Типи ультрафіолетового випромінювання. Властивості ультрафіолетового випромінювання та його вплив на організм людини

Ультрафіолетове випромінювання (УФД) - електромагнітне випромінювання оптичного діапазону, яке умовно підрозділяється на короткохвильове (УФІ С - з довжиною хвилі 200-280 нм), середньохвильове (УФІ В - з довжиною хвилі 280-320 нм) та довгохвильове (УФІ А - з довжиною хвилі 320-4 ).

УФІ генерують як природні, і штучні джерела. Основне природне джерело УФІ – Сонце. До Землі доходить УФІ у діапазоні 280-400 нм, оскільки короткі хвилі поглинаються у верхніх шарах стратосфери.

Штучні джерела УФІ широко застосовуються у промисловості, медицині та ін.

Фактично будь-який матеріал, нагрітий до температури, що перевищує 2500 еК, генерує УФІ. Джерелами УФІ є зварювання киснево-ацетиленовими, киснево-водневими, плазмовими пальниками.

Джерела біологічно ефективного УФІ можна поділити на газорозрядні та флюоресцентні. До газорозрядних відносяться ртутні лампи низького тиску з максимумом випромінювання довжиною хвилі 253,7 нм, тобто. відповідні максимуму бактерицидної ефективності та високого тиску з довжинами хвиль 254, 297, 303, 313 нм. Останні широко використовуються у фотохімічних реакторах, у друкованій справі для фототерапії шкірних захворювань. Ксенонові лампи використовуються для тих же цілей, що і ртутні. Оптичні спектри імпульсних ламп залежить від використовуваного у яких газу - ксенон, криптон, аргон, неон та інших.

У люмінесцентних лампах спектр залежить від використаного ртутного люмінофора.

Надмірному впливу УФІ можуть зазнавати працівники промислових підприємствта медичних установ, де використовуються вище перелічені джерела, а також люди, які працюють на відкритому повітрі за рахунок сонячної радіації (сільськогосподарські, будівельні, залізничні робітники, рибалки та ін.).

Встановлено, що як недолік, так і надлишок УФД негативно впливають на стан здоров'я людини. При недостатності УФД у дітей розвивається рахіт внаслідок нестачі вітаміну Д та порушення фосфорно-кальцієвого обміну, знижується активність захисних систем організму, насамперед – імунної, що робить його більш уразливим до впливу несприятливих факторів.

Критичними органами до сприйняття УФІ є шкіра та очі. Гострі поразки очей, звані электроофтальмии (фотоофтальмії), є гострі кон'юнктивіти. Захворюванню передує латентний період, тривалість якого близько 12 годин. З хронічними ураженнями очей пов'язують хронічний кон'юнктивіт, блефарит, катаракту кришталика.

Ураження шкіри протікають у формі гострих дерматитів з еритемою, іноді набряком, аж до утворення пухирів. Поряд із місцевою реакцією можуть відзначатися загальнотоксичні явища. Надалі спостерігаються гіперпігментація та лущення. Хронічні зміни шкірних покривів, спричинених УФІ, виражаються у старінні шкіри, розвитку кератозу, атрофії епідермісу, можливі злоякісні новоутворення.

У Останнім часомінтерес до зміцнення здоров'я населення шляхом профілактичного ультрафіолетового опромінення значно зріс. Дійсно, ультрафіолетове голодування, яке спостерігається зазвичай у зимову пору року і особливо у жителів Півночі Росії, веде до значного зниження захисних сил організму та підвищення рівня захворюваності. Насамперед страждають діти.

Наша країна є родоначальницею руху за компенсацію ультрафіолетової недостатності у населення з використанням штучних джерел ультрафіолетової радіації, спектр яких наближається до природного. Досвід використання штучних джерел ультрафіолетової радіації потребує відповідної корекції щодо дози та методів використання.

Територія Росії з півдня на північ тягнеться від 40 до 80? пн.ш. та умовно ділиться на п'ять кліматичних районів країни. Оцінимо природний ультрафіолетовий клімат двох крайніх та одного середнього географічних районів. Це райони Півночі (70? пн.ш. - Мурманськ, Норильськ, Дудинка та ін.), середньої смуги (55? пн.ш. - Москва та ін) і Півдня (40? пн.ш. - Сочі та ін. ) нашої країни.

Нагадаємо, що з біологічної дії спектр ультрафіолетового випромінюванняСонце ділиться на дві області: «А» – випромінювання з довжиною хвилі 400-315 нм, та «В» – випромінювання з довжиною хвилі менше 315 нм (до 280 нм). Проте практично земної поверхніпромені коротше 290 нм не досягають. Ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі менше 280 нм, яке є тільки в спектрі штучних джерел, відноситься до області ультрафіолетової радіації. Людина відсутні рецептори, які терміново (з малим латентним періодом) реагують на ультрафіолетову радіацію. Особливістю природного УФ-випромінювання є його здатність викликати (з відносно довгим латентним періодом) еритему, що є специфічною реакцієюорганізму на дію УФ-радіації сонячного спектру. Найбільшою мірою утворювати еритему здатна УФ-радіація з довжиною хвилі максимум 296,7 нм (Табл. 10.1).

Таблиця 10.1.Еритемна ефективність монохроматичного УФ-випромінювання

Як видно з табл. 10.1,випромінювання з довжиною хвилі 285 нм у 10 разів, а промені з довжиною хвилі 290 нм та 310 нм у 3 рази менш активно утворюють еритему, ніж випромінювання з довжиною хвилі 297 нм.

Прихід добової УФ-радіації сонця для зазначених вище районів країни літній період (Табл. 10.2)відносно високий 35-52 ер-ч/м-2 (1 ер-ч/м-2 = 6000 мкВт-хв/см2). Однак в інші періоди року є суттєва відмінність, і взимку, особливо на Півночі, природна радіація сонця відсутня.

Таблиця 10.2.Середній розподіл еритемної радіації області (ер-ч/м-2)

Розмір сумарної радіації у різних широтах відбиває добовий прихід випромінювання. Однак при врахуванні кількості випромінювання, що надходить у середньому не за 24, а лише за 1 годину, виявляється така картина. Так, у червні на широті 70? пн.ш. за добу надходить 35 ер-ч/м-2. Сонце при цьому всі 24 години не йде з небосхилу, отже, за годину еритемна радіація становитиме 1,5 ер-ч/м -2 . У цей же період року на широті 40? Сонце випромінює 77 ер-ч/м -2 і сяє 15 годин, отже, годинна еритемна опроміненість становитиме 5,13 эр-ч/м -2 , тобто. величину в 3 рази більшу, ніж на широті 70?. Для визначення режиму опромінення доцільно проводити оцінку приходу сумарної УФ сонячної радіаціїне 24, а 15 годин, тобто. за період неспання людини, тому що зрештою нас цікавить кількість природної радіації, що впливає на людину, а не кількість енергії Сонця, що падає на поверхню Землі взагалі.

Важливою особливістю впливу на людину природної УФрадіації є здатність запобігати так званій D-вітамінній недостатності. На відміну від звичайних вітамінів, вітамін D фактично не міститься в природних продуктах харчування (виняток становлять печінку деяких риб, особливо тріски та палтуса, а також яєчний жовток та молоко). Цей вітамін синтезується у шкірі під впливом УФ радіації.

Недостатня дія УФ-випромінювання без одночасної дії видимої радіації на організм людини призводить до різноманітних проявів D-авітамінозу.

У процесі D-вітамінної недостатності насамперед порушуються трофіка центральної нервової системи та клітинне дихання, як субстрат нервової трофіки. Це порушення, що веде до ослаблення окислювально-відновних процесів, слід, очевидно, вважати основним, тоді як решта різноманітних проявів буде вторинною. Найбільш чутливі до відсутності УФ-радіації маленькі діти, у яких в результаті D-авітамінозу може розвинутися рахіт і, як наслідок рахіту, – короткозорість.

Здатністю попереджати і виліковувати рахіт найбільше має УФ-випромінювання області В.

Процес синтезу вітаміну D під впливом УФ-випромінювання досить складний.

У нашій країні вітамін D було отримано синтетичним шляхом 1952 р. Вихідною сировиною для синтезу послужив холестерин. У процесі перетворення холестерину на провітамін утворювалася подвійний зв'язок у кільці стерину шляхом послідовного бромування. Отриманий бензонат 7-дегідрохолестерину омилюється в Г-дегідрохолестерин, який вже під впливом УФ-випромінювання перетворюється на вітамін. Складні процеси переходу провітаміну до вітаміну залежать від спектрального складу УФ-радіації. Так, промені з довжиною хвилі максимум 310 нм здатні перетворювати ергостерин на люмістерин, який переходить у техістерин, і, нарешті, під дією променів з довжиною хвилі 280-313 нм техістерин перетворюється на вітамін D.

Вітамін D в організмі здійснює регуляцію вмісту кальцію та фосфору в крові. При недостатності цього вітаміну порушується фосфорно-кальцієвий обмін, тісно пов'язаний з процесами окостеніння скелета, кислотно-лужною рівновагою, згортання крові і т.д.

При рахіті порушується умовно-рефлекторна діяльність, у своїй освіту умовних рефлексіввідбувається повільніше, ніж в здорових людей, вони швидко зникають, тобто. збудливість кори головного мозку у дітей, які страждають на рахіт, значно знижена. При цьому клітини кори функціонують слабо та легко виснажуються. Крім того, спостерігається розлад гальмівної функції великих півкуль.

Гальмування протягом тривалого часу може широко поширюватися корою мозку.

Цілком зрозуміло, що потрібно проводити відповідні профілактичні заходи, тобто. використовувати повноцінний УФ-клімат.

Однак слід зауважити, що спектральний склад штучного радіаційного клімату, що має місце в умовах фоторії з лампою типу ПРК, значно відрізняється від природного наявністю короткохвильової УФ-радіації.

З випуском у нашій країні еритемних люмінесцентних ламп невеликої потужності стало можливим використання штучних джерел УФ-радіації в умовах фоторію та в системі загального освітлення.

Доза профілактичного УФ-опромінення. Декілька слів з історії. Профілактичне опромінення шахтарів було розпочато у 30-х роках ХХ століття. На той час не було відповідного досвіду та необхідної теоретичної базищодо вибору дози саме

профілактичного опромінення. Було вирішено використати досвід лікувальний, який застосовується у фізіотерапевтичній практиці при лікуванні різного родузахворювань. Запозичені були як джерела УФ-радіації, а й схема опромінення. Біологічний ефект опромінення лампами ПРК, у спектрі яких є бактерицидне випромінювання, був дуже сумнівним. Так, нами встановлено, що співвідношення біологічної активності областей В і С, що беруть участь в освіті еритеми, становить 1:8. Перші методичні вказівки щодо експлуатації фоторіїв були розроблені переважно фізіотерапевтами. Надалі питаннями профілактичного опромінення займалися гігієністи, біологи. У 50-х роках минулого століття проблема профілактичного опромінення набула гігієнічної спрямованості. Були проведені численні дослідження у різних містах та кліматичних районах Росії, які дозволили по-новому підійти до дози профілактичного УФ-опромінення.

Встановлення профілактичної дозиУФ-радіації є дуже важким завданням, бо слід вирішувати та враховувати ряд пов'язаних між собою факторів, таких як:

Джерело УФ-радіації;

Спосіб його використання;

Площа поверхні, що опромінюється;

Сезон початку опромінення;

Фоточутливість шкіри (біодозу);

Інтенсивність опромінення (опроміненість);

Час опромінення.

У роботі використовувалися еритемні лампи, у спектрі яких відсутнє бактерицидне УФ-випромінювання. Еритемна біодоза

Таблиця 10.4.Взаємозв'язок фізичних та наведених одиниць для

вирази дози УФ-радіації області В (280-350 нм)

виражена у фізичних (мкВт/см 2) або наведених (мкЕр/см 2) величинах, співвідношення яких представлені в табл. 10.4.

Слід особливо наголосити, що опроміненість еритемного потоку УФ випромінювання оцінювати в ефективних (або наведених) одиницях – ерах (Ер – еритемний потік випромінювання з довжиною хвилі 296,7 нм потужністю 1 Вт) можна лише при випромінюванні області «В».

Для вираження опроміненості ділянки "В" УФ-спектру в ерах слід його опроміненість, виражену у фізичних одиницях (Вт), помножити на коефіцієнт еритемної чутливості шкіри. Коефіцієнт еритемної чутливості шкіри для променів з довжиною хвилі 296,7 нм прийнято у 1935 р. Міжнародною комісією з освітлення за одиницю.

Використовуючи лампи ЛЕР, ми почали знаходити оптимальну профілактичну дозу УФ-радіації та оцінку «методу опромінення», під яким мається на увазі головним чином тривалість щоденного опромінення, що триває від хвилини до декількох годин.

У свою чергу тривалість профілактичного опромінення залежить від способу використання штучних випромінювачів (використання випромінювачів у системі загального освітлення або в умовах фоторію) та від фоточутливості шкіри (від значення еритемної біодози).

Зрозуміло, що за різних способахзастосування штучних випромінювачів опромінення піддаються різні площі поверхні тіла. Так, при використанні люмінесцентних ламп у системі загального освітлення опромінюються лише відкриті частини тіла – обличчя, руки, шия, волосиста частина голови, а у фоторії – практично все тіло.

УФ-опроміненість у приміщенні при використанні еритемних ламп невелика, звідси тривалість опромінення становить 6-8 год, тоді як у фоторії, де опроміненість досягає значної величини, дія радіації не перевищує 5-6 хв.

При знаходженні оптимальної дози профілактичного опромінення слід керуватися тим, що початкова доза профілактичного опромінення повинна бути нижчою від біодози, тобто. суберитемний. В іншому випадку можливий опік шкіри. Профілактична доза УФ-складової повинна виражатися в абсолютних величинах.

Постановка питання про вираження профілактичної дози в абсолютних фізичних (наведених) величинах аж ніяк не

означає відмови від необхідності визначення індивідуальної чутливості шкіри до УФ-радіації. Визначення біодози перед початком опромінення необхідне, але лише для того, щоб з'ясувати, чи не менше вона профілактичної дози, що рекомендується. Практично при визначенні біодози (за Горбачовим) можна використовувати біодизиметр, що має не 8 або 10 отворів, як це має місце в лікувальній практиці, а значно менше або навіть одне, яке може бути опромінене дозою, що дорівнює профілактичній. Якщо опромінювана ділянка шкіри почервоніла, тобто. біодоза менше профілактичної, то початкова доза опромінення має бути зменшена, а опромінення проводиться зростаючими дозами при початковій дозі, що дорівнює біодозі.

Порівняльний аналіз таких фізіологічних показників, як еритемна біодоза, фагоцитарна активність лейкоцитів крові, ламкість капілярів, активність лужної фосфотази свідчив про те, що додаткове штучне опромінення УФ-радіацією еритемними лампами, що проводиться взимку, викликаючи дуже позитивну дію. фізіологічних реакцій на тому рівні, що спостерігається восени після тривалої дії природної УФ-радіації.

Аналіз рівнів фізіологічних показників, що опромінюються дозою УФ-радіації при різному методі опромінення, обумовленому способом використання штучних випромінювачів, дозволив зробити висновок, що біологічний ефект впливу УФ-радіації не залежить від застосованих методів опромінення.

Динаміка чутливості шкіри до УФ-радіації відомим чином відображає процеси, що відбуваються в організмі внаслідок тривалої відсутності природної УФ-радіації.

При профілактичному УФ-опроміненні необхідно враховувати кліматичні особливості місцевості, де проживають опромінювані (для визначення термінів опромінення), середнє значення їх еритемної біодози (для вибору початкової дози опромінення) і те, що профілактична доза опромінення, що нормується в абсолютних величин, не повинна бути нижчою за 2000 мкВт-хв/см 2 (60-62 мер-ч/м 2).

Профілактичні заходи щодо запобігання гострому кон'юнктивіту при впливі УФІ зводяться до застосування світлозахисних окулярів або щитків при електрозварювальних та інших роботах з джерелами УФД. Для захисту шкіри від УФІ використовуються

захисний одяг, протисонячні екрани (навіси), спеціальні креми.

Основна роль у профілактиці несприятливого впливу УФІ на організм належить гігієнічним нормативам. Нині чи діють «Санітарні норми ультрафіолетового випромінювання у виробничих приміщеннях» СН? 4557-88. Нормованою величиною є опроміненість, Вт/м1. Зазначені нормативи регламентують допустимі величини УФД для шкіри з урахуванням тривалості опромінення протягом робочої зміниі площі поверхні шкіри, що опромінюється.

За багато років свого розвитку медицина досягла значних успіхів. Ця наука широко використовує розробки фізиків та хіміків у повсякденній практиці, що полегшує діагностику захворювань та робить їхню терапію максимально результативною. Сучасні методиЛікування зараз практикуються навіть у невеликих медустановах, практично в кожній поліклініці є спеціальний кабінет фізіотерапевтичного лікування, де працює безліч унікальних приладів. Медики широко використовують у своїй практиці і ультрафіолетове випромінювання, поговоримо про його місце в медицині, і обговоримо застосування ультрафіолетового випромінювання в медицині більш детально.

Ультрафіолетове випромінювання – це електромагнітні хвилі, довжина яких коливається від 180 до 400нм. Такий фізичний фактор характеризується безліччю властивостей, і може позитивно впливати на організм людини. Його активно застосовують у фізіотерапії – для успішнішого лікування цілого ряду хвороб.

Ультрафіолетові промені здатні проникати в шкіру на глибину не більше одного міліметра, викликаючи в ній низку різних біохімічних змін. Фахівці виділяють кілька різновидів такого випромінювання, вони можуть бути:

Довгохвильовим випромінюванням (довжина хвилі коливається від 320 до 400 нм);
- середньохвильовим випромінюванням (показники довжини хвилі перебувають у проміжку від 275 до 320 нм);
- короткохвильовим випромінюванням (довжина хвилі варіюється від 180 до 275 нм).

Всі різновиди ультрафіолетового випромінювання мають різний вплив на людський організм.

Довгохвильове випромінювання

Таке ультрафіолетове випромінювання характеризується пігментуючими властивостями. При попаданні на шкіру воно провокує розвиток низки хімічних реакцій, що супроводжуються виробленням меланіну, і шкіра ніби засмагає.

Також довгохвильове випромінювання має виражений імуностимулюючий вплив, підвищуючи місцевий імунітет і неспецифічну опірність тіла людини агресії багатьох несприятливих факторів.

Крім того, такий різновид ультрафіолетового опромінення характеризується фотосенсибілізуючими властивостями. Його вплив призводить до підвищення чутливості шкіри та до активного вироблення меланіну. Тому в осіб з дерматологічними хворобами довгохвильове випромінювання викликає набряклість шкіри та еритему. Терапія в цьому випадку призводить до нормалізації пігментації та структурних особливостейшкіри. Подібний вид лікування класифікується як фотохіміотерапія.

Довгохвильове ультрафіолетове випромінювання в медицині застосовують для терапії хронічних запальних процесів органів дихання та недуг кістково-суглобового апарату, які мають запальну природу. Також така дія застосовується в лікуванні опіків, обморожень, трофічних виразок та хвороб шкіри, представлених вітіліго, псоріазом, грибоподібним мікозом, себореєю та ін.

Середньохвильове випромінювання
Такий вид ультрафіолетової терапії має виражену імуностимулюючу дію, сприяє виробленню та засвоєнню низки вітамінів, допомагає усунути болі та запалення. Крім того, середньохвильове випромінювання характеризується десенсибілізуючими якостями (знижує чутливість організму до впливу продуктів фотодеструкції білків) та стимулює трофіку (покращує кровотік, збільшує кількість працюючих судин).

Цей різновидультрафіолетової терапії допомагає впоратися із запальними ураженнями органів дихання та з посттравматичними змінами в опорно-руховому апараті. До неї вдаються при лікуванні запальних уражень кісток та суглобів, представлених артритами та артрозами, а також при усуненні вертеброгенних радикулопатій, невралгії, міозитів та плекситів. Крім того середньохвильове ультрафіолетове випромінювання показане пацієнтам із сонячним голодуванням, хворобами обмінних процесів та з бешиховим запаленням.

Короткохвильове випромінювання

Такий різновид ультрафіолетового випромінювання має виражену бактерицидну та фунгіцидну дію (активізує реакції, які допомагають зруйнувати структуру бактерій та грибків), сприяє детоксикації організму (допомагає виробити в організмі речовини, здатні нейтралізувати токсини). Крім того, короткохвильове випромінювання характеризується метаболічними властивостями – під час його проведення відбувається покращення мікроциркуляції, внаслідок чого органи та тканини насичуються значною кількістю кисню. Ще така терапія коригує здатності згортання крові – змінює здатність клітин крові до формування тромбів і оптимізує процеси згортання.

Короткохвильове випромінювання застосовують у терапії низки шкірних захворювань, представлених псоріазом, нейродермітом, туберкульозом шкіри. Ним лікують різні рани, бешихове запалення, абсцеси, а також фурункули та карбункули. Така терапія допомагає впоратися з отитами і тонзилітами, вилікувати остеомієліт і усунути виразкові ураження, що тривало не гояться, на шкірі.

Короткохвильове ультрафіолетове випромінювання використовують у комплексному лікуванні ревматичного ураження серцевих клапанів, ішемічної хвороби серця, гіпертонії (першого-другого ступеня) та ряду недуг ШКТ (виразкових недуг та гастриту). Крім того, такий вплив сприяє усуненню гострих і хронічних захворювань органів дихання, терапії цукрового діабету, гострого андекситу та хронічного пієлонефриту.

Як і будь-який інший вплив на організм, ультрафіолетове випромінювання має низку протипоказань до застосування.

Ультрафіолетове випромінювання Сонця та штучних джерел залежно від довжини хвилі ділять на три діапазони:

• - область А – довжина хвилі 400-320 нм (довгохвильове ультрафіолетове випромінювання УФ-А);
• - область Б – довжина хвилі 320-275 нм (середньохвильова ультрафіолетова) випромінювання УФ-В);
• - область С – довжина хвилі 275-180 нм (короткохвильове ультрафіолетове випромінювання УФ-С).

У дії довго, середньо та короткохвильового випромінювання на клітини, тканини та організм є суттєві відмінності.

Область А (УФ-А) довгохвильове випромінювання має різноманітну біологічну дію, викликає пігментацію шкіри та флуоресценцію. органічних речовин. УФ-А - промені мають найбільшу проникаючу здатність, що дозволяє деяким атомам і молекулам тіла вибірково поглинати енергію УФ-випромінювання і переходити в нестійке збуджений стан. Подальший перехід у вихідний стан супроводжується виділенням квантів світла (фотонів), здатних ініціювати різні фотохімічні процеси, перш за все, що зачіпають ДНК, РНК, білкові молекули.

Фототехнічні процеси викликають реакції та зміни з боку різних органівта систем, що становлять основу фізіологічної та лікувальної дії УФ – променів. Зрушення та ефекти, що відбуваються в опроміненому УФ – променями організмі (фотоеритема, пігментація, десенсибілізація, бактерицидний ефект та ін.) мають чітку спектральну залежність (рис. 1), що і служить основою диференційованого застосування різних ділянок УФ – спектру.

Малюнок 1 - Спектральна залежність найважливіших біологічних ефектівультрафіолетового випромінювання

Опромінення середньохвильовими УФ-променями викликає фотоліз білка з утворенням біологічно активних речовин, а вплив короткохвильових променів частіше призводить до коагуляції та денатурації білкових молекул. Під впливом УФ-променів діапазонів В і С, особливо у великих дозуваннях, відбуваються зміни нуклеїнових кислотах, внаслідок чого можливе виникнення клітинних мутацій.

У той же час довгохвильові промені призводять до утворення специфічного ферменту фотореактивації, що сприяє відновленню нуклеїнових кислот.

1. Найбільш широко УФ-випромінювання використовується з лікувальною метою.
2. Використовуються УФ-промені також для стерилізації та дезінфекції води, повітря, приміщень, предметів тощо.
3. Дуже поширене їх застосування з профілактичними та косметичними цілями.
4. Застосовують УФ-випромінювання і з діагностичними цілями для визначення реактивності організму в люмінісцентних методах.

УФ-випромінювання – життєво необхідний чинник, яке тривалий недолік веде до розвитку своєрідного симптомокомплексу, має «світловим голодуванням» чи «УФ-недостатностью». Найчастіше він проявляється розвитком авітамінозу D, ослабленням захисних імунобіологічних реакцій організму, загостренням хронічних захворювань, функціональними розладами нервової системиі т. д. До контингентів, що відчувають «УФ-недостатність», відносяться робітники шахт, копалень, метро, ​​люди, що працюють у безфонарних і безвіконних цехах, машинних відділеннях і на Крайній Півночі.

Ультрафіолетове опромінення

Ультрафіолетове опромінення проводиться різними штучними виробами з відмінними один від одного довжинами хвиль λ. Поглинання УФ-променів супроводжується рядом первинних фотохімічних та фотофізичних процесів, які залежать від їх спектрального складу та визначають фізіологічну та лікувальну дію фактора на організм.

Довгохвильові ультрафіолетові(ДУФ) промені стимулюють проліферацію клітин мальпігієвого шару епідермосу та декарбоксилювання тирозину з подальшим утворенням у клітинах шиповидного шару. Далі йде стимулювання синтезу АКТГ та інших гормонів і т. д. Виходять різні імунологічні зрушення.

ДУФ-промені мають більш слабку, ніж інші УФ-промені біологічну, у тому числі і еритемоутворюючу дію. Для посилення чутливості шкіри до них використовують фотосенсибілізатори, найчастіше сполуки фурокумаринового ряду (пувален, бероксан, псорален, амінофурин та ін.)

Ця властивість довгохвильового випромінювання дозволяє застосовувати його при лікуванні шкірних захворювань. Метод ПУВА-терапії (використовується і саліциловий спирт).

Таким чином, можна виділити основні характеристики лікувальних ефектів ДУФ-променів:

1. Лікувальними ефектами є

• - фотосенсибілізуючий,
• - пігментоутворюючий,
• - імуностимулюючий.

1. ДУФ-промені, як та інші області УФ-випромінювання викликають зміну функціонального стану ЦНС та її вищого відділу кори головного мозку. За рахунок рефлекторної реакції покращується кровообіг, посилюється секторна активність органів травлення та функціональний станнирок.
2. ДУФ-промені впливають на обмін речовин, насамперед мінеральний та азотний.
3. Широко застосовують місцеві аплікації фотосенсибілізаторів при обмежених формах псоріазу. Останнім часом з успіхом як сенсибілізатор використовують УФ-В як володіє більшою біологічною активністю. Комбіноване опромінення УФ-А та УФ-В називають селективним опроміненням.
4. ДУФ-промені використовують як місцевих, так загальних опромінень. Основними показаннями їх застосування є:

• - Шкірні захворювання (псоріаз, екзема, вітіліго, себорея та ін.)
• - хронічні запальні захворювання внутрішніх органів (особливо органів дихання)
• - захворювання органів опори та руху різної етнології
• - опіки, відмороження
• - в'ялозаживаючі рани та виразки, косметичні цілі.

Протипоказання

• - гострі протизапальні процеси,
• - захворювання печінки та нирок з вираженим порушенням їх функцій,
• - гіпертиреоз,
• - підвищена чутливістьдо ДУФ-випромінювань.

Середньохвильове ультрафіолетове(СУФ) випромінювання має виражену та різнобічну біологічну дію.

При поглинанні квантів СУФ-випромінювання у шкірі утворюються низькомолекулярні продукти фотолізу білка та продукти перекисного окиснення ліпідів. Вони викликають зміни ультраструктурної організації біологічних мембран, білково-ліпідних комплексів, мембранних ферментів та їх найважливіших фізико-хімічних та функціональних властивостей.

Продукти фоторозпаду активують систему мононуклеарних фагоцитів та викликають дегрануляцію лаброцитів та базофілів. В результаті в опроміненій ділянці та прилеглих тканинах відбувається виділення біологічно активних речовин (кінін, простогландин, гепарин, лейкотрієни, тромбоксани та ін.) та вазоактивних медіаторів (ацетилхолін, гістамін), які істотно збільшують проникність і тонус судин, а також . Внаслідок гумаральних механізмів збільшується кількість функціонуючих капілярів шкіри, наростає швидкість місцевого кровотоку, що веде до формування еритоми.

Повторні СУФ-опромінення можуть призвести до появи пігментації, що швидко зникає, що сприяє підвищенню бар'єрної функції шкіри, підвищують її холодову чутливість і резистентність до дії. токсичних речовинта несприятливих факторів.

Як еритемна реакція, і інші зрушення, викликані СУФ-променями залежать як від довжини хвилі, а й від дозування. У фототерапії його застосовують в еритемних та суберитемних дозах.

Опромінення СУФ-променями в суберитемних дозування сприяє утворенню в шкірі вітаміну D, який після його біотрансформації в печінці та нирках бере участь у регуляції фосфорно-кальцієвого обміну в організмі. СУФ-опромінення сприяє утворенню як вітаміну D1, а й його ізомеру – эргокальцифемина (вітаміну D2). Останній має антирахітичну дію, стимулює аеробний та анаеробний шляхи клітинного дихання. СУФ-промені у невеликих дозуваннях також модулюють обмін інших вітамінів (А та С) викликають активізацію метаболічних процесів у опромінених тканинах. Під їх впливом активується адаптаційно-трофічна функція симпатичної нервової системи, нормалізуються порушені процеси різних видів обміну речовин, серцево-судинна діяльність.

Таким чином СУФ-випромінювання має виражену біологічну дію. Залежно від фази опромінення можна отримати еритему на шкірі та слизових оболонках або проводити лікування у дозі, що не викликає її. Механізм лікувальної дії еритемних та безеритемних доз СУФ різний, отже будуть різними та показання до застосування ультрафіолетового випромінювання.

Ультрафіолетова еритема з'являється на місці опромінення УФ-В через 2-8 годин і пов'язана із загибеллю клітин епідермісу. Продуті фотолізу білків надходять у потік крові та викликають розширення судин, набряк шкіри, міграцію лейкоцитів, подразнення численних рецепторів, що ведуть до виникнення низки рефлекторних реакцій організму.

Крім того, продукти фотолізу, що потрапляють у потік крові, надають гуморальну дію на окремі органи, нервову та ендокринну системи організму. Явища асептичного запалення поступово стихають до сьомого дня, залишаючи після себе пігментацію шкіри дома опромінення.

Основні лікувальні ефекти СУФ-випромінювання:

1. СУФ – випромінювання є вітамінно утворюючий, трофостимулюючий, імуномодулюючий – це суберитемні дози.
2. Протизапальний, аналгетичний, десенсибілізуючий – це еритемна доза.
3. Бронхіальні хвороби, астма, загартування – це безеритемна доза.

Показання до місцевого застосування УФ-В (суберитемні та еритемні дози):

• - гострий неврит
• - гострий меозит
• - гнійничкові захворювання шкіри (фурукул, карбункул, сикоз та ін)
• - пика
• - трофічні виразки
• - в'ялозаживаючі рани
• - пролежні
• - запальні та посттравматичні захворювання суглобів
• - ревматоїдний артрит
• - бронхіальна астма
• - гострий та хронічний бронхіт
• - гострі респературні захворювання
• - Запалення придатків матки
• - хронічний тонзиліт.

Безеритемні зони ультрафіолетового випромінювання спектра при загальних опроміненнях організму ліквідують явища Д-гіповітамінозу, пов'язаного з нестачею сонячного світла. Нормалізує фосфорно-кальцієвий обмін, стимулюють функцію симпатико-адреналової та гіпофізарно-надниркової систем, підвищують механічну міцність кісткової тканини та стимулюють утворення кісткової мозолі, підвищують опірність шкіри організму та організму загалом до шкідливих факторів. зовнішнього середовища. Зменшуються алергічні та ексудативні реакції, підвищується розумова та фізична працездатність. Послаблюються інші порушення в організмі, спричинені сонячним голодуванням.

Показання для загального застосування УФ-В (безеритемні дози):

• - D-гіповітаміноз
• - порушення обміну речовин
• - схильність до гнійничкових захворювань
• - нейродерміт
• - псоріаз
• - переломи кісток та порушення утворення кісткового мозоля
• - бронхіальна астма
• - хронічне захворюваннябронхіального апарату
• - Загартовування організму.

Протипоказання:

• - злоякісні новоутворення
• - схильність до кровотеч
• - Системні захворювання крові
• - тиреотоксикоз
• - активний туберкульоз
• - виразкова хвороба шлунка та дванадцятипалої кишки у стадії загострення
• - гіпертонічна хвороба ІІ та ІІІ стадії
• - далекозайшов атеросклероз артерій головного мозку та коронних артерій.

Короткохвильовий ультрафіолетовий спектр випромінювання(КУФ) випромінювання.

УФ-випромінювання короткохвильового діапазону є активним фізичним фактором, тому що його кванти мають найбільший запас енергії. Воно здатне викликати денатурацію та фотоліз нуклеїнових кислот та білків за рахунок надмірного поглинання енергії його квантів різними молекулами, насамперед ДНК та РНК.

При дії на мікроорганізми, на клітини це призводить до інактивації їхнього геному та денатурації білка, що веде до їхньої загибелі.

При випромінюванні КУФ-променів виникає бактерицидний ефект, тому що пряме влучення їх на білок згубно для клітин вірусів, мікроорганізмів та грибів.

КУФ-промені викликають після короткочасного спазму розширення кровоносних судин, насамперед субкапелярних вен.

Показання для застосування КУФ-випромінювань:

• - опромінення ранових поверхонь
• - пролежні та мигдалеподібних ніш після тонзилектомін з бактерицидним ланцюгом
• - санація носоглотки при гострих розпіратурних захворюваннях
• - Лікування зовнішнього отиту
• - знезараження повітря в операційних, процедурних, інгаляторіях, реанімаційних відділеннях, палатах хворих, дитячих закладах та школах.

Шкіра та її функція

Шкіра людини становить 18% маси тіла людини і має загальну площу 2м2. Складається шкіра з трьох анатомічно та фізіологічно тісно взаємопов'язаних шарів:

• - епідермісу чи надшкірниці
• - дерми (власне шкіра)
• - Гіподерма (підшкірно жирова підкладка).

Епідерміс побудований з різних за формою та будовою, пошарово розташованих епітеліальних клітин (епітермоцитів). У цьому кожна вищележача клітина походить з нижчележачої, відбиваючи певну фазу життя.

Шари епідермісу розміщуються в наступній послідовності (з низу вгору):

• - базальний (Д) або зародковий;
• - шар шипуватих клітин;
• - шар кератогіалінових або зернистих клітин;
• - епейдиновий або блискучий;
• - Роговий.

Крім епідермоцитів в епідермісі (в базальному шарі) розташовуються клітини, здатні виробляти меланін (меланоцити), клітини Лагерганса, Грінстейна та ін.

Дерма розташовується безпосередньо під епідермісом та відокремлюється від нього основною мембраною. У дермі розрізняють сосочковий та сітчастий шари. Вона складається з колагенових, еластичних та ретикулінових (аргірофільних) волокон, між якими розташовується основна речовина.

У дермі, власне, у шкірі знаходиться сосочковий шар, багато забезпечений кровоносними та лімфатичними судинами. Тут є сплетення нервових волокон, що дають початок численним нервовим закінченням в епідермісі і дермі. У дермі закладені на різних рівнях потові та сальні залози, волосяні фолікули.

Підшкірна жирова клітковина є найглибшим шаром шкіри.

Функції шкіри складні та різноманітні. Шкіра виконує бар'єрно - захисну, терморегуляторну, видільну, обмінну, рецепторну тощо.

Бар'єрно – захисна функція, Яка вважається найголовнішою функцією шкіри людини та тварин, здійснюється за рахунок різних механізмів. Так, міцний та еластичний роговий шар шкіри протистоїть механічним впливам та зменшує шкідливу дію. хімічних речовин. Роговий шар, будучи поганим провідником, оберігає шари, що глибше лежать від висихання, охолодження і дії електричного струму.

Малюнок 2 – Будова шкіри

Шкірне сало, продукт секреції потових залоз і лусочки епітелію, що відлущується, утворюють на поверхні шкіри емульсійну плівку (захисну мантію), що грає важливу рольу захисті шкіри від впливу хімічних, біологічних та фізичних агентів.

Кисла реакція водно-ліпідної мантії та поверхневих шарів шкіри, а також бактерицидні властивості шкірного секрету є важливим бар'єрним механізмом для мікроорганізмів.

У захисті від світлових променів певну роль грає пігмент меланін.

Електрофізіологічний бар'єр є основною перешкодою проникнення речовин у глиб шкіри, у тому числі і при електрофорезі. Він розташовується на рівні базального шару епідермісу і є електричним шаром з різнорідними шарами. Зовнішній шар внаслідок кислої реакціїмає "+" заряд, а звернений всередину "-". слід пам'ятати, що, з одного боку, бар'єрно-захисна функція шкіри послаблює дію фізичних чинників на організм, з другого боку – фізичні чинники можуть стимулювати захисні властивості шкіри і цим реалізовувати лікувальні дію.

Фізична терморегуляціяорганізму також є однією з найважливіших фізіологічних функцій шкіри та має безпосереднє відношеннядо механізму дії водолікувальних факторів Вона здійснюється шкірою шляхом тепловипромінювання у вигляді інфрачервоних променів (44%) теплопроведення (31%) та випаровування води з поверхні шкіри (21%). Важливо відзначити, що шкіра з її терморегуляторними механізмами відіграє велику роль в акліматизації організму.

Секретно-екскреторна функціяшкіри пов'язана з діяльністю потових та сальних залоз. Вона відіграє у підтримці гомеостазу організму, у виконанні шкірою бар'єрних властивостей.

Дихальна та резорбційна функціятісно взаємопов'язані. Дихальна функція шкіри, що полягає у поглинанні кисню та виділенні вуглекислоти, у загальному балансі дихання для організму великого значення не має. Однак дихання через шкіру може значно зростати в умовах високої температуриповітря.

Резорбційна функція шкіри, її проникність мають велике значенняне тільки в дерматології та токсикології. Значення її для фізіотерапії визначається тим, що хімічний компонент дії багатьох лікувальних факторів (лікарських, газових та мінеральних ванн, грязелікування та ін) залежить від проникнення їх складових інгредієнтів через шкіру.

Обмінна функціяшкіри має специфічні особливості. З одного боку, у шкірі відбуваються лише їй властиві обмінні процеси (освіта кератину, меланіну, вітаміну D та ін.), з іншого – вона приймає активна участьу загальному обміні речовин в організмі. Особливо велика її роль у жировому, мінеральному, вуглеводному та вітамінному обмінах.

Шкіра є також місцем синтезу біологічно активних речовин (гепарину, гістаміну, серотоніну та ін.).

Рецепторна функціяшкіри забезпечує її зв'язок із зовнішнім середовищем. Цю функцію шкіра здійснює у вигляді численних умовних та безумовних рефлексів завдяки наявності в ній згаданих вище різних рецепторів.

Вважають, що на 1 см2 шкіри 100-200 больових точок 12-15 холодових, 1-2 теплові, 25 точок тиску.

Взаємозв'язок із внутрішніми органамипов'язана найтіснішим чином – зміни шкіри відбиваються на діяльності внутрішніх органів, а порушення з боку внутрішніх органів супроводжуються зсувами у шкірі. Цей взаємозв'язок особливо чітко проявляється при внутрішніх хворобах у вигляді про рефлексогенних, або больових, зон Захаріна-Геда.

Захар'їна-Геда зонипевні області шкіри, у яких при захворюваннях внутрішніх органів часто з'являються відбиті болі, а також больова та температурна гіперестезія.

Малюнок 3 – Розташування Захар'їна-Геда зони

Такі зони при захворюваннях внутрішніх органів виявлено також у ділянці голови. Наприклад, болі в лобно-носової області відповідає ураженню верхівок легень, шлунка, печінки, гирла аорти.

Болі у середньоочисній області ураження легень, серця, висхідної аорти.

Болі у лобно-скроневій області ураження легень, серця.

Болі у тім'яній області поразку воротаря і верхню частину кишечника тощо.

Зона комфортуобласть температурних умов довкілля, що викликають у людини суб'єктивно хороше тепловідчуття без ознак охолодження чи перегріву.

Для оголеної людини 17,3 0С – 21,7 0С

Для одягненої людини 16,7 0С - 20,6 0С

Імпульсна ультрафіолетова терапія

НДІ енергетики машинобудування МДТУ ім. Н. Е. Баумана (Шашковський С. Г. 2000 р) розробив портативний апарат "Мелітта 01" для локального опромінення уражених поверхонь шкірних покриттів, слизових оболонок високоефективним імпульсним ультрафіолетовим випромінюванням суцільного спектра в діапазоні 230-380 нм.

Режим роботи даного апарату імпульсно-періодичний з частотою 1 Гц. В апараті передбачено автоматичну генерацію 1, 4, 8, 16, 32 імпульсів. Вихідна імпульсна щільність потужності на відстані 5 см від пальника 25 Вт/см2

Показання:

• - гнійно-запальні захворювання шкіри та підшкірної клітковини (фурункул, карбункул, гідраденіт) початковий періодгідратації та після хірургічного розтину гнійної порожнини;
• - великі гнійні рани, рани після некректомії, рани перед та після проведення аутодермопластики;
• - гранулюючі рани після опіків термічних, хімічних, радіаційних;
• - трофічні виразки та в'ялозаживаючі рани;
• - бешихове запалення;
• - герпетичне запалення шкіри та слизових оболонок;
• - опромінення ран перед первинною хірургічною обробкою та після неї з метою профілактики розвитку гнійних ускладнень;
• - знезараження повітря приміщень, салону автомобіля, автобуса та автомобіля швидкої допомоги.

Імпульсна магнітна терапія з обертовим полем і частотою повторення імпульсів, що змінюється автоматично.

В основі лікувального впливу лежать відомі фізичні закони. На електричний заряд, що рухаються кровоносною судиною в магнітному полі, діє сила Лоренца, перпендикулярна вектору швидкості заряду, постійна в постійному і знакозмінна, в змінному магнітному полі, що обертається. Це реалізується всіх рівнях організму (атомарний, молекулярний, субклітинний, клітинний, тканинний).

Дія імпульсної магнітної терапії низької інтенсивності робить активний вплив на глибоко розташовану м'язову, нервову, кісткову тканину, внутрішні органи, покращуючи мікроциркуляцію, стимулюючи обмінні процеси та регенерацію. Електричні струми великої густини, індуковані імпульсним магнітним полем, активізую мієлінізовані товсті волокна нервів, внаслідок чого блокується аферентна імпульсація з болючого вогнища за спінальним механізмом «воротного блоку». Больовий синдром послаблюється або усувається повністю під час процедури або після перших процедур. За ступенем вираженості знеболювального ефекту імпульсна магнітна терапія перевершує інші види магнітної терапії.

Завдяки імпульсним магнітним полям, що обертаються, з'являється можливість індикування в глибині тканин без їх пошкоджень електричних полів і струмів, значної інтенсивності. Це дозволяє отримати виражений терапевтичний протинабряковий, знеболюючий, протизапальний, стимулюючий процеси регенерації, біостимулюючий ефекти дії, які за ступенем вираженості перевершують у кілька разів лікувальні ефекти, які отримують від усіх відомих апаратів низькочастотної магнітотерапії.

Апарати імпульсної магнітної терапії є сучасним ефективним засобом лікування травматичних ушкоджень, запальних, дегеративно-дистрофічних захворювань нервової та опорно-рухової системи.

Лікувальні ефекти імпульсної магнітної терапії: аналгетичний, протинабряковий, протизапальний, вазоактивний, стимулюючий процеси регенерації в пошкоджених тканинах, нейростимулюючий, міостимулюючий.

Показання:

• - захворювання та травматичні ушкодження ЦНС (ішемічний інсульт головного мозку, минуще порушення мозкового кровообігу, наслідки черепно-мозкової травми з руховими розладами, закриті травми спинного мозкуз руховими рушіннями, дитячий церебральний параліч, функціонально істеричні паралічі),
• - травматичні пошкодження опорно-рухової системи (забиті місця м'яких тканин, суглобів, кісток, розтягнення зв'язок, закриті переломи кісток і суглобів при іммобілізації, у стадії репаративної регенерації, відкриті переломи кісток, суглобів, поранення м'яких тканин при іммобілізації, в стадії репаративної регенерації , атрофія м'язів внаслідок гіподинамії, спричиненої травматичними ушкодженнями опорно-рухової системи),
• - запальні дегенеративно-дистрофічні пошкодження опорно-рухової системи (деформуючий остеоартроз суглобів з явищами синовіту і без явищ синовіту, поширений остеохондроз, деформуючий спондильоз хребта з явищами вторинного корінкового синдрому, шийний радикуліт з явищами плечело спондилоатрит, сколіотична хвороба у дітей),
• - хірургічні запальні захворювання (післяопераційний період після оперативних втручань на опорно-руховому апараті, шкірі та підшкірній клітковині, в'ялозаживаючі рани, трофічні виразки, фурункули, карбункули, флегмони після хірургічного втручання, мастити),
• - захворювання бронхолегеневої системи (бронхіальна астма легкого та середнього ступеня тяжкості, хронічний бронхіт),
• - захворювання органів травлення (гіпомоторно-евакуаторні порушення функції шлунка після шлунка та ваготомії, гіпомоторна дисфункція товстої кишки, шлунка та жовчного міхура, хронічний гепатит з помірним порушенням функції печінки, хронічний панкреатит із секреторною недостатністю),
• - захворювання серцево-судинної системи(оклюзійні ураження периферичних артерій атеросклеротичного генезу),
• - урологічні захворювання (камінь у сечоводі, стан після літотрипсії, атонія сечового міхура, слабкість сфінкера та детрузора, простатит),
• - гінекологічні захворювання (запальні захворювання матки та придатків, захворювання, зумовлені гіпофункцією яєчників),
• - хронічний простатит та сексуальні розлади у чоловіків,
• - стоматологічні захворювання (пародонтоз, пломбувальний біль).

Протипоказання:

• - Виражена гіпотонія,
• - системні захворювання крові,
• - схильності до кровотеч,
• - тромбофлебіт,
• - тромбоемболічна хвороба, переломи кісток до іммобілізації,
• - вагітність,
• - тиреотоксикоз та вузловий зоб,
• - абсцес, флегмони (до розкриття та дренування порожнин),
• - злоякісні новоутворення,
• - гарячковий стан,
• - жовчокам'яна хвороба,
• - Епілепсія.

Попередження:

Імпульсну магнітну терапію не можна застосовувати за наявності імплантованого кардіостимулятора, оскільки індуковані електропотенціали можуть порушувати його роботу; при різних металевих предметах, що вільно лежать у тканинах організму (наприклад, уламки при пораненнях), якщо вони знаходяться на відстані менше 5 см від індукторів, оскільки при проходженні імпульсів магнітного поля предмети з електропровідних матеріалів (сталь, мідь та ін.) можуть здійснювати рухи і викликати ушкодження навколишніх тканин. Впливати на область головного мозку, серця та очі не допускається.

Великий інтерес представляє створення імпульсних магнітних апаратів низької інтенсивності (20-150 мТл) з частотою проходження імпульсів, що приблизно збігається з частотою власних біопотенціалів органів (2-4-6-8-10-12 Гц). Це дозволило б надавати біорезонансну дію на внутрішні органи (печінка, підшлункова залоза, шлунок, легені) імпульсним магнітним полем та позитивно впливати на їх функцію. Вже відомо, що ІМП позитивно впливає на частоті 8-10 Гц на функцію печінки у хворих з токсичним (алкогольним) гепатитом.

Ультрафіолет було відкрито понад 200 років тому, але лише з винаходом штучних джерел ультрафіолетового випромінювання людина змогла використати дивовижні властивостіцього невидимого світла. Сьогодні ультрафіолетова лампа допомагає боротися з багатьма захворюваннями та дезінфікує, дозволяє створювати нові матеріали та використовується криміналістами. Але для того, щоб прилади УФ спектру приносили користь, а не шкоду, необхідно чітко уявляти, якими вони бувають і для чого служать.

Що таке ультрафіолетове випромінювання і яким воно буває

Ти, напевно, знаєш, що світло – це електромагнітне випромінювання. Залежно від частоти колір такого випромінювання змінюється. Низькочастотний спектр здається нам червоним, високочастотний синім. Якщо підняти частоту ще вище, світло стане фіолетовим, а потім зовсім зникне. Точніше, зникне для твого ока. Насправді випромінювання перейде в область ультрафіолетового спектру, який ми не здатні бачити через особливості ока.

Але якщо ми не бачимо ультрафіолетове світло, то це не означає, що воно на нас ніяк не впливає. Ти ж не заперечуватимеш, що радіація безпечна, оскільки ми її не можемо побачити. А радіація – не що інше, як таке ж електромагнітне випромінювання, як світло та ультрафіолет, лише вищої частоти.

Але повернемось до ультрафіолетового спектру. Він знаходиться, як ми з'ясували, між видимим світлом і радіаційним випромінюванням:

Залежність типу електромагнітного випромінювання від частоти

Відкинемо світло з радіацією та розглянемо ультрафіолетове випромінювання ближче:

На малюнку добре видно, що весь УФ діапазон умовно ділиться на два піддіапазони: ближній і далекий. Але на цьому малюнку зверху ми бачимо розподіл на УФА, УФВ і УФС. Надалі ми користуватимемося саме таким поділом – ультрафіолет А, В та С, оскільки він чітко розмежовує ступінь впливу випромінювання на біологічні об'єкти.

Думка експерта

Олексій Бартош

Кінцева частина далекого спектру не позначена, оскільки не має особливого практичного значення. Повітря для ультрафіолетового випромінювання з довжиною хвилі коротше 100 нм (його ще називають жорстким ультрафіолетовим) практично непрозоре, тому його джерела можна використовувати тільки у вакуумі.

Властивості ультрафіолету та вплив його на живі організми

Отже, у нашому розпорядженні три ультрафіолетові діапазони: А, В і С. Розглянемо властивості кожного з них.

Ультрафіолет А

Випромінювання лежить у діапазоні 400 – 320 нм і називається м'яким або довгохвильовим ультрафіолетовим. Проникнення їх у глибинні шари живих тканин мінімально. При помірному застосуванні УФА як не завдає шкоди організму, а й корисний. Він зміцнює імунітет, сприяє виробленню вітаміну D, покращує стан шкіри. Саме під таким ультрафіолетом ми спалахуємо на пляжі.

Але при передозуванні навіть м'який ультрафіолетовий діапазон може становити певну небезпеку для людини. Наочний приклад: дістався пляжу, приліг на пару годин і «згорів» Знайомо? Безперечно. Але могло бути і ще гірше, якби ти лежав годин п'ять чи з відкритими очимата без якісних сонцезахисних окулярів. При тривалому впливіна очі УФА здатний викликати опік рогівки, а шкіру спалити буквально до пухирів.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Все сказане вище справедливо і для інших біологічних об'єктів: рослин, тварин, бактерій. Саме помірний УФА значною мірою провокує «цвітіння» води у водоймах та псування продуктів, підганяючи зростання водоростей та бактерій. Передозування його надзвичайно шкідливе.

Ультрафіолет В

Середньохвильовий ультрафіолет, що займає діапазон 320 – 280 нм. Ультрафіолетове випромінювання з такою довжиною хвилі здатне проникати у верхні шари живих тканин та викликати серйозні зміни їхньої структури аж до часткового руйнування ДНК. Навіть мінімальна доза УФВ здатна викликати серйозний та досить глибокий радіаційний опік шкіри, рогівки та кришталика. Серйозну небезпеку таке випромінювання також є для рослин, а для багатьох видів вірусів і бактерій через їх невеликі розміри УФВ взагалі смертельний.

Ультрафіолет С

Найбільш короткохвильовий і найнебезпечніший для всього живого діапазон, який входить ультрафіолетове випромінювання з довжиною хвилі від 280 до 100 нм. УФС навіть у невеликих дозах здатне руйнувати ланцюги ДНК, викликаючи мутації. У людини, як правило, його вплив викликає рак шкіри та меланому. Через здатність досить глибоко проникати у тканини УФС може спричинити незворотний радіаційний опік сітківки та глибокі пошкодження шкірного покриву.

Додаткову небезпеку становить здатність ультрафіолетового випромінювання категорії С іонізувати молекули кисню, що знаходяться в атмосфері. Внаслідок такого впливу в повітрі утворюється озон — триатомний кисень, який є найсильнішим окислювачем, а за ступенем небезпеки для біологічних об'єктів відноситься до першої, найнебезпечнішої категорії отрут.

Улаштування ультрафіолетової лампи

Людина навчилася створювати штучні джерела ультрафіолетового випромінювання, причому вони можуть випромінювати в будь-якому заданому діапазоні. Конструктивно ультрафіолетові лампи виконуються у вигляді колби, заповненої інертним газом із домішкою металевої ртуті. З боків колби впаюються тугоплавкі електроди, на які подається напруга живлення приладу. Під дією цієї напруги в колбі починається розряд, що тліє, який змушує молекули ртуті випускати ультрафіолет у всіх спектрах УФ діапазону.

Виготовляючи колбу з тієї чи іншої матеріалу, конструктори можуть відсікати випромінювання певної довжини хвилі. Так, лампа з еритемного скла пропускає лише ультрафіолетове випромінювання типу А, увіолева колба вже прозора для УФВ, але не пропускає жорстке випромінювання УФС. Якщо ж колбу зробити з кварцового скла, то прилад випромінюватиме всі три види ультрафіолетового спектру – А, В, С.

Усі лампи ультрафіолетового світла є газорозрядними і повинні вмикатися в мережу через спеціальний пускорегулюючий пристрій (ЕПРА). В іншому випадку тліючий розряд у колбі миттєво перейде в некерований дуговий.

Важливо! Лампи розжарювання із синім балоном, які ми часто використовуємо для прогрівання при ЛОР захворюваннях, не є ультрафіолетовими. Це звичайні лампочки розжарювання, а синя колба служить лише для того, щоб ти не отримав теплового опіку і не пошкодив очі яскравим світлом, тримаючи досить потужну лампу біля самого обличчя.

Застосування УФ ламп

Отже, ультрафіолетові лампи існують, і ми навіть знаємо, що вони всередині. Але навіщо вони потрібні? Сьогодні прилади ультрафіолетового світла широко використовуються як у побуті, так і на виробництві. Ось основні сфери застосування УФ ламп:

1. Зміна фізичних властивостейматеріалів. Під дією ультрафіолетового випромінювання деякі синтетичні матеріали (фарби, лаки, пластики та ін.) можуть змінювати свої властивості: твердіти, розм'якшуватися, змінювати колір та інші Фізичні характеристики. Живий приклад – стоматологія. Спеціальна фотополімерна пломба пластична доти, доки лікар після її встановлення не освітить ротову порожнину м'яким. ультрафіолетовим світлом. Після такої обробки полімер стає міцнішим за камінь. У косметичних салонах теж використовують спеціальний гель, що твердне під УФ лампою. З його допомогою, наприклад, косметологи збільшують нігті.

2. Криміналістика та кримінальне право . Полімери, що здатні світитися в ультрафіолеті, широко використовуються для захисту від підробки. Для цікавості спробуй висвітлити купюру ультрафіолетовою лампою. Так само можна перевірити купюри майже всіх країн, справжність особливо важливих документів або печаток на них (так званий захист «Цербер»). Криміналісти користуються ультрафіолетовими лампами для виявлення слідів крові. Вона, звичайно, не світиться, проте повністю поглинає ультрафіолетове випромінювання і на загальному тлі здаватиметься абсолютно чорною.

Думка експерта

Олексій Бартош

Фахівець з ремонту, обслуговування електроустаткування та промислової електроніки.

Якщо ти дивився фільми про криміналістів, то напевно помітив, що в них кров під УФ лампою всупереч сказаному мною світиться синьо-білим. Щоб досягти такого ефекту, фахівці обробляють передбачувані плями крові спеціальним складом, який взаємодіє з гемоглобіном, після чого починає флюоресціювати (світитися в ультрафіолетовому випромінюванні). Такий метод як наочний для глядача, а й ефективніший.

3. При дефіциті природного ультрафіолету. Користь ультрафіолетової лампи спектра для біологічних об'єктів була відкрита майже одночасно з її винаходом. При нестачі природного ультрафіолетового випромінювання страждає імунітет людини, шкіра набуває хворого блідого відтінку. Якщо рослини та кімнатні квіти вирощувати за шибкою або під звичайними лампами розжарювання, то і вони почуваються не найкращим чином- Погано ростуть і часто хворіють. Вся справа без ультрафіолетового випромінювання спектру А, недолік якого особливо шкідливий для дітей. Сьогодні УФА лампи використовують для зміцнення імунітету та покращення стану шкіри повсюдно, де не вистачає природного світла.

Насправді прилади, що служать для поповнення дефіциту природного ультрафіолетового світла, випромінюють не тільки ультрафіолет А, але й, хоча частка останнього в загальному випромінюваннінадзвичайно мала - від 0,1 до 2-3%.

4. Для дезінфекції. Всі віруси та бактерії – теж живі організми, до того ж вони настільки малі, що перевантажити їх ультрафіолетовим світлом зовсім нескладно. Жорсткий ультрафіолет (С) може проходити деякі мікроорганізми буквально наскрізь, руйнуючи їх структуру. Таким чином, лампи спектру В і С, які отримали назву антибактеріальних або бактерицидних, можна використовувати для знезараження квартири, громадських закладів, повітря, води, предметів і навіть для лікування вірусних інфекцій. При використанні ламп УФС додатковим фактором, що дезінфікує, виступає озон, про який я писав вище.

Ти, напевно, чув такий медичний термін, як кварцювання. Ця процедура – ​​не що інше, як обробка предметів чи тіла людини строго дозованим жорстким ультрафіолетовим випромінюванням.

Основні характеристики джерел ультрафіолетового випромінювання

Якими характеристиками УФ лампи потрібно керуватися, щоб при її використанні отримати максимальний ефект і не завдати шкоди здоров'ю своєму та оточуючим? Ось основні з них:

1. Діапазон випромінювання.
2. Потужність.
3. Призначення.
4. Строк служби.

Випромінений діапазон

Це основний параметр. Залежно від довжини хвилі ультрафіолет діє по-різному. Якщо УФА небезпечний лише для очей, і при правильному використанніне становить серйозної загрози для організму, то УФВ може не тільки зіпсувати очі, а й спровокувати глибокі, часом незворотні опіки на шкірі. УФС чудово дезінфікує, але може представляти смертельну небезпекудля людини, оскільки випромінювання такої довжини хвилі руйнує ДНК та утворює отруйний газ озон.

З іншого боку, спектр УФА абсолютно марний як антибактеріальний засіб. Користування від такої лампи, наприклад, при очищенні повітря від бактерій, фактично не буде. Більше того, деякі види бактерій та мікрофлори стануть ще активнішими. Таким чином, вибираючи УФ лампу, необхідно чітко уявляти для чого вона використовуватиметься і який спектр випромінювання вона повинна мати.

Потужність

Мається на увазі сила створюваного лампою УФ потоку. Вона пропорційна споживаної потужності, тому за виборі приладу орієнтуються зазвичай цей показник. Побутові ультрафіолетові лампи зазвичай не перевищують потужності 40-60, професійні пристрої можуть мати потужність до 200-500 Вт та більше. Перші зазвичай мають низький тиск у колбі, другі – високий. Вибираючи випромінювач для тих чи інших цілей, потрібно чітко уявляти, що в плані потужності більше не завжди означає краще. Для отримання максимального ефекту випромінювання приладу має бути строго дозованим. Тому при покупці лампи звертайте увагу не тільки на її призначення, а й на рекомендовану площу приміщення або продуктивність приладу, якщо він служить для очищення повітря або води.

Призначення та конструкція

За своїм призначенням ультрафіолетові лампи поділяються на побутові та професійні. Другі зазвичай мають велику потужність, більш широкий та жорсткий спектр випромінювання та складні за конструкцією. Саме тому вони вимагають свого обслуговування кваліфікованого спеціалістата відповідних знань. Якщо ти збираєшся купувати ультрафіолетову лампу для домашнього використання, то від професійних пристроїв краще відмовитись. У такому випадку велика ймовірність, що лампа швидше нашкодить, ніж принесе користь. Особливо це стосується приладів, що працюють у діапазоні УФС, випромінювання яких є іонізуючим.

За типом конструкції ультрафіолетові лампи поділяються на:

1. Відкриті. Ці прилади випромінюють ультрафіолет безпосередньо в навколишнє середовище. При неправильному застосуванні становлять найбільшу небезпеку для організму людини, але дозволяють провести якісне знезараження приміщення, включаючи повітря і всі предмети, що знаходяться в ньому. Лампи відкритої або напіввідкритої (вузькоспрямованого випромінювання) конструкції використовуються також для медичних цілей: лікування інфекційних захворювань та поповнення дефіциту ультрафіолету (фітолампи, солярії).

2. Рециркулятори чи прилади закритого типу.Лампа в них знаходиться за повністю непрозорим кожухом, а УФ вивчення впливає лише на робоче середовище– газ або рідина, що проганяється спеціальним насосом крізь камеру, що опромінюється. У побуті рециркулятори зазвичай використовуються для бактерицидної обробки води чи повітря. Оскільки пристрої не випромінюють ультрафіолет, при правильному використанні вони повністю безпечні для людини та можуть використовуватись у його присутності. Рециркулятори може бути як побутового, і промислового призначення.

3. Універсальні.Прилади цього можуть працювати як у режимі рециркуляції повітря, і прямого випромінювання. Конструктивно виконані як рециркулятор із розкладним кожухом. У зібраному вигляді це звичайний рециркулятор, із відкритими шторками – бактерицидна лампа відкритого типу.

Строк служби

Оскільки принцип роботи та конструкція ультрафіолетової лампи подібні до принципу та пристрою люмінесцентного освітлювального приладу, логічно припустити, що терміни служби у них однакові і можуть досягати 8 000–10 000 год. На практиці це не зовсім так. У процесі роботи лампа "старіє": її світловий потік зменшується. Але якщо у звичайній освітлювальній лампі цей ефект помітний візуально, то УФ лампу «на око» перевірити неможливо. Тому виробник обмежується набагато меншим терміном роботи: від 1 000 до 9 000 годин залежно від потужності лампи, її призначення та, звичайно, якості матеріалів, комплектуючих та бренду.

Якщо в паспорті на пристрій не вказано періодичність заміни ламп або заявлено максимальний термін 20 тисяч годин і більше, то від покупки такого пристрою варто відмовитись. Також має насторожити і надто низька вартість приладу. Швидше за все, це низькоякісний товар або підробка.

Кисень, сонячні промені і вода, що містяться в атмосфері Землі, є основними умовами, що сприяють продовженню життя на планеті. Дослідниками давно доведено, що інтенсивність та спектр сонячної радіації у вакуумі, що існує в космосі, залишається незмінним.

На Землі інтенсивність її впливу, яку ми називаємо ультрафіолетовим випромінюванням, залежить від безлічі факторів. Серед них: пора року, географічне розташування місцевості над рівнем моря, товщина озонового шару, хмарність, а також рівень концентрації промислових та природних домішок у повітряних масах.

Ультрафіолетові промені

Сонячне світло доходить до нас у двох діапазонах. Людське окоздатний розрізнити лише одне із них. У невидимому для людей спектрі і знаходяться ультрафіолетові промені. Що вони є? Це не що інше, як електромагнітні хвилі. Довжина ультрафіолетового випромінювання знаходиться в діапазоні від 7 до 14 нм. Такі хвилі несуть на нашу планету величезні потоки теплової енергії, через що їх часто називають тепловими.

Під ультрафіолетовим випромінюванням прийнято розуміти широкий спектр, що складається з електромагнітних хвильз діапазоном, умовно розділеним на далекі та ближні промені. Перші з них вважаються вакуумними. Їх повністю поглинають верхні шари атмосфери. У разі Землі їх генерування можливе лише за умов вакуумних камер.

Що стосується ближніх ультрафіолетових променів, їх ділять на три підгрупи, класифікуючи за діапазонами:

Довгі, що знаходяться в межах від 400 до 315 нанометрів;

Середні – від 315 до 280 нанометрів;

Короткі – від 280 до 100 нанометрів.

Вимірювальні прилади

Як людина визначає ультрафіолетове випромінювання? На сьогоднішній день існує безліч спеціальних пристроїв, розроблених не тільки для професійного, але й для побутового застосування. З їх допомогою вимірюється інтенсивність та частота, а також величина отриманої дози УФ-променів. Результати дозволяють оцінити їх можлива шкодадля організму.

Джерела ультрафіолету

Основним «постачальником» УФ-променів на планеті є, зрозуміло, Сонце. Однак на сьогоднішній день людиною винайдено і штучні джерела ультрафіолету, якими є спеціальні лампові прилади. Серед них:

Ртутно-кварцова лампа високого тиску здатна працювати в загальному діапазоні від 100 до 400 нм;

Люмінісцентна вітальна лампа, що генерує хвилі довжиною від 280 до 380 нм, максимальний пік її випромінювання знаходиться між значеннями 310 і 320 нм;

Безозонні та озонні бактерицидні лампи, що виробляють ультрафіолетові промені, 80% яких становить довжину 185 нм.

Користь УФ-променів

Аналогічно природному ультрафіолетовому випромінюванню, що йде від Сонця, світло, що виробляється спеціальними приладами, впливає на клітини рослин та живих організмів, змінюючи їхню хімічну структуру. Сьогодні дослідникам відомі лише деякі різновиди бактерій, здатні існувати без цих променів. Інші організми, потрапивши в умови, де відсутня ультрафіолетове випромінювання, неодмінно загинуть.

УФ-промені здатні вплинути на метаболічні процеси. Вони підвищують синтез серотоніну і мелатоніну, що позитивно впливає на роботу центральної нервової, а також ендокринної системи. Під дією ультрафіолетового світла активізується вироблення вітаміну D. А це головний компонент, що сприяє засвоєнню кальцію та перешкоджає розвитку остеопорозу та рахіту.

Шкода УФ-променів

Згубне для живих організмів жорстке ультрафіолетове випромінювання не пропускають Землю озонові шари, що у стратосфері. Однак промені, що знаходяться в середньому діапазоні, що сягають поверхні нашої планети, здатні викликати:

Ультрафіолетову еритему – сильний опік шкіри;

Катаракту - помутніння кришталика ока, що призводить до сліпоти;

Меланому – рак шкіри.

Крім цього, ультрафіолетові промені здатні надати мутагенну дію, спричинити збої в роботі імунних сил, що стає причиною виникнення онкологічних патологій.

Ураження шкіри

Ультрафіолетові промені іноді викликають:

1. Гострі ушкодження шкіри. Їх виникненню сприяють високі дози сонячної радіації, що містять промені середнього діапазону. Вони впливають на шкіру протягом короткого часу, викликаючи при цьому еритему та гострий фотодерматоз.
2. Відстрочене ушкодження шкіри. Воно виникає після тривалого опромінення довгохвильовими УФ-променями. Це хронічні фотодерматити, сонячна геродермія, фотостаріння шкіри, виникнення новоутворень, ультрафіолетовий мутагенез, базальноклітинний та плоскоклітинний рак шкіри. У цьому списку є герпес.

Як гострі, так і відстрочені ушкодження часом отримують при надмірних захопленняхштучними сонячними ваннами, а також при відвідуваннях тих соляріїв, які використовують несертифіковане обладнання або де не проводяться заходи щодо калібрування УФ-ламп.

Захист шкіри

Людське тіло при обмеженій кількості будь-яких сонячних ванн здатне впоратися з ультрафіолетовим випромінюванням самостійно. Справа в тому, що понад 20% таких променів може затримати здоровий епідерміс. На сьогоднішній день захист від ультрафіолету, щоб уникнути виникнення злоякісних утворень, вимагатиме:

Обмеження часу перебування на сонці, що особливо актуально в літній полудень;

Носіння легкого, але водночас закритого одягу;

Вибір ефективних сонцезахисних кремів.

Використання бактерицидних властивостей ультрафіолету

УФ-промені здатні вбити грибок, а також інші мікроби, які знаходяться на предметах, поверхні стін, підлоги, стель та у повітрі. У медицині широко використовуються ці бактерицидні властивості ультрафіолетового випромінювання і застосування їм знаходиться відповідне. Спеціальні лампи, що виробляють УФ-промені, забезпечують стерильність хірургічних та маніпуляційних приміщень. Однак ультрафіолетове бактерицидне випромінювання використовується медиками не тільки для боротьби з різними внутрішньолікарняними інфекціями, але і як один з методів усунення багатьох захворювань.

Світлолікування

Застосування ультрафіолетового випромінювання в медицині є одним з методів позбавлення від різних захворювань. У процесі такого лікування виробляється дозована дія УФ-променів на організм пацієнта. При цьому застосування ультрафіолетового випромінювання в медицині для цього стає можливим завдяки використанню спеціальних ламп фототерапії.

Така процедура проводиться усунення захворювань шкіри, суглобів, органів дихання, периферичної нервової системи, жіночих статевих органів. Призначається ультрафіолет для прискорення процесу загоєння ран та для профілактики рахіту.

Особливо ефективним є застосування ультрафіолетового випромінювання в терапії псоріазу, екземи, вітіліго, деяких видів дерматиту, пруриго, порфірії, пруриту. Така процедура не вимагає анестезії і не викликає у хворого неприємних відчуттів.

Застосування лампи, що виробляє ультрафіолет, дозволяє отримати хороший результат при лікуванні хворих, які пройшли важкі гнійні операції. У цьому випадку пацієнтам також допомагає бактерицидна властивість цих хвиль.

Застосування УФ-променів у косметології

Інфрачервоні хвилі активно використовуються і у сфері підтримки краси та здоров'я людини. Так, застосування ультрафіолетового бактерицидного випромінювання необхідне забезпечення стерильності різних приміщень і приладів. Наприклад, може бути профілактика інфікування манікюрних інструментів.

Застосування ультрафіолетового випромінювання у косметології – це, звичайно ж, солярій. У ньому за допомогою спеціальних ламп клієнти можуть отримати засмагу. Він чудово захищає шкіру від можливих опіків сонця. Саме тому косметологи рекомендують перед поїздкою до спекотних країн або на море пройти кілька сеансів у солярії.

Необхідні в косметології та спеціальні УФ-лампи. Завдяки їм відбувається швидка полімеризація особливого гелю, що використовується для манікюру.

Визначення електронних структур предметів

Знаходить своє застосування ультрафіолетове випромінювання та у фізичних дослідженнях. З його допомогою визначають спектри відображення, поглинання та випромінювання в УФ-області. Це дозволяє уточнити електронну структуру іонів, атомів, молекул та твердих тіл.

УФ-спектри зірок, Сонця та інших планет несуть у собі інформацію про ті фізичні процеси, які відбуваються в гарячих областях досліджуваних космічних об'єктів.

Очистка води

Де ще використовуються УФ-промені? Знаходить своє застосування ультрафіолетове антибактеріальне випромінювання для знезараження питної води. І якщо раніше з цією метою використовувався хлор, то на сьогоднішній день вже досить добре вивчено його негативний вплив на організм. Так, пари цієї речовини здатні викликати отруєння. Потрапляння до організму самого хлору провокує виникнення онкологічних захворювань. Саме тому для знезараження води у приватних будинках дедалі частіше стали застосовуватися ультрафіолетові лампи.

Застосовуються УФ-промені та у басейнах. Ультрафіолетові випромінювачі для усунення бактерій використовують у харчовій, хімічній та фармакологічній промисловості. Цим сферам також потрібна чиста вода.

Знезараження повітря

Де ще людина використовує УФ-промені? Застосування ультрафіолетового випромінювання для знезараження повітря також стає все більш поширеним останнім часом. Рециркулятори та випромінювачі встановлюються в місцях масового скупчення людей, таких як супермаркети, аеропорти та вокзали. Використання УФІ, що впливає на мікроорганізми, дозволяє провести знезараження середовища їх проживання в самій. високого ступеня, до 99,9 %.

Побутове застосування

Кварцові лампи, що створюють УФ-промені, вже протягом багатьох років дезінфікують та очищають повітря у поліклініках та лікарнях. Однак останнім часом все частіше знаходить своє застосування ультрафіолетове випромінювання у побуті. Воно дуже ефективно для ліквідації органічних забруднювачів, наприклад, грибка та плісняви, вірусів, дріжджів та бактерій. Ці мікроорганізми особливо швидко поширюються у тих приміщеннях, де люди з різних причин надовго щільно зачиняють вікна та двері.

Використання бактерицидного опромінювача в побутових умовах стає доцільним при малої площіжитла та великої родини, в якій є маленькі діти та домашні вихованці. Лампа з УФ-випромінюванням дозволить періодично дезінфікувати кімнати, зводячи до мінімуму ризик виникнення та подальшої передачі захворювань.

Використовуються подібні прилади та туберкульозники. Адже такі хворі не завжди проходять лікування у стаціонарі. Перебуваючи вдома, їм потрібно знезаражувати своє житло, застосовуючи навіть ультрафіолетове випромінювання.

Застосування у криміналістиці

Вченими розроблено технологію, що дозволяє виявити мінімальні дози вибухових речовин. Для цього використовується прилад, у якому виробляється ультрафіолетове випромінювання. Такий пристрій здатний визначити наявність небезпечних елементіву повітрі та у воді, на тканині, а також на шкірі підозрюваного у злочині.

Також знаходить своє застосування ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання при макрозйомці об'єктів з невидимими та маловидимими слідами скоєного правопорушення. Це дозволяє криміналістам вивчити документи та сліди пострілу, тексти, що зазнали змін у результаті їх залиття кров'ю, чорнилом тощо.

Інші застосування УФ-променів

Ультрафіолетове випромінювання використовується:

У шоу-бізнесі для створення світлових ефектів та освітлення;

у детекторах валют;

У поліграфії;

У тваринництві та сільському господарстві;

Для лову комах;

у реставрації;

Для проведення хроматографічного аналізу.