (воспалительные заболевания матки и придатков, заболевания, обусловленные гипофункцией яичников),
• - хронический простатит и сексуальные расстройства у мужчин,
• - стоматологические заболевания (пародонтоз, пломбировочные боли).

Противопоказания:

• - выраженная гипотония,
• - системные заболевания крови,
• - наклонности к кровотечениям,
• - тромбофлебит,
• - тромбоэмболическая болезнь, переломы костей до иммобилизации,
• - беременность,
• - тиреотоксикоз и узловой зоб,
• - абсцесс, флегмоны (до вскрытия и дренирования полостей),
• - злокачественные новообразования,
• - лихорадочное состояние,
• - желчекаменная болезнь,
• - эпилепсия.

Предупреждение:

Импульсную магнитную терапию нельзя применять при наличии имплантированного кардиостимулятора, так как индуцированные электропотенциалы могут нарушать его работу; при различных металлических свободно лежащих в тканях организма предметах (например, осколки при ранениях), если они находятся на расстоянии менее 5 см от индукторов, поскольку при прохождении импульсов магнитного поля предметы из электропроводных материалов (сталь, медь и др.) могут совершать движения и вызывать повреждения окружающих тканей. Воздействовать на область головного мозга, сердца и глаза не допускается.

Большой интерес представляет создание импульсных магнитных аппаратов низкой интенсивности (20-150 мТл) с частотой следования импульсов, приблизительно совпадающей с частотой собственных биопотенциалов органов (2-4-6-8-10-12 Гц). Это позволило бы оказывать биорезонансное воздействие на внутренние органы (печень, поджелудочная железа, желудок, легкие) импульсным магнитным полем и положительно влиять на их функцию. Уже известно, что положительно ИМП влияет на частоте 8-10 Гц на функцию печени у больных с токсическим (алкогольным) гепатитом.

Ультрафиолет был открыт более 200 лет назад, но лишь с изобретением искусственных источников ультрафиолетового излучения человек смог использовать удивительные свойства этого невидимого света. Сегодня ультрафиолетовая лампа помогает бороться со многими заболеваниями и дезинфицирует, позволяет создавать новые материалы и используется криминалистами. Но для того чтобы приборы УФ спектра приносили пользу, а не вред, необходимо четко представлять, какими они бывают и для чего служат.

Что такое ультрафиолетовое излучение и каким оно бывает

Ты наверняка знаешь, что свет – это электромагнитное излучение. В зависимости от частоты цвет такого излучения изменяется. Низкочастотный спектр кажется нам красным, высокочастотный – синим. Если поднять частоту еще выше, то свет станет фиолетовым, а после совсем исчезнет. Точнее, исчезнет для твоего глаза. На самом деле излучение перейдет в область ультрафиолетового спектра, который мы не способны видеть из-за особенностей глаза.

Но если мы не видим ультрафиолетовый свет, то это не значит, что он на нас никак не воздействует. Ты же не будешь отрицать, что радиация безопасна, поскольку мы ее не можем увидеть. А радиация – не что иное, как такое же электромагнитное излучение, как свет и ультрафиолет, только более высокой частоты.

Но вернемся к ультрафиолетовому спектру. Он располагается, как мы выяснили, между видимым светом и радиационным излучением:

Зависимость типа электромагнитного излучения от его частоты

Отбросим свет с радиацией и рассмотрим ультрафиолетовое излучение поближе:

На рисунке хорошо видно, что весь УФ диапазон условно делится на два поддиапазона: ближний и дальний. Но на этом же рисунке сверху мы видим деление на УФА, УФВ и УФС. В дальнейшем мы будем пользоваться именно таким разделением – ультрафиолет А, В и С, поскольку оно четко разграничивает степень воздействия излучения на биологические объекты.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Конечный участок дальнего диапазона никак не обозначен, поскольку не имеет особого практического значения. Воздух для ультрафиолетового излучения с длиной волны короче 100 нм (его еще называют жестким ультрафиолетовым) практически непрозрачен, поэтому его источники можно использовать только в вакууме.

Свойства ультрафиолета и воздействие его на живые организмы

Итак, в нашем распоряжении три ультрафиолетовых диапазона: А, В и С. Рассмотрим свойства каждого из них.

Ультрафиолет А

Излучение лежит в диапазоне 400 – 320 нм и называется мягким или длинноволновым ультрафиолетовым. Проникновение его в глубинные слои живых тканей минимально. При умеренном применении УФА не только не наносит вреда организму, но и полезен. Он укрепляет иммунитет, способствует выработке витамина D, улучшает состояние кожи. Именно под таким ультрафиолетом мы загораем на пляже.

Но при передозировке даже мягкий ультрафиолетовый диапазон может представлять определенную опасность для человека. Наглядный пример: добрался до пляжа, прилег на пару часиков и «сгорел». Знакомо? Безусловно. Но могло быть и еще хуже, если бы ты лежал часиков пять или с открытыми глазами и без качественных солнцезащитных очков. При длительном воздействии на глаза УФА способен вызвать ожог роговицы, а кожу сжечь буквально до волдырей.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Все вышесказанное справедливо и для других биологических объектов: растений, животных, бактерий. Именно умеренный УФА в значительной степени провоцирует «цветение» воды в водоемах и порчу продуктов, подстегивая рост водорослей и бактерий. Передозировка его чрезвычайно вредна.

Ультрафиолет В

Средневолновый ультрафиолет, занимающий диапазон 320 – 280 нм. Ультрафиолетовое излучение с такой длиной волны способно проникать в верхние слои живых тканей и вызывать серьезные изменения их структуры вплоть до частичного разрушения ДНК. Даже минимальная доза УФВ способна вызвать серьезный и довольно глубокий радиационный ожог кожи, роговицы и хрусталика. Серьезную опасность такое излучение также представляет для растений, а для многих видов вирусов и бактерий ввиду их небольших размеров УФВ вообще смертелен.

Ультрафиолет С

Самый коротковолновый и самый опасный для всего живого диапазон, в который входит ультрафиолетовое излучение с длиной волны от 280 до 100 нм. УФС даже в небольших дозах способно разрушать цепи ДНК, вызывая мутации. У человека, как правило, его воздействие вызывает рак кожи и меланому. Из-за способности достаточно глубоко проникать в ткани УФС может вызвать необратимый радиационный ожог сетчатки и глубокие повреждения кожного покрова.

Дополнительную опасность представляет способность ультрафиолетового излучения категории С ионизировать молекулы кислорода, находящиеся в атмосфере. В результате такого воздействия в воздухе образуется озон — трехатомный кислород, который является сильнейшим окислителем, а по степени опасности для биологических объектов относится к первой, самой опасной категории ядов.

Устройство ультрафиолетовой лампы

Человек научился создавать искусственные источники ультрафиолетового излучения, причем излучать они могут в любом заданном диапазоне. Конструктивно ультрафиолетовые лампы выполняются в виде колбы, заполненной инертным газом с примесью металлической ртути. По бокам колбы впаиваются тугоплавкие электроды, на которые подается напряжение питания прибора. Под действием этого напряжения в колбе начинается тлеющий разряд, который заставляет молекулы ртути испускать ультрафиолет во всех спектрах УФ диапазона.

Изготавливая колбу из того или иного материала, конструкторы могут отсекать излучение определенной длины волны. Так, лампа из эритемного стекла пропускает только ультрафиолетовое излучение типа А, увиолевая колба уже прозрачна для УФВ, но не пропускает жесткое излучение УФС. Если же колбу сделать из кварцевого стекла, то прибор будет излучать все три вида ультрафиолетового спектра – А, В, С.

Все лампы ультрафиолетового света являются газоразрядными и должны включаться в сеть через специальное пускорегулирующее устройство (ЭПРА). В противном случае тлеющий разряд в колбе мгновенно перейдет в неуправляемый дуговой.

Важно! Лампы накаливания с синим баллоном, которые мы часто используем для прогревания при ЛОР заболеваниях, не являются ультрафиолетовыми. Это обычные лампочки накаливания, а синяя колба служит лишь для того, чтобы ты не получил тепловой ожог и не повредил глаза ярким светом, держа довольно мощную лампу у самого лица.

Применение УФ ламп

Итак, ультрафиолетовые лампы существуют, и мы даже знаем, что у них внутри. Но для чего они нужны? Сегодня приборы ультрафиолетового света широко используются как в быту, так и на производстве. Вот основные области применения УФ ламп:

1. Изменение физических свойств материалов . Под действием ультрафиолетового излучения некоторые синтетические материалы (краски, лаки, пластики и пр.) могут менять свои свойства: твердеть, размягчаться, менять цвет и другие физические характеристики. Живой пример – стоматология. Специальная фотополимерная пломба пластична до тех пор, пока врач после ее установки не осветит полость рта мягким ультрафиолетовым светом. После такой обработки полимер становится прочнее камня. В косметических салонах тоже используют специальный гель, твердеющий под УФ лампой. С его помощью, к примеру, косметологи наращивают ногти.

2. Криминалистика и уголовное право . Полимеры, способные светиться в ультрафиолете, широко используются для защиты от подделки. Для интереса попробуй осветить купюру ультрафиолетовой лампой. Таким же образом можно проверить купюры почти всех стран, подлинность особо важных документов или печатей на них (так называемая защита «Цербер»). Криминалисты пользуются ультрафиолетовыми лампами для обнаружения следов крови. Она, конечно, не светится, зато полностью поглощает ультрафиолетовое излучение и на общем фоне будет казаться абсолютно черной.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Если ты смотрел фильмы про криминалистов, то наверняка заметил, что в них кровь под УФ лампой вопреки вышесказанному мной светится сине-белым. Чтобы достичь такого эффекта, специалисты обрабатывают предполагаемые пятна крови специальным составом, который взаимодействует с гемоглобином, после чего начинает флюоресцировать (светиться в ультрафиолетовом излучении). Такой метод не только более нагляден для зрителя, но и более эффективен.

3. При дефиците естественного ультрафиолета . Польза ультрафиолетовой лампы спектра А для биологических объектов была открыта почти одновременно с ее изобретением. При недостатке естественного ультрафиолетового излучения страдает иммунитет человека, кожа приобретает нездоровый бледный оттенок. Если растения и комнатные цветы выращивать за оконным стеклом или под обычными лампами накаливания, то и они чувствуют себя не лучшим образом – плохо растут и часто болеют. Все дело в отсутствии ультрафиолетового излучения спектра А, недостаток которого особенно вреден для детей. Сегодня УФА лампы используют для укрепления иммунитета и улучшения состояния кожи повсеместно, где не хватает естественного света.

На самом деле приборы, служащие для восполнения дефицита естественного ультрафиолетового света, излучают не только ультрафиолет А, но и В, хотя доля последнего в общем излучении чрезвычайно мала — от 0,1 до 2-3 %.

4. Для дезинфекции . Все вирусы и бактерии – тоже живые организмы, к тому же они настолько малы, что «перегрузить» их ультрафиолетовым светом совсем несложно. Жесткий ультрафиолет (С) в состоянии проходить некоторые микроорганизмы буквально насквозь, разрушая их структуру. Таким образом, лампы спектра В и С, получившие название антибактериальных или бактерицидных, можно использовать для обеззараживания квартиры, общественных заведений, воздуха, воды, предметов и даже для лечения вирусных инфекций. При использовании ламп УФС дополнительным дезинфицирующим фактором выступает озон, о котором я писал выше.

Ты наверняка слышал такой медицинский термин, как кварцевание. Эта процедура – не что иное, как обработка предметов или тела человека строго дозированным жестким ультрафиолетовым излучением.

Основные характеристики источников ультрафиолетового излучения

Какими характеристиками УФ лампы нужно руководствоваться, чтобы при ее использовании получить максимальный эффект и не нанести вреда здоровью своему и окружающих? Вот основные из них:

1. Диапазон излучения.
2. Мощность.
3. Назначение.
4. Срок службы.

Излучаемый диапазон

Это основной параметр. В зависимости от длины волны ультрафиолет действует по-разному. Если УФА опасен лишь для глаз, и при правильном использовании не представляет серьезной угрозы для организма, то УФВ в состоянии не только испортить глаза, но и спровоцировать глубокие, порой необратимые ожоги на коже. УФС отлично дезинфицирует, но может представлять смертельную опасность для человека, поскольку излучение такой длины волны разрушает ДНК и образует ядовитый газ озон.

С другой стороны, спектр УФА абсолютно бесполезен в качестве антибактериального средства. Пользы от такой лампы, к примеру, при очистке воздуха от микробов, практически не будет. Более того, некоторые виды бактерий и микрофлоры станут еще активнее. Таким образом, выбирая УФ лампу, необходимо четко представлять для чего она будет использоваться и какой спектр излучения она должна иметь.

Мощность

Имеется в виду сила создаваемого лампой УФ потока. Она пропорциональна потребляемой мощности, поэтому при выборе прибора ориентируются обычно на данный показатель. Бытовые ультрафиолетовые лампы обычно не превышают мощности 40-60, профессиональные устройства могут иметь мощность до 200-500 Вт и более. Первые обычно имеют низкое давление в колбе, вторые – высокое. Выбирая излучатель для тех или иных целей, нужно четко представлять, что в плане мощности больше — не всегда значит лучше. Для получения максимального эффекта излучение прибора должно быть строго дозированным. Поэтому при покупке лампы обращайте внимание не только на ее назначение, но и на рекомендуемую площадь помещения или производительность прибора, если он служит для очистки воздуха или воды.

Назначение и конструкция

По своему назначению ультрафиолетовые лампы делятся на бытовые и профессиональные. Вторые обычно имеют большую мощность, более широкий и жесткий спектр излучения и сложны по конструкции. Именно поэтому они требуют для своего обслуживания квалифицированного специалиста и соответствующих знаний. Если ты собираешься покупать ультрафиолетовую лампу для домашнего использования, то от профессиональных устройств лучше отказаться. В таком случае велика вероятность, что лампа, скорее, навредит, чем принесет пользу. Особенно это касается приборов, работающих в диапазоне УФС, излучение которых является ионизирующим.

По типу конструкции ультрафиолетовые лампы делятся на:

1. Открытые . Эти приборы излучают ультрафиолет непосредственно в окружающую среду. При неправильном применении представляют наибольшую опасность для организма человека, но позволяют провести качественное обеззараживание помещения, включая воздух и все находящиеся в нем предметы. Лампы открытой или полуоткрытой (узконаправленного излучения) конструкции используются также для медицинских целей: лечения инфекционных заболеваний и восполнения дефицита ультрафиолета (фитолампы, солярии).

2. Рециркуляторы или приборы закрытого типа. Лампа в них находится за полностью непрозрачным кожухом, а УФ изучение воздействует только на рабочую среду – газ или жидкость, прогоняемую специальным насосом сквозь облучаемую камеру. В быту рециркуляторы обычно используются для бактерицидной обработки воды или воздуха. Поскольку устройства не излучают ультрафиолет, при правильном использовании они полностью безопасны для человека и могут использоваться в его присутствии. Рециркуляторы могут быть как бытового, так и промышленного назначения.

3. Универсальные. Приборы этого типа могут работать как в режиме рециркуляции воздуха, так и прямого излучения. Конструктивно выполнены как рециркулятор с раскладным кожухом. В собранном виде это обычный рециркулятор, с открытыми шторками – бактерицидная лампа открытого типа.

Срок службы

Поскольку принцип работы и конструкция ультрафиолетовой лампы сходны с принципом и устройством люминесцентного осветительного прибора, логично предположить, что сроки службы у них одинаковы и могут достигать 8 000–10 000 ч. На практике это не совсем так. В процессе работы лампа «стареет»: ее световой поток уменьшается. Но если в обычной осветительной лампе этот эффект заметен визуально, то УФ лампу «на глаз» проверить невозможно. Поэтому производитель ограничивается гораздо меньшим сроком работы: от 1 000 до 9 000 часов в зависимости от мощности лампы, ее назначения и, конечно, качества материалов, комплектующих и бренда.

Если в паспорте на устройство не указана периодичность замены ламп или заявлен максимальный срок 20 тысяч часов и более, то от покупки такого устройства стоит отказаться. Также должна насторожить и слишком низкая стоимость прибора. Скорее всего, это низкокачественный товар либо вовсе подделка.

Содержащиеся в атмосфере Земли кислород, солнечные лучи и вода являются основными условиями способствующими продолжению жизни на планете. Исследователями давно доказано, что интенсивность и спектр солнечной радиации в вакууме, существующем в космосе, остается неизменным.

На Земле же интенсивность ее воздействия, которую мы называем ультрафиолетовым излучением, зависит от множества факторов. В их числе: время года, географическое расположение местности над уровнем моря, толщина озонового слоя, облачность, а также уровень концентрации промышленных и естественных примесей в воздушных массах.

Ультрафиолетовые лучи

Солнечный свет доходит до нас в двух диапазонах. Человеческий глаз способен различить только один из них. В невидимом для людей спектре и находятся ультрафиолетовые лучи. Что они представляют собой? Это не что иное, как электромагнитные волны. Длина ультрафиолетового излучения находится в диапазоне от 7 до 14 нм. Такие волны несут на нашу планету огромнейшие потоки тепловой энергии, из-за чего их нередко называют тепловыми.

Под ультрафиолетовым излучением принято понимать обширный спектр, состоящий из электромагнитных волн с диапазоном, условно разделенным на дальние и ближние лучи. Первые из них считаются вакуумными. Их полностью поглощают верхние слои атмосферы. В условиях Земли их генерирование возможно только в условиях вакуумных камер.

Что касается ближних ультрафиолетовых лучей, их делят на три подгруппы, классифицируя по диапазонам на:

Длинные, находящиеся в пределах от 400 до 315 нанометров;

Средние - от 315 до 280 нанометров;

Короткие - от 280 до 100 нанометров.

Измерительные приборы

Как человек определяет ультрафиолетовое излучение? На сегодняшний день существует множество специальных устройств, разработанных не только для профессионального, но и для бытового применения. С их помощью измеряется интенсивность и частота, а также величина полученной дозы УФ-лучей. Результаты позволяют оценить их возможный вред для организма.

Источники ультрафиолета

Основным «поставщиком» УФ-лучей на нашей планете является, разумеется, Солнце. Однако на сегодняшний день человеком изобретены и искусственные источники ультрафиолета, которыми являются специальные ламповые приборы. Среди них:

Ртутно-кварцевая лампа высокого давления, способная работать в общем диапазоне от 100 до 400 нм;

Люминисцентная витальная лампа, генерирующая волны длиной от 280 до 380 нм, максимальный пик ее излучения находится между значениями 310 и 320 нм;

Безозоннные и озонные бактерицидные лампы, вырабатывающие ультрафиолетовые лучи, 80% которых составляет в длину 185 нм.

Польза УФ-лучей

Аналогично естественному ультрафиолетовому излучению, идущему от Солнца, свет, вырабатываемый специальными приборами, воздействует на клетки растений и живых организмов, изменяя их химическую структуру. Сегодня исследователям известны лишь некоторые разновидности бактерий, способные существовать без этих лучей. Остальные же организмы, попав в условия, где отсутствует ультрафиолетовое излучение, непременно погибнут.

УФ-лучи способны оказать значимое влияние на происходящие метаболические процессы. Они повышают синтез серотонина и мелатонина, что оказывает положительное влияние на работу центральной нервной, а также эндокринной системы. Под действием ультрафиолетового света активизируется выработка витамина D. А это главный компонент, способствующий усвоению кальция и препятствующий развитию остеопороза и рахита.

Вред УФ-лучей

Губительное для живых организмов жесткое ультрафиолетовое излучение не пропускают на Землю озоновые слои, находящиеся в стратосфере. Однако лучи, находящиеся в среднем диапазоне, доходящие до поверхности нашей планеты, способны вызвать:

Ультрафиолетовую эритему - сильный ожог кожи;

Катаракту - помутнение хрусталика глаза, которое приводит к слепоте;

Меланому - рак кожи.

Кроме этого, ультрафиолетовые лучи способны оказать мутагенное действие, вызвать сбои в работе иммунных сил, что становится причиной возникновения онкологических патологий.

Поражение кожи

Ультрафиолетовые лучи порой вызывают:

1. Острые повреждения кожи. Их возникновению способствуют высокие дозы солнечной радиации, содержащие лучи среднего диапазона. Они воздействуют на кожу в течение короткого времени, вызывая при этом эритему и острый фотодерматоз.
2. Отсроченное повреждение кожи. Оно возникает после длительного облучения длинноволновыми УФ-лучами. Это хронические фотодерматиты, солнечная геродермия, фотостарение кожи, возникновение новообразований, ультрафиолетовый мутагенез, базальноклеточный и плоскоклеточный рак кожи. В этом списке находится и герпес.

Как острые, так и отсроченные повреждения порой получают при чрезмерных увлечениях искусственными солнечными ваннами, а также при посещениях тех соляриев, которые используют несертифицированное оборудование или где не проводятся мероприятия по калибровке УФ-ламп.

Защита кожи

Человеческое тело, при ограниченном количестве любых солнечных ванн, способно справиться с ультрафиолетовым излучением самостоятельно. Дело в том, что свыше 20 % таких лучей может задержать здоровый эпидермис. На сегодняшний день защита от ультрафиолета, чтобы избежать возникновения злокачественных образований, потребует:

Ограничения времени пребывания на солнце, что особенно актуально в летние полуденные часы;

Ношение легкой, но в то же время закрытой одежды;

Подбор эффективных солнцезащитных кремов.

Использование бактерицидных свойств ультрафиолета

УФ-лучи способны убить грибок, а также другие микробы, которые находятся на предметах, поверхности стен, пола, потолков и в воздухе. В медицине широко используются эти бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения, и применение им находится соответствующее. Специальные лампы, вырабатывающие УФ-лучи, обеспечивают стерильность хирургических и манипуляционных помещений. Однако ультрафиолетовое бактерицидное излучение используется медиками не только в целях борьбы с различными внутрибольничными инфекциями, но и как один из методов устранения многих заболеваний.

Светолечение

Применение ультрафиолетового излучения в медицине представляет собой один из методов избавления от различных заболеваний. В процессе такого лечения производится дозированное воздействие УФ-лучей на организм пациента. При этом применение ультрафиолетового излучения в медицине для этих целей становится возможным благодаря использованию специальных ламп фототерапии.

Подобная процедура проводится для устранения заболеваний кожи, суставов, органов дыхания, периферической нервной системы, женских половых органов. Назначается ультрафиолет для ускорения процесса заживления ран и для профилактики рахита.

Особенно эффективно применение ультрафиолетового излучения в терапии псориаза, экземы, витилиго, некоторых видов дерматита, пруриго, порфирии, прурита. Стоит отметить, что такая процедура не требует анестезии и не вызывает у больного неприятных ощущений.

Применение лампы, производящей ультрафиолет, позволяет получить хороший результат при лечении больных, прошедших тяжелые гнойные операции. В этом случае пациентам также помогает бактерицидное свойство этих волн.

Применение УФ-лучей в косметологии

Инфракрасные волны активно используются и в сфере поддержания красоты и здоровья человека. Так, применение ультрафиолетового бактерицидного излучения необходимо для обеспечения стерильности различных помещений и приборов. Например, это может быть профилактика инфицирования маникюрных инструментов.

Применение ультрафиолетового излучения в косметологии - это, конечно же, солярий. В нем с помощью специальных ламп клиенты могут получить загар. Он прекрасно защищает кожу от возможных последующих ожогов солнца. Именно поэтому косметологи рекомендуют перед поездкой в жаркие страны или на море пройти несколько сеансов в солярии.

Необходимы в косметологии и специальные УФ-лампы. Благодаря им происходит быстрая полимеризация особого геля, используемого для маникюра.

Определение электронных структур предметов

Находит свое применение ультрафиолетовое излучение и в физических исследованиях. С его помощью определяют спектры отражения, поглощения и испускания в УФ-области. Это позволяет уточнить электронную структуру ионов, атомов, молекул и твердых тел.

УФ-спектры звезд, Солнца и других планет несут в себе информацию о тех физических процессах, которые происходят в горячих областях исследуемых космических объектов.

Очистка воды

Где еще используются УФ-лучи? Находит свое применение ультрафиолетовое бактерицидное излучение для обеззараживания питьевой воды. И если ранее с этой целью использовался хлор, то на сегодняшний день уже достаточно хорошо изучено его негативное влияние на организм. Так, пары этого вещества способны вызвать отравление. Попадание в организм самого хлора провоцирует возникновение онкологических заболеваний. Именно поэтому для обеззараживания воды в частных домах все чаще стали применяться ультрафиолетовые лампы.

Применяются УФ-лучи и в бассейнах. Ультрафиолетовые излучатели для устранения бактерий используют в пищевой, химической и фармакологической промышленности. Этим сферам также нужна чистая вода.

Обеззараживание воздуха

Где еще человек использует УФ-лучи? Применение ультрафиолетового излучения для обеззараживания воздуха также становится все более распространенным в последнее время. Рециркуляторы и излучатели устанавливаются в местах массового скопления людей, таких, как супермаркеты, аэропорты и вокзалы. Использование УФИ, воздействующего на микроорганизмы, позволяет провести обеззараживание среды их обитания в самой высокой степени, вплоть до 99,9 %.

Бытовое применение

Кварцевые лампы, создающие УФ-лучи, уже на протяжении многих лет дезинфицируют и очищают воздух в поликлиниках и больницах. Однако в последнее время все чаще находит свое применение ультрафиолетовое излучение в быту. Оно весьма эффективно для ликвидации органических загрязнителей, например, грибка и плесени, вирусов, дрожжей и бактерий. Эти микроорганизмы особенно быстро распространяются в тех помещениях, где люди по различным причинам надолго плотно закрывают окна и двери.

Использование бактерицидного облучателя в бытовых условиях становится целесообразным при малой площади жилья и большой семье, в которой есть маленькие дети и домашние питомцы. Лампа с УФ-излучением позволит периодически дезинфицировать комнаты, сводя к минимуму риск возникновения и дальнейшей передачи заболеваний.

Используются подобные приборы и туберкулезниками. Ведь такие больные не всегда проходят лечение в стационаре. Находясь дома, им требуется обеззараживать свое жилище, применяя в том числе и ультрафиолетовое излучение.

Применение в криминалистике

Учеными разработана технология, позволяющая обнаружить минимальные дозы взрывчатых веществ. Для этого используется прибор, в котором производится ультрафиолетовое излучение. Такое устройство способно определить наличие опасных элементов в воздухе и в воде, на ткани, а также на коже подозреваемого в преступлении.

Также находит свое применение ультрафиолетовое и инфракрасное излучение при макросъемке объектов с невидимыми и маловидимыми следами совершенного правонарушения. Это позволяет криминалистам изучить документы и следы выстрела, тексты, подвергшиеся изменениям в результате их залития кровью, чернилами и т.д.

Другие применения УФ-лучей

Ультрафиолетовое излучение используется:

В шоу-бизнесе для создания световых эффектов и освещения;

В детекторах валют;

В полиграфии;

В животноводстве и сельском хозяйстве;

Для ловли насекомых;

В реставрации;

Для проведения хроматографического анализа.