Особливості дії ультрафіолетового випромінювання на організм людини

У порівнянні з інфрачервоним випромінюванням ультрафіолетове випромінювання має на організм людини дуже складна дія, яка складається з взаємопов`язаних біофізичних, гуморальних і нервово-рефлекторних явищ. При впливі на організм людини ультрафіолетового випромінювання розвиваються перш за все біофізичні процеси, при цьому основний з них проявляється у виникненні фотоефекту. В результаті такого ефекту відбуваються зміни в електронній структурі атомів і молекул, а в кінцевому підсумку змінюються електричні властивості клітини організму людини і її колоїдів, що певним чином впливає на їх дисперсність. Гуморальний механізм дії ультрафіолетового випромінювання пов`язаний з впливом його на білкові субстанції організму людини, зокрема при ультрафіолетовому випромінюванні (тільки в лікувальних допустимих дозах) відбувається денатурація білка, тобто втрата їм здатності до набухання, розчинення у воді і розбавлених сольових растворах- крім того, спостерігається коагуляція білка в тканинах організму людини. Далі коагульованої білок порівняно легко розщеплюється ферментами, що виробляються в організмі людини, що призводить до появи продуктів розщеплення білків в опромінюється патологічному вогнищі, серед яких знаходяться речовини, що володіють високою біологічною активністю, такі як гістамін, ацетилхолін, біогенні аміни і ін. Фахівцям добре відомо, що гістамін є активним потужним стимулятором діяльності гладкої мускулатури черевної порожнини, має судинорозширювальну дію, підвищує секрецію шлункових залоз, вироблення пепсину і соляної кислоти. Крім того, гістамін пов`язаний з обміном адреналіну в організмі людини, впливає на обмін глюкокортикоїдів і катехоламінів, підвищує активність ферменту гістамінази. Звільнення під впливом ультрафіолетового випромінювання фізіологічно активних речовин шкіри тісно пов`язує гуморальний механізм дії з нервово-рефлекторним, тому що ці речовини беруть активну участь у передачі нервового збудження.

У другій половині XX в. в Радянському Союзі були проведені спеціальні дослідження щодо впливу ультрафіолетового випромінювання на організм людини, в ході яких було встановлено наступне:

• ультрафіолетове випромінювання в цілому є необхідним фактором зовнішнього середовища, який бере участь в регулюванні вітамінного балансу і обмінних процесів організму людини;

• при опроміненні шкірних покровів ультрафіолетовими променями з довжиною хвилі від 302 до 297 нм знаходиться в організмі вітамін D (7-дегидрохолестерин) перетворюється на вітамін D ₃, який при надходженні в кров сприяє мобілізації неорганічного фосфору, активізації діяльності ферменту фосфатази. Відсутність вітаміну D знижує можливість участі фосфатази в ряді перетворень, пов`язаних з фосфорно-кальцієвих обміном.

Загальновідомо, що знижений вміст кальцію в організмі (в кістковій тканині) викликає зниження механічної міцності кісток, схильність до переломів (тобто розвивається остеопороз - бич дітей і літніх людей), а у маленьких дітей розвивається рахіт. Крім того, недолік кальцію в стінках кровоносних судин веде до підвищення їх проникності і схильності до ексудативним реакцій (цей висновок зробив радянський вчений А.П. Парфенов);

• при ультрафіолетової недостатності порушується робота різних органів і систем, що веде до появи млявості, слабкості, легкої стомлюваності, зниження м`язової працездатності, порушення вітамінного балансу не тільки вітаміну D, але і вітаміну С, в результаті може розвинутися анемія. Різке зниження імунобіологічних процесів при цьому явищі спричиняє знижену опірність організму людини, особливо до простудних та інфекційних захворювань;

• під впливом ультрафіолетового опромінення змінюються співвідношення білкових фракцій сироватки крові, збільшується вміст глікогену в печінці і м`язах;

• ультрафіолетове опромінення змінює кислотно-лужну рівновагу крові: після короткочасного ацидозу настає більш тривалий алкалоз. Крім того, змінюється зміст протеолітичних ферментів і знижується вміст каталази;

• ультрафіолетове випромінювання впливає на роботу серцево-судинної системи. Наприклад, інтенсивне опромінення шкірного покриву в ерітемной зоні викликає почастішання ритму і збільшення хвилинного обсягу серця, зниження артеріального тиску.

Вплив ультрафіолетового випромінювання на артеріальний тиск пояснюється зрушеннями в вегетативної нервової системи і появою в крові гістаміну і гістаміноподібну продуктів, що викликають розширення кровоносних судин. Але при відносно тривалому опроміненні настає друга фаза - підвищення артеріального тиску, тому при виконанні процедур строго дотримуються допустимі дози ультрафіолетового опромінення;

• ультрафіолетове опромінення в певних дозах надає десенсибілізуючу дію, що пов`язано з деякими змінами функціонального стану нервової та ендокринної систем, обміну речовин.

Вченими в зазначені роки були розроблені спеціальні методики десенсибилизирующей терапії шляхом застосування ультрафіолетового випромінювання для лікування ряду захворювань, в етіології і патогенезі яких значну роль відіграє алергічний компонент (таких як бронхіальна астма, ревматизм, алергічний риніт та ін.). Як правило, десенсибілізуючу дію проявляється лише при багаторазових опромінюваннях або в разі застосування досить інтенсивної ерітемной дозування (Ері-темна доза - ступінь ультрафіолетового опромінення, що викликає появу своєрідного стійкого почервоніння шкірного покриву в області патологічного вогнища);

• при ультрафіолетовому опроміненні шкірного покриву на місці впливу через 2-4 год виникає стійка гіперемія з чітко окресленими краями - ультрафіолетова еритема, яка тримається від 12 год до декількох днів. При виникненні еритеми в шкірі відбуваються зміни, характерні для запалення: розширення капілярів і переповнення їх кров`ю, підвищення проникності капілярів та ін. При ерітемних впливах ультрафіолетовими променями з довжиною хвилі від 257 до 297 нм в період розвитку еритеми в області патологічного вогнища відбуваються зміни в закінченнях чутливих нервів шкірного покриву, при цьому відзначаються гіпертрофія і розростання шкірних нервових клітин, знижується їх чутливість, з чим пов`язують знеболювальну дію ультрафіолетового випромінювання. При однакових фізичних умовах впливу на патологічний осередок характер еритеми залежить від багатьох індивідуальних особливостей організму в цілому. Ерітемная реакція шкіри залежить від віку, функції ендокринних залоз, локалізації впливу, від патологічних процесів, що відбуваються в організмі людини. Як показала багаторічна практика використання ультрафіолетового опромінення в терапевтичних цілях, найбільш чутливою є шкіра обличчя, живота, спини, менш чутливою - шкіра кінцівок. Крім того, було відзначено, що чутливість шкіри до ультрафіолетового випромінювання різко підвищується при ексудативному діатезі, бронхіальній астмі і різних алергічних захворюваннях. Різке зниження чутливості шкіри при аналогічних впливах спостерігається при гіпотрофії, інфекційних захворюваннях.

Відео: Детальніше про радіацію

При проведенні клінічних досліджень було відзначено, що на другу добу в момент максимального розвитку еритеми відбувалися некробіоз і некроз більшої частини клітин епідермісу, до 3-4-го дня епідерміс утолщался за рахунок молодих клітин базального шару. До 7-9-го дня еритема поступово зникала (за умови припинення опромінення), починалося лущення за рахунок відмирання клітин поверхневих шарів шкірного покриву і заміни їх новими. До цього ж періоду часу на місці еритеми виникала пігментація, що представляє собою відкладення барвника меланіну в базальних клітинах шкіри.

Клінічні спостереження за процедурами УФО показали, що в ряді випадків утворення пігменту можливо при повторних опромінення і без видимої попередньої еритеми.

Видатний радянський вчений А.П. Парфьонов висловив припущення, що хороший загар на тілі людини є показником працездатності захисних сил організму, в тому числі і симпатико-адреналової, а це лежить в основі закаливающего дії ультрафіолетового випромінювання.

Клінічні дослідження показали, що формування ерітемной реакції шкіри супроводжується складними фотобіологічні процесами, зміною газообміну і активності різних ферментів не тільки в шкірі, але і в організмі в цілому. З усього вищевикладеного випливає висновок, що проведення лікування будь-якого патологічного вогнища в організмі людини із застосуванням ультрафіолетового опромінення (УФО) вимагає дуже обдуманого і відповідального підходу при призначенні відповідних процедур, в тому числі обов`язкового дотримання допустимих доз впливу на патологічні вогнища.

Відео: Вплив різних випромінювань на організм людини

При проведенні клінічних досліджень щодо застосування в лікуванні різних захворювань коротких ультрафіолетових променів (КУФ) було виявлено добре виражену бактерицидну дію. Бактерицидну дію КУФ обумовлено впливом їх на ядерну субстанцію клітин мікроорганізму. При поглинанні променистої енергії клітинами мікробів в них відбувається порушення обміну нуклеїнових кислот, що веде до загибелі клітини. Мікроорганізми при цьому проходять стадії стимуляції, пригнічення і відмирання.

Пряме бактерицидну дію КУФ використовується в медичній практиці з лікувальною метою тільки при поверхневому розташуванні мікроорганізмів, зокрема бактерій. Бактерицидну дію цього фактора в тканинах організму людини складається з можливого безпосереднього дії їх (КУФ) на бактерії і особливо змін властивостей тканин, в яких бактерії знаходяться (у вигляді зсуву в кислу сторону рН, підвищення фагоцитарної активності лейкоцитів і ін.), Що сприяє затримці розмноження бактерій і їх загибелі.

Апаратура, що застосовується при лікуванні різних захворювань та їх профілактики з використанням ультрафіолетового опромінення (УФО)

В апаратурі для процедур УФО найчастіше застосовується дугова ртутно-кварцова лампа (ДРТ) високого тиску, що представляє собою коротку (порівняно) трубку з кварцового скла (кварцове скло пропускає ультрафіолетові промені, а просте віконне скло їх затримує), заповнену газом аргоном і невеликою кількістю ртуті. З обох торців трубки є металеві електроди, до яких подається електричний струм, в результаті виникає тліючий розряд в інертному газі аргоне- в результаті ртуть випаровується, в її парах створюється ультрафіолетове випромінювання. Лампи ДРТ створюють широкий спектр УФО з довжинами хвиль від 250 до 350 нм. Крім ламп ДРТ, в апаратурі для процедур УФО використовуються спеціальні ерітемние лампи, які за зовнішнім виглядом не відрізняються від звичайних люмінесцентних ламп денного світла-ерітемние лампи використовуються для УФО і дають випромінювання вузького спектру близько 297 нм.

У фізіотерапевтичних кабінетах поліклінік і відділеннях спеціалізованих клінік для процедур УФО використовується наступна апаратура:

• опромінювач ртутно-кварцовий настільний ОКН-11 (переносний). Такий апарат має рефлектор на стійці і лампу ДРТ-230 (потужністю 230 Вт), включається за допомогою шнура з вилкою в електромережу з напругою в 220 В. ОКН-11 забезпечений металевим корпусом, який кріпиться до основи чотирма замками-петлями. Для перенесення даного апарату до ліжка хворого до корпусу прикріплена ручка;

• опромінювач ртутно-кварцовий на штативі ОРК-21, за своїм устроєм майже аналогічний ОКН-11, відрізняється наявністю лампи вдвічі більшої потужності - ДРТ-400 (на 400 Вт) і коліщаток в підставі штатива для переміщення його по підлозі в межах фізіотерапевтичних кабінетів або відділень під час проведення процедур УФО;

• опромінювач для носоглотки УГН-1, що має лампу ДРТ-230 (230 Вт), розрахований на одночасне прийняття процедури УФО чотирма пацієнтами, з яких кожен відокремлений від сусідніх спеціальними шторками, укріпленими на металевих кронштейнах;

• облучатели маякові типу УГД-3 і УГД-2. Перший з них оснащений лампою Д РТ-1 000 (1 000 Вт), призначений для проведення процедур УФО цілої групи дорослих паціентов- другий - для процедур з цілою групою дітей. Зазначені облучатели мають масивне підставу, в якому розміщено Пристрої електроживлення, і вертикальну стійку, на її верхній частині закріплюється лампа, а зверху вона закривається захисним ковпаком. Підстава облучателей спирається на коліщатка, що дозволяє під час проведення процедур переміщати по підлозі кабінету або відділення. Харчування облучателей здійснюється від мережі в 220 В. УГД-3 має великі розміри, ніж УГД-2, в іншому вони ідентичні;

• облучатели ЛКУФ-3 і ОКУФ-5 для короткохвильового УФО є джерелами переважно (до 85%) коротких ультрафіолетових променів з довжиною хвилі 254 нм. Середня біодоза забезпечується при УФО з відстані в 20-25 см протягом 3-4 хвилин. Дані опромінювачі призначені для опромінення слизових оболонок рота, зіву і носа;

Відео: Вплив ультрафіолету на шкіру людини

• бактерицидні опромінювачі для виконання процедур УФО: БУВ-15, БУВ-30, БУВ-З0П оснащені ртутної лампою низького тиску, яка дає короткохвильові ультрафіолетові промені, які мають виражену бактерицидну дію. Бактерицидна ртутна лампа має вигляд трубки, зробленої зі спеціального увіолевого скла. Ультрафіолетове випромінювання бактерицидних опромінювачів на 80/6 складається з коротких променів з довжиною хвилі 253,7 нм. Для виконання процедур УФО застосовуються бактерицидні опромінювачі: пересувні, настінні і підвісні (або стельові). Настінний опромінювач бактерицидний розрахований на обробку УФО приміщення об`ємом 30 м при цьому процедура триває 1 год при опроміненні відкритою лампою і 8 ч - при закритій (з умовою безперервної роботи опромінювача). Такий опромінювач закріплюється на стіні на висоті 2-2,3 м над рівнем підлоги, але через кожні 2-3 год роботи його необхідно вимикати на 1-1,5 ч для зменшення концентрації в повітрі озону, що утворюється при горінні бактерицидних ламп.

Бактерицидний пересувний опромінювач розрахований на УФО протягом 30 хвилин приміщення об`ємом в 100 м³.

Відео: Радіація вплив на організм людини Наслідки опромінення радіоактивних компонентами

При роботі будь-якого бактерицидного опромінювача необхідно обов`язково захищати очі, одягнувши спеціальні очки- «консерви» з темними стеклами (такі окуляри захищають очі від попадання світла з усіх боків). Після кожного хворого окуляри протирають вологим тампоном, змоченим медичним спиртом. Крім того, для попередження опіку при виконанні процедур УФО необхідно захищати також відкриті частини тіла, особливо під час перебування в кабінеті з включеним ртутно-кварцовим облучателем;

• опромінювач ультрафіолетовий пересувний довгохвильової (Еритемний), застосовується для проведення групових процедур УФО (дорослих і дітей) з метою профілактики (загартовування). Такий опромінювач виробляє ультрафіолетові промені довжиною 247 нм, які мають загарного і протіворахітним дією. Даний опромінювач складається з підстави і верхнього диска, сполученого з підставою трясучи трубчастими стійками. У самій основі знаходяться елементи електронних схем. Між підставою і верхнім диском в спеціальних патронах по колу розташовано дев`ять ерітемних ламп. Крім того, в центрі підстави і верхнього диска встановлені звичайні лампи розжарювання по 300 Вт. Загальна потужність, споживана Еритемний облучателем від електромережі, становить 1300 Вт. Опромінювач при необхідності легко переміщується на коліщатках в межах приміщення (кабінету або відділення);

• світло-теплового ванни ВС-03 з ерітемнимі увіолеві лампами ЕУВ-15 і ЕУВ-30 (потужністю 15 і 30 Вт) призначені для проведення процедур УФО індивідуально. Зазначені лампи дають ультрафіолетове випромінювання з максимумом в спектральної лінії 313 нм, яке створюється шаром люмінофора, нанесеного на внутрішню поверхню трубки (лампи). Ванна ВС-03 комбінована і призначена для опромінення тулуба і кінцівок ультрафіолетовими променями в ерітемних дозах. Поверхня каркаса ванни ВС-03 являє собою теплоотражательной металізовану тканину. У цю ж ванну можуть встановлюватися і звичайні лампи розжарювання для виконання простих теплових процедур.

Як показали клінічні дослідження, ерітемние дози ультрафіолетового випромінювання викликають в організмі людини розвиток процесів, спрямованих на десенсибилизацию. В цілому ультрафіолетова еритема широко застосовується в клінічній практиці при різних захворюваннях. Зазначені вище ерітемние лампи застосовують в дитячих лікувально-профілактичних установах, житлових приміщеннях (особливо в умовах полярної ночі), виробничих і громадських приміщеннях, позбавлених природного світла. В останні роки (2000-2008) установки з ерітемнимі лампами широко застосовуються в спеціалізованих клініках, санаторіях, а також в соляріях акціонерних товариств.

При проведенні процедур УФО в обов`язковому порядку використовуються спеціальні прилади, що вимірюють інтенсивність ультрафіолетового випромінювання застосовуються приладів всіх типів і видів. До таких приладів відносяться: ультрафіолетометр (УФС-5), уфідозіметр (УФД-4), переносний напівпровідниковий уфіметр (УФІ-4). Зазначені прилади складаються з вакуумного фотоелемента, світлофільтрів, підсилювальної схеми і лічильника зі шкалою, в показаннях яких враховані дози певного відрізка діапазону хвиль ультрафіолетового випромінювання. Для оцінки УФО дуже важливо знати не тільки величини, що характеризують потужність ультрафіолетового випромінювання, але і ступінь біологічного ефекту, який воно викликає.

У медичній практиці велике поширення має метод, заснований на індивідуальній чутливості шкірних покривів людини до ультрафіолетового випромінювання. Цей метод простий і доступний в будь-яких умовах роботи. За одиницю дози при цьому методі взята одна біодоза - доза ультрафіолетового випромінювання в часі, що викликає мінімальні видимі явища еритеми, при певній відстані від джерела випромінювання.

Для певної біодози в кожному конкретному випадку проведення процедур УФО застосовують біодозиметрії І.Ф. Горбачова. Біодозиметрії являє собою металеву пластинку, в якій є 6 прямокутних отворів розміром 5x15 мм, розташованих один від одного на відстані 5-6 мм. Платівка має рухому кришку, яка закриває отвори. Біодозиметрії з закритими отворами накладають і закріплюють на ділянці тіла, що підлягає опроміненню. Після того як інша шкірна поверхню закрита від дії УФО, опромінювач встановлюють над біодозиметрії на відстані 50 см від опромінюється патологічного вогнища. Після цього приступають до опромінення через отвори в біодозиметрії. Відкривають перший отвір дозиметра і опромінюють протягом 1 хвилини, після чого відкривають другий отвір і знову опромінюють. Через кожну хвилину опромінення відкривають новий отвір. У загальному підсумку отримують 6 невеликих ділянок шкірного покриву, опромінених протягом 6 відрізків часу різної тривалості - від 1 до 6 хвилин. У зв`язку з тим, що еритемна реакція проявляється не відразу після опромінення, а по закінченні латентного періоду, визначення отриманої біодози виробляють не раніше ніж через 6-8 години після опромінення. В амбулаторних умовах результати за отриманими дозам УФО визначають через 20-24 ч. При цьому визначення результатів УФО зводиться до встановлення залежності тривалості опромінення і еритеми мінімальної інтенсивності. Якщо, наприклад, є 5 смужок зростаючої яскравості, то, отже, біодоза для даного хворого відповідає 2 хвилинах при використанні запропонованого лікарем УФО. При біодоза, що дорівнює 30 з з відстані в 50 см (стандартна відстань для визначення біодозьг дорівнює 50 см), час однієї біодози, одержуваної від опромінювача з відстані 100 см, знаходять за формулою

Х = (30с * 1002) / 502 = 2 хв

Залежно від терапевтичних завдань, визначених при медичному обстеженні, опромінення (УФО) виконують з відстаней 25, 50, 75 і 100 см (обов`язково враховується вид застосовуваного апарата-опромінювача).