Radiazioni ultraviolette e loro applicazioni in medicina. Applicazioni pratiche delle radiazioni ultraviolette

Buona apertura radiazione infrarossa il famoso fisico tedesco Johann Wilhelm Ritter desiderava studiare il lato opposto di questo fenomeno.

Dopo un po' di tempo riuscì a scoprire che l'altra estremità ha una notevole attività chimica.

Questo spettro divenne noto come raggi ultravioletti. Cerchiamo di capire meglio di cosa si tratta e che effetti ha sugli organismi viventi terrestri.

Entrambe le radiazioni lo sono in ogni caso onde elettromagnetiche. Sia gli infrarossi che gli ultravioletti, su entrambi i lati, limitano lo spettro della luce percepito dall'occhio umano.

La principale differenza tra questi due fenomeni è la lunghezza d'onda. L'ultravioletto ha una gamma abbastanza ampia di lunghezze d'onda, da 10 a 380 micron e si trova tra luce visibile e radiazioni a raggi X.

Differenze tra radiazione infrarossa e radiazione ultravioletta

La radiazione IR ha la proprietà principale di emettere calore, mentre la radiazione ultravioletta ha un'attività chimica, che ha un effetto notevole sul corpo umano.

In che modo le radiazioni ultraviolette influenzano gli esseri umani?

A causa del fatto che gli UV sono divisi in base alla differenza di lunghezza d'onda, influenzano biologicamente il corpo umano in modi diversi, quindi gli scienziati distinguono tre sezioni della gamma ultravioletta: UV-A, UV-B, UV-C: vicino, medio e lontano ultravioletto.

L'atmosfera che avvolge il nostro pianeta funge da scudo protettivo che lo protegge dal flusso ultravioletto solare. La radiazione lontana viene trattenuta e assorbita quasi completamente da ossigeno, vapore acqueo, diossido di carbonio. Pertanto, le radiazioni minori raggiungono la superficie sotto forma di radiazioni a breve e medio raggio.

La più pericolosa è la radiazione con una lunghezza d'onda corta. Se la radiazione a onde corte cade su un tessuto vivente, provoca un effetto distruttivo immediato. Ma grazie al fatto che il nostro pianeta ha uno scudo di ozono, siamo al sicuro dagli effetti di tali raggi.

IMPORTANTE! Nonostante la protezione naturale, nella vita quotidiana utilizziamo alcune invenzioni che sono fonti di questa particolare gamma di raggi. Questo saldatori e lampade ultraviolette, che purtroppo non possono essere abbandonate.

Biologicamente, le radiazioni ultraviolette colpiscono la pelle umana provocando un leggero arrossamento e abbronzatura, che è una reazione abbastanza lieve. Ma vale la pena considerarlo caratteristica individuale pelle che può reagire in modo specifico ai raggi UV.

L'esposizione ai raggi UV ha effetti negativi anche sugli occhi. Molte persone sanno che la radiazione ultravioletta influisce in qualche modo sul corpo umano, ma non tutti conoscono i dettagli, quindi cercheremo di comprendere questo argomento in modo più dettagliato.

Mutagenesi UV o come i raggi UV influenzano la pelle umana

Rifiutati di colpire completamente i raggi del sole Non puoi applicarlo sulla pelle; porterà a conseguenze estremamente spiacevoli.

Ma è anche controindicato andare agli estremi e cercare di acquisire un'ombra corporea attraente, esaurendosi sotto i raggi spietati del sole. Cosa può succedere se ci si espone in modo incontrollabile al sole cocente?

Se viene rilevato arrossamento della pelle, questo non è un segno che dopo un po' di tempo passerà e rimarrà una bella abbronzatura color cioccolato. La pelle è più scura perché il corpo produce un pigmento colorante, la melanina, che combatte gli effetti negativi dei raggi UV sul nostro corpo.

Inoltre, il rossore sulla pelle non dura a lungo, ma può perdere la sua elasticità per sempre. Le cellule epiteliali possono anche iniziare a crescere, riflesse visivamente sotto forma di lentiggini e macchie dell'età, che rimarrà anche per molto tempo, o addirittura per sempre.

Penetrando in profondità nei tessuti, le radiazioni ultraviolette possono portare alla mutagenesi ultravioletta, che è un danno cellulare a livello genetico. Il più pericoloso può essere il melanoma, che può causare la morte se metastatizza.

Come proteggersi dalle radiazioni ultraviolette?

È possibile proteggere la pelle da impatto negativo ultravioletto? Sì, se in spiaggia segui poche regole:

1. È necessario restare sotto il sole cocente per poco tempo e ad orari rigorosamente definiti, quando la leggera abbronzatura acquisita fungerà da fotoprotezione per la pelle.
2. Assicurati di usare la protezione solare. Prima di acquistare questo tipo di prodotto, assicurati di controllare se può proteggerti dai raggi UVA e UVB.
3. Vale la pena includere nella dieta alimenti che contengono la quantità massima di vitamine C ed E, nonché quelli ricchi di antiossidanti.

Se non siete in spiaggia, ma siete costretti a stare all'aria aperta, è meglio scegliere vestiti speciali, capace di proteggere la pelle dai raggi UV.

Elettrooftalmia: l'effetto negativo delle radiazioni UV sugli occhi

L'elettrooftalmia è un fenomeno che si verifica a causa degli effetti negativi delle radiazioni ultraviolette sulla struttura dell'occhio. Le onde UV di medio raggio in questo caso sono molto distruttive per la visione umana.

Elettrooftalmia

Questi fenomeni si verificano più spesso quando:

• Una persona osserva il sole e la sua posizione senza proteggere i propri occhi con dispositivi speciali;
• Sole splendente in uno spazio aperto (spiaggia);
• Una persona si trova in una zona innevata, in montagna;
• Nella stanza in cui si trova la persona sono presenti lampade al quarzo.

L'elettrooftalmia può portare a un'ustione corneale, i cui sintomi principali includono:

• Occhi pieni di lacrime;
• Dolore significativo;
• Paura della luce intensa;
• Rossore del bianco;
• Gonfiore dell'epitelio della cornea e delle palpebre.

Per quanto riguarda le statistiche, gli strati profondi della cornea non hanno il tempo di essere danneggiati, quindi, quando l'epitelio guarisce, la vista viene completamente ripristinata.

Come fornire il primo soccorso per l'elettrooftalmia?

Se una persona sperimenta i suddetti sintomi, non solo è esteticamente sgradevole, ma può anche causare sofferenze inimmaginabili.

Il primo soccorso è abbastanza semplice:

• Per prima cosa sciacqua gli occhi con acqua pulita;
• Quindi applicare gocce idratanti;
• Metti gli occhiali;

Per eliminare il dolore agli occhi, basta fare un impacco con bustine di tè nero bagnate o grattugiare le patate crude. Se questi metodi non aiutano, dovresti cercare immediatamente l'aiuto di uno specialista.

Per evitare tali situazioni, è sufficiente acquistare occhiali da sole sociali. La marcatura UV-400 indica che questo accessorio è in grado di proteggere gli occhi da tutte le radiazioni UV.

Come vengono utilizzate le radiazioni UV nella pratica medica?

In medicina esiste il concetto di “digiuno ultravioletto”, che può verificarsi in caso di evitamento prolungato luce del sole. In questo caso possono insorgere spiacevoli patologie che possono essere facilmente evitate utilizzando sorgenti artificiali di raggi ultravioletti.

La loro piccola esposizione può compensare la carenza invernale di vitamina D.

Inoltre, tale terapia è applicabile in caso di problemi articolari, malattie della pelle e reazioni allergiche.

Con l’aiuto dei raggi UV puoi:

• Aumenta l'emoglobina, ma riduce i livelli di zucchero;
• Normalizzare il funzionamento della ghiandola tiroidea;
• Migliorare ed eliminare i problemi del sistema respiratorio ed endocrino;
• Utilizzando installazioni con radiazioni ultraviolette, i locali e gli strumenti chirurgici vengono disinfettati;
• I raggi UV hanno proprietà battericide, che sono particolarmente utili per i pazienti con ferite purulente.

IMPORTANTE! Ogni volta che si utilizzano tali radiazioni nella pratica, vale la pena familiarizzare non solo con gli aspetti positivi, ma anche con quelli negativi del loro impatto. L'uso della radiazione UV artificiale e naturale come trattamento è severamente vietato per l'oncologia, il sanguinamento, l'ipertensione di stadio 1 e 2 e la tubercolosi attiva.

Spettro dei raggi, visibile all'occhio umano, non ha un confine netto e chiaramente definito. Alcuni ricercatori chiamano il limite superiore dello spettro visibile 400 nm, altri 380 e altri ancora lo spostano a 350...320 nm. Ciò si spiega con la diversa sensibilità alla luce della vista e indica la presenza di raggi invisibili all'occhio.
Nel 1801, I. Ritter (Germania) e W. Walaston (Inghilterra), utilizzando una lastra fotografica, dimostrarono la presenza di raggi ultravioletti. Oltre l'estremità viola dello spettro, diventa nero più velocemente che sotto l'influenza dei raggi visibili. Poiché l'annerimento della piastra avviene a seguito di una reazione fotochimica, gli scienziati sono giunti alla conclusione che raggi ultravioletti molto attivo.
I raggi ultravioletti coprono un'ampia gamma di radiazioni: 400...20 nm. La regione di radiazione di 180...127 nm è chiamata vuoto. Utilizzando sorgenti artificiali (lampade al quarzo-mercurio, idrogeno e ad arco), che producono sia spettro lineare che continuo, si ottengono raggi ultravioletti con una lunghezza d'onda fino a 180 nm. Nel 1914, Lyman esplorò la gamma fino a 50 nm.
I ricercatori hanno scoperto che lo spettro dei raggi ultravioletti provenienti dal Sole che raggiungono la superficie terrestre è molto ristretto: 400...290 nm. Il sole non emette luce con una lunghezza d'onda inferiore a 290 nm?
La risposta a questa domanda è stata trovata da A. Cornu (Francia). Ha scoperto che l'ozono assorbe i raggi ultravioletti più corti di 295 nm, dopo di che ha avanzato un'ipotesi: il Sole emette radiazioni ultraviolette a onde corte, sotto la sua influenza le molecole di ossigeno si dividono in singoli atomi, formando molecole di ozono, quindi, negli strati superiori dell’atmosfera, l’ozono dovrebbe ricoprire la terra con uno schermo protettivo. L'ipotesi di Cornu fu confermata quando le persone salirono nell'atmosfera superiore. Pertanto, in condizioni terrestri, lo spettro del sole è limitato dalla trasmissione dello strato di ozono.
La quantità di raggi ultravioletti che raggiungono la superficie terrestre dipende dall'altezza del Sole sopra l'orizzonte. Durante il periodo di illuminazione normale, l'illuminazione cambia del 20%, mentre la quantità di raggi ultravioletti che raggiungono la superficie terrestre diminuisce di 20 volte.
Esperimenti speciali hanno stabilito che salendo verso l'alto ogni 100 m, l'intensità della radiazione ultravioletta aumenta del 3...4%. La quota della radiazione ultravioletta diffusa nel mezzogiorno estivo rappresenta il 45...70% della radiazione, quella che raggiunge la superficie terrestre il 30...55%. IN giornate nuvolose Quando il disco del Sole è coperto di nuvole, sulla superficie terrestre raggiunge principalmente la radiazione diffusa. Pertanto, puoi abbronzarti bene non solo alla luce diretta del sole, ma anche all'ombra e nelle giornate nuvolose.
Quando il Sole è allo zenit, regione equatoriale I raggi con una lunghezza di 290...289 nm raggiungono la superficie terrestre. Alle medie latitudini, il limite delle onde corte, durante i mesi estivi, è di circa 297 nm. Durante il periodo di illuminazione effettiva, il limite superiore dello spettro è di circa 300 nm. Oltre il circolo polare artico raggiungono la superficie terrestre i raggi con una lunghezza d'onda compresa tra 350 e 380 nm.

L'influenza delle radiazioni ultraviolette sulla biosfera

Al di sopra della gamma delle radiazioni del vuoto, i raggi ultravioletti vengono facilmente assorbiti dall'acqua, dall'aria, dal vetro, dal quarzo e non raggiungono la biosfera terrestre. Nell'intervallo 400...180 nm l'effetto dei raggi di diversa lunghezza d'onda sugli organismi viventi non è lo stesso. I raggi a onde corte più ricchi di energia hanno svolto un ruolo significativo nella formazione dei primi composti organici complessi sulla Terra. Tuttavia questi raggi contribuiscono non solo alla formazione, ma anche alla disintegrazione delle sostanze organiche. Progresso dunque forme di vita sulla Terra arrivò solo dopo che, grazie all'attività delle piante verdi, l'atmosfera si arricchì di ossigeno e, sotto l'influenza dei raggi ultravioletti, si formò uno strato protettivo di ozono.
Ci interessano le radiazioni ultraviolette provenienti dal Sole e le fonti artificiali di radiazioni ultraviolette nell'intervallo 400...180 nm. All'interno di questo intervallo ci sono tre aree:

A-400...320 nm;
B-320...275 nm;
C-275...180 nm.

Esistono differenze significative nell'effetto di ciascuno di questi intervalli su un organismo vivente. I raggi ultravioletti agiscono sulla materia, compresa quella vivente, secondo le stesse leggi della luce visibile. Parte dell'energia assorbita viene convertita in calore, ma l'effetto termico dei raggi ultravioletti non ha effetti evidenti sul corpo. Un altro modo di trasmettere energia è la luminescenza.
Le reazioni fotochimiche sotto l'influenza dei raggi ultravioletti sono le più intense. L'energia dei fotoni della luce ultravioletta è molto elevata, quindi quando vengono assorbiti, la molecola si ionizza e si rompe in pezzi. A volte un fotone fa uscire un elettrone dall'atomo. Molto spesso si verifica l'eccitazione di atomi e molecole. Quando si assorbe un quanto di luce con una lunghezza d'onda di 254 nm, l'energia della molecola aumenta fino a un livello corrispondente all'energia del movimento termico ad una temperatura di 38000°C.
La maggior parte dell’energia solare raggiunge la terra sotto forma di luce visibile e radiazione infrarossa, e solo una piccola parte sotto forma di radiazione ultravioletta. Il flusso UV raggiunge i suoi valori massimi in piena estate alle Emisfero sud(La Terra è del 5% più vicina al Sole) e il 50% della quantità giornaliera di UV viene ricevuta entro 4 ore a mezzogiorno. Diffey ha scoperto che per latitudini con temperature di 20-60°, una persona che prende il sole dalle 10:30 alle 11:30 e poi dalle 16:30 al tramonto riceverà solo il 19% della dose UV giornaliera. A mezzogiorno l'intensità UV (300 nm) è 10 volte superiore rispetto a quella di tre ore prima o dopo: una persona non abbronzata ha bisogno di 25 minuti per abbronzarsi leggermente a mezzogiorno, ma per ottenere lo stesso effetto dopo le 15:00 dovrà sdraiarsi al sole per non meno di 2 ore.
Lo spettro ultravioletto, a sua volta, è diviso in ultravioletto-A (UV-A) con una lunghezza d'onda di 315-400 nm, ultravioletto-B (UV-B) -280-315 nm e ultravioletto-C (UV-C) - 100-280 nm che differiscono per capacità di penetrazione ed effetti biologici sul corpo.
Gli UV-A non persistono strato di ozono, passa attraverso il vetro e lo strato corneo della pelle. Al circolo polare artico il flusso UV-A (valore medio a mezzogiorno) è due volte più elevato che all'equatore, quindi il suo valore assoluto è maggiore alle alte latitudini. Non ci sono fluttuazioni significative nell’intensità dei raggi UV-A nei diversi periodi dell’anno. A causa dell'assorbimento, riflessione e dispersione nel passaggio attraverso l'epidermide, solo il 20-30% degli UV-A penetra nel derma e circa l'1% della sua energia totale raggiunge il tessuto sottocutaneo.
La maggior parte dei raggi UV-B viene assorbita dallo strato di ozono, che è "trasparente" ai raggi UV-A. Quindi la quota di UV-B in tutta l’energia della radiazione ultravioletta in un pomeriggio estivo è solo del 3% circa. Praticamente non penetra attraverso il vetro, il 70% viene riflesso dallo strato corneo e si indebolisce del 20% quando passa attraverso l'epidermide - meno del 10% penetra nel derma.
Tuttavia, per molto tempo si è creduto che la quota dei raggi UV-B negli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette fosse dell'80%, poiché è questo spettro che è responsabile della comparsa dell'eritema da scottature solari.
È inoltre necessario tenere conto del fatto che gli UV-B vengono diffusi più fortemente (lunghezza d'onda più corta) degli UV-A quando attraversano l'atmosfera, il che porta ad un cambiamento nel rapporto tra queste frazioni all'aumentare latitudine geografica(nei paesi settentrionali) e l'ora del giorno.
Gli UV-C (200-280 nm) vengono assorbiti dallo strato di ozono. Se viene utilizzata una fonte ultravioletta artificiale, questa viene trattenuta dall'epidermide e non penetra nel derma.

L'effetto delle radiazioni ultraviolette sulla cellula

Nell'effetto delle radiazioni a onde corte su un organismo vivente, il maggiore interesse è l'effetto dei raggi ultravioletti sui biopolimeri: proteine ​​​​e acidi nucleici. Le molecole dei biopolimeri contengono gruppi anulari di molecole contenenti carbonio e azoto, che assorbono intensamente la radiazione con una lunghezza d'onda di 260...280 nm. L'energia assorbita può migrare lungo una catena di atomi all'interno di una molecola senza perdite significative finché non raggiunge legami deboli tra gli atomi e rompe il legame. Durante questo processo, chiamato fotolisi, si formano frammenti di molecole che hanno forte effetto sul corpo. Ad esempio, l’istamina è formata dall’amminoacido istidina, una sostanza che dilata i capillari sanguigni e ne aumenta la permeabilità. Oltre alla fotolisi, nei biopolimeri avviene la denaturazione sotto l'influenza dei raggi ultravioletti. Quando irradiate con luce di una certa lunghezza d'onda, la carica elettrica delle molecole diminuisce, si uniscono e perdono la loro attività: enzimatica, ormonale, antigenica, ecc.
I processi di fotolisi e denaturazione delle proteine ​​avvengono in parallelo e indipendentemente l'uno dall'altro. Sono causati da diversi intervalli di radiazioni: i raggi da 280...302 nm causano principalmente la fotolisi, mentre quelli da 250...265 nm causano principalmente la denaturazione. La combinazione di questi processi determina il modello di azione dei raggi ultravioletti sulla cellula.
La funzione cellulare più sensibile ai raggi ultravioletti è la divisione. L'irradiazione alla dose di 10(-19) J/m2 provoca l'arresto della divisione di circa il 90% delle cellule batteriche. Ma la crescita e l’attività vitale delle cellule non si fermano. Nel tempo, la loro divisione viene ripristinata. Per provocare la morte del 90% delle cellule, la soppressione della sintesi degli acidi nucleici e delle proteine ​​e la formazione di mutazioni, è necessario aumentare la dose di radiazioni a 10 (-18) J/m2. I raggi ultravioletti causano cambiamenti negli acidi nucleici che influenzano la crescita, la divisione e l'ereditarietà delle cellule, ad es. sulle principali manifestazioni della vita.
L'importanza del meccanismo d'azione sull'acido nucleico è spiegata dal fatto che ogni molecola di DNA (acido desossiribonucleico) è unica. Il DNA è la memoria ereditaria della cellula. La sua struttura crittografa le informazioni sulla struttura e le proprietà di tutte le proteine ​​cellulari. Se una proteina è presente in una cellula vivente sotto forma di decine o centinaia di molecole identiche, il DNA memorizza informazioni sulla struttura della cellula nel suo insieme, sulla natura e sulla direzione dei processi metabolici in essa contenuti. Pertanto, i disturbi nella struttura del DNA possono essere irreparabili o portare a gravi interruzioni della vita.

L'effetto delle radiazioni ultraviolette sulla pelle

L'esposizione alle radiazioni ultraviolette sulla pelle influisce in modo significativo sul metabolismo del nostro corpo. È noto che sono i raggi UV ad avviare il processo di formazione dell'ergocalciferolo (vitamina D), necessario per l'assorbimento del calcio nell'intestino e per garantire il normale sviluppo dello scheletro osseo. Inoltre, la radiazione ultravioletta influenza attivamente la sintesi di melatonina e serotonina, ormoni responsabili del ritmo biologico circadiano (quotidiano). Una ricerca condotta da scienziati tedeschi ha dimostrato che quando il siero del sangue veniva irradiato con raggi UV, il contenuto di serotonina, l’“ormone della vivacità” coinvolto nella regolazione del stato emozionale. La sua carenza può portare a depressione, sbalzi d’umore e disturbi funzionali stagionali. Allo stesso tempo, la quantità di melatonina, che ha un effetto inibitorio sul sistema endocrino e nervoso centrale, è diminuita del 28%. È questo doppio effetto che spiega l'effetto tonificante del sole primaverile, che risolleva l'umore e la vitalità.
L'effetto delle radiazioni sull'epidermide - lo strato superficiale esterno della pelle dei vertebrati e degli esseri umani, costituito da epitelio squamoso stratificato umano, è una reazione infiammatoria chiamata eritema. La prima descrizione scientifica dell'eritema fu data nel 1889 da A.N. Maklanov (Russia), che ha studiato anche l'effetto dei raggi ultravioletti sugli occhi (fotooftalmia) e ha scoperto che si basano su cause comuni.
Sono presenti eritema calorico e ultravioletto. L'eritema calorico è causato dall'effetto dei raggi visibili e infrarossi sulla pelle e dal flusso di sangue ad essa. Scompare quasi immediatamente dopo la cessazione dell'irradiazione.
Dopo la cessazione dell'esposizione ai raggi UV, dopo 2-8 ore, appare contemporaneamente arrossamento della pelle (eritema ultravioletto) e sensazione di bruciore. L'eritema compare dopo un periodo di latenza, all'interno della zona irradiata della pelle, e viene sostituito dall'abbronzatura e dal peeling. La durata dell'eritema varia da 10...12 ore a 3...4 giorni. La pelle arrossata è calda al tatto, leggermente dolente e appare gonfia e leggermente tumefatta.
Essenzialmente l'eritema è una reazione infiammatoria, un'ustione della pelle. Questa è un'infiammazione speciale, asettica (asettico - putrefattiva). Se la dose di radiazioni è troppo elevata o la pelle è particolarmente sensibile, il liquido edematoso si accumula, stacca in alcuni punti lo strato esterno della pelle e forma vesciche. Nei casi più gravi compaiono aree di necrosi (morte) dell'epidermide. Pochi giorni dopo la scomparsa dell'eritema, la pelle si scurisce e comincia a desquamarsi. Durante il peeling, alcune cellule contenenti melanina vengono esfoliate (la melanina è il pigmento principale del corpo umano; dà colore alla pelle, ai capelli e all'iride dell'occhio. È anche contenuta nello strato pigmentato della retina e è coinvolto nella percezione della luce), l'abbronzatura svanisce. Lo spessore della pelle umana varia a seconda del sesso, dell'età (nei bambini e degli anziani - più sottile) e della posizione - in media 1,2 mm. Il suo scopo è proteggere il corpo da danni, sbalzi di temperatura e pressione.
Lo strato principale dell'epidermide è adiacente alla pelle stessa (derma), che contiene vasi sanguigni e nervi. Nello strato principale avviene un continuo processo di divisione cellulare; quelli più vecchi vengono espulsi dalle cellule giovani e muoiono. Strati di cellule morte e morenti formano lo strato corneo esterno dell'epidermide con uno spessore di 0,07...2,5 mm (sui palmi delle mani e sulle piante dei piedi, principalmente a causa dello strato corneo, l'epidermide è più spessa che in altre parti del corpo) , che viene continuamente esfoliato dall'esterno e ripristinato dall'interno.
Se i raggi che cadono sulla pelle vengono assorbiti dalle cellule morte dello strato corneo, non hanno alcun effetto sul corpo. L'effetto dell'irradiazione dipende dalla capacità di penetrazione dei raggi e dallo spessore dello strato corneo. Quanto più corta è la lunghezza d'onda della radiazione, tanto minore è la loro capacità di penetrazione. I raggi inferiori a 310 nm non penetrano più in profondità dell'epidermide. Raggi con più a lungo le onde raggiungono il derma papillare, che contiene i vasi sanguigni. Pertanto, l'interazione dei raggi ultravioletti con la sostanza avviene esclusivamente nella pelle, principalmente nell'epidermide.
La quantità principale di raggi ultravioletti viene assorbita nello strato germinale (fondamentale) dell'epidermide. I processi di fotolisi e denaturazione portano alla morte delle cellule stiloidi dello strato germinale. I prodotti di fotolisi proteica attiva provocano vasodilatazione, gonfiore cutaneo, rilascio di leucociti e altri segni tipici dell'eritema.
I prodotti della fotolisi, diffondendosi nel flusso sanguigno, irritano anche le terminazioni nervose della pelle e, attraverso il sistema nervoso centrale, influenzano di riflesso tutti gli organi. È stato stabilito che nel nervo che si estende dalla zona irradiata della pelle aumenta la frequenza degli impulsi elettrici.
L'eritema è considerato un riflesso complesso, la cui insorgenza coinvolge prodotti attivi della fotolisi. La gravità dell'eritema e la possibilità della sua formazione dipendono dallo stato del sistema nervoso. Sulle aree colpite della pelle, con congelamento o infiammazione dei nervi, l'eritema non appare affatto o è espresso molto debolmente, nonostante l'azione dei raggi ultravioletti. La formazione dell'eritema è inibita dal sonno, dall'alcol, dall'affaticamento fisico e mentale.
N. Finsen (Danimarca) è stato il primo a utilizzare la radiazione ultravioletta nel 1899 per curare una serie di malattie. Attualmente, gli effetti delle diverse aree della radiazione ultravioletta sul corpo sono stati studiati in dettaglio. Tra i raggi ultravioletti contenuti nella luce solare, l'eritema è causato dai raggi con una lunghezza d'onda di 297 nm. Ai raggi con lunghezze d'onda più o meno lunghe diminuisce la sensibilità eritematosa della pelle.
Con l'aiuto di fonti di radiazioni artificiali, l'eritema è stato causato da raggi nell'intervallo 250...255 nm. I raggi con una lunghezza d'onda di 255 nm sono prodotti dalla linea di emissione risonante del vapore di mercurio utilizzata nelle lampade al quarzo-mercurio.
Pertanto, la curva della sensibilità eritematosa della pelle ha due massimi. La depressione tra i due massimi è data dall'effetto schermante dello strato corneo della pelle.

Funzioni protettive del corpo

In condizioni naturali, dopo l'eritema, si sviluppa la pigmentazione della pelle: l'abbronzatura. Il massimo spettrale della pigmentazione (340 nm) non coincide con nessuno dei picchi di sensibilità eritematosa. Pertanto, selezionando una fonte di radiazioni, è possibile provocare una pigmentazione senza eritema e viceversa.
Eritema e pigmentazione non sono fasi dello stesso processo, anche se si susseguono. Questa è una manifestazione di diversi processi correlati tra loro. Il pigmento della pelle melanina si forma nelle cellule dello strato più basso dell'epidermide: i melanoblasti. Il materiale di partenza per la formazione della melanina sono gli aminoacidi e i prodotti della degradazione dell'adrenalina.
La melanina non è solo un pigmento o uno schermo protettivo passivo che protegge i tessuti viventi. Le molecole di melanina sono molecole enormi con una struttura a rete. Nei legami di queste molecole, frammenti di molecole distrutte dalla luce ultravioletta vengono legati e neutralizzati, impedendo loro di entrare nel sangue e ambiente interno corpo.
La funzione dell'abbronzatura è quella di proteggere le cellule del derma, i vasi e i nervi in ​​esso situati dai raggi ultravioletti, visibili e infrarossi a onde lunghe, che causano surriscaldamento e colpo di calore. I raggi del vicino infrarosso e la luce visibile, in particolare la sua parte “rossa” a onda lunga, possono penetrare nei tessuti molto più in profondità dei raggi ultravioletti, fino a una profondità di 3...4 mm. I granuli di melanina - un pigmento marrone scuro, quasi nero - assorbono le radiazioni in un'ampia gamma dello spettro, proteggendo i delicati organi interni, abituati a una temperatura costante, dal surriscaldamento.
Il meccanismo operativo del corpo per proteggersi dal surriscaldamento è l'afflusso di sangue alla pelle e la dilatazione dei vasi sanguigni. Ciò porta ad un aumento del trasferimento di calore per irraggiamento e convezione (la superficie totale della pelle di un adulto è di 1,6 m2). Se l'aria e gli oggetti circostanti hanno una temperatura elevata, entra in gioco un altro meccanismo di raffreddamento: l'evaporazione dovuta alla sudorazione. Questi meccanismi di termoregolazione sono progettati per proteggere dall'esposizione ai raggi visibili e infrarossi del sole.
La sudorazione, insieme alla funzione di termoregolazione, previene gli effetti delle radiazioni ultraviolette sull'uomo. Il sudore contiene acido urocanico, che assorbe le radiazioni a onde corte a causa della presenza di un anello benzenico nelle sue molecole.

Fame di luce (carenza di radiazioni UV naturali)

Radiazioni ultraviolette fornisce energia per le reazioni fotochimiche nel corpo. In condizioni normali, la luce solare provoca la formazione piccola quantità prodotti di fotolisi attiva che hanno un effetto benefico sul corpo. I raggi ultravioletti in dosi che causano la formazione di eritema, migliorano il lavoro degli organi ematopoietici, del sistema reticoloendoteliale (il sistema fisiologico del tessuto connettivo che produce anticorpi che distruggono corpi e microbi estranei al corpo), le proprietà barriera della pelle, ed eliminare le allergie.
Sotto l'influenza delle radiazioni ultraviolette nella pelle umana, la vitamina D liposolubile si forma da sostanze steroidee, a differenza di altre vitamine, può entrare nel corpo non solo con il cibo, ma anche formarsi da provitamine. Sotto l'influenza dei raggi ultravioletti con una lunghezza d'onda di 280...313 nm, le provitamine contenute nel lubrificante cutaneo secreto dalle ghiandole sebacee vengono convertite in vitamina D e assorbite dall'organismo.
Il ruolo fisiologico della vitamina D è quello di favorire l’assorbimento del calcio. Il calcio fa parte delle ossa, partecipa alla coagulazione del sangue, compatta le membrane cellulari e tissutali e regola l'attività enzimatica. Una malattia che si verifica a causa della mancanza di vitamina D nei bambini nei primi anni di vita, che i genitori premurosi nascondono dal sole, si chiama rachitismo.
Oltre alle fonti naturali di vitamina D, vengono utilizzate anche quelle artificiali, che irradiano le provitamine con raggi ultravioletti. Quando si utilizzano fonti artificiali di radiazioni ultraviolette, è necessario ricordare che i raggi inferiori a 270 nm distruggono la vitamina D. Pertanto, utilizzando filtri nel flusso luminoso delle lampade ultraviolette, la parte a onde corte dello spettro viene soppressa. La fame solare si manifesta nell'irritabilità, nell'insonnia e nella rapida stanchezza di una persona. Nelle grandi città, dove l'aria è inquinata dalla polvere, i raggi ultravioletti che causano l'eritema quasi non raggiungono la superficie della Terra. Il lavoro a lungo termine nelle miniere, nelle sale macchine e nelle officine chiuse, il lavoro notturno e il sonno durante il giorno portano a una leggera fame. La carenza di luce è facilitata dal vetro delle finestre, che assorbe il 90...95% dei raggi ultravioletti e non trasmette raggi nell'intervallo 310...340 nm. Significativo anche il colore delle pareti. Ad esempio, il colore giallo assorbe completamente i raggi ultravioletti. La mancanza di luce, in particolare di radiazioni ultraviolette, è avvertita da persone, animali domestici, uccelli e piante d'appartamento nei periodi autunnali, invernali e primaverili.
Le lampade che, insieme alla luce visibile, emettono raggi ultravioletti nella gamma di lunghezze d'onda 300...340 nm possono compensare la mancanza di raggi ultravioletti. Va tenuto presente che errori nella prescrizione della dose di radiazioni, disattenzione a questioni quali la composizione spettrale delle lampade ultraviolette, la direzione della radiazione e l'altezza delle lampade, la durata della combustione delle lampade, possono causare danni anziché benefici.

Effetto battericida delle radiazioni ultraviolette

Impossibile non notare la funzione battericida dei raggi UV. Nelle istituzioni mediche, questa proprietà viene utilizzata attivamente per prevenire le infezioni nosocomiali e garantire la sterilità delle unità chirurgiche e degli spogliatoi. L'impatto della radiazione ultravioletta sulle cellule batteriche, vale a dire le molecole di DNA, e lo sviluppo di ulteriori reazioni chimiche in esse porta alla morte dei microrganismi.
L'inquinamento atmosferico dovuto a polvere, gas e vapore acqueo ha un effetto dannoso sul corpo. I raggi ultravioletti del Sole potenziano il processo di autodepurazione naturale dell'atmosfera dall'inquinamento, favorendo la rapida ossidazione di polvere, particelle di fumo e fuliggine, distruggendo i microrganismi sulle particelle di polvere. La naturale capacità di autodepurazione ha dei limiti ed è insufficiente quando l'aria è molto inquinata.
La radiazione ultravioletta con una lunghezza d'onda di 253...267 nm distrugge più efficacemente i microrganismi. Se prendiamo l'effetto massimo al 100%, l'attività dei raggi con una lunghezza d'onda di 290 nm sarà del 30%, 300 nm - 6% e dei raggi che si trovano al confine della luce visibile 400 nm - 0,01% del massimo.
I microrganismi hanno una sensibilità variabile ai raggi ultravioletti. Lieviti, muffe e spore batteriche sono molto più resistenti alla loro azione rispetto alle forme vegetative dei batteri. Le spore dei singoli funghi, circondate da un guscio spesso e denso, prosperano negli strati alti dell'atmosfera ed è possibile che possano viaggiare anche nello spazio.
La sensibilità dei microrganismi ai raggi ultravioletti è particolarmente elevata durante il periodo di divisione e immediatamente prima. Le curve dell'effetto battericida, dell'inibizione e della crescita cellulare coincidono praticamente con la curva di assorbimento degli acidi nucleici. Di conseguenza, la denaturazione e la fotolisi degli acidi nucleici portano alla cessazione della divisione e della crescita delle cellule dei microrganismi e, in grandi dosi, alla loro morte.
Le proprietà battericide dei raggi ultravioletti vengono utilizzate per disinfettare l'aria, gli strumenti, le stoviglie e con il loro aiuto aumentano la durata di conservazione prodotti alimentari, disinfettare l'acqua potabile, inattivare i virus durante la preparazione dei vaccini.

Effetti negativi delle radiazioni ultraviolette

Sono inoltre ben noti numerosi effetti negativi che si verificano in caso di esposizione ai raggi UV sul corpo umano, che possono portare a una serie di gravi danni strutturali e funzionali alla pelle. Come noto, tali danni possono essere suddivisi in:

acuto, causato da una grande dose di radiazioni ricevute durante poco tempo(Per esempio, scottature solari o fotodermatosi acute). Si verificano principalmente a causa dei raggi UV-B, la cui energia è molte volte maggiore dell'energia dei raggi UVA. Radiazione solare distribuito in modo non uniforme: il 70% della dose di raggi UV-B ricevuta da una persona avviene in estate e a mezzogiorno, quando i raggi cadono quasi verticalmente e non scivolano tangenzialmente: in queste condizioni viene assorbita la massima quantità di radiazione. Tale danno è causato dall'effetto diretto della radiazione UV sui cromofori: sono queste molecole che assorbono selettivamente i raggi UV.

ritardato, causato da irradiazione a lungo termine con dosi moderate (suberitematiche) (ad esempio, tali danni includono fotoinvecchiamento, neoplasie cutanee, alcune fotodermatiti). Nascono principalmente a causa dei raggi dello spettro A, che trasportano meno energia, ma sono in grado di penetrare più in profondità nella pelle, e la loro intensità varia poco durante la giornata e praticamente non dipende dal periodo dell'anno. Di norma, questo tipo di danno è il risultato dell'esposizione ai prodotti delle reazioni dei radicali liberi (ricordatelo i radicali liberi- si tratta di molecole altamente reattive che interagiscono attivamente con proteine, lipidi e materiale genetico cellule).
Il ruolo dei raggi UV dello spettro A nell'eziologia del fotoinvecchiamento è stato dimostrato dal lavoro di molti scienziati stranieri e russi, ma tuttavia i meccanismi del fotoinvecchiamento continuano a essere studiati utilizzando moderne basi scientifiche e tecniche, ingegneria cellulare, biochimica e metodi di diagnostica funzionale cellulare.
La mucosa dell'occhio - la congiuntiva - non ha uno strato corneo protettivo, quindi è più sensibile alle radiazioni UV rispetto alla pelle. Dolore agli occhi, arrossamento, lacrimazione e cecità parziale compaiono come risultato della degenerazione e morte delle cellule della congiuntiva e della cornea. Le cellule diventano opache. I raggi ultravioletti a onda lunga, che raggiungono l'obiettivo in grandi dosi, possono causare annebbiamento: cataratta.

Fonti artificiali di radiazioni UV in medicina

Lampade germicide
Come sorgenti di radiazione UV vengono utilizzate lampade a scarica, nelle quali, durante il processo di scarica elettrica, viene generata una radiazione contenente un intervallo di lunghezze d'onda compreso tra 205 e 315 nm (il resto dello spettro di radiazione svolge un ruolo secondario). Queste lampade includono lampade a basso e basso contenuto di mercurio. alta pressione, così come le lampade flash allo xeno.
Le lampade al mercurio a bassa pressione non sono strutturalmente ed elettricamente diverse dalle lampade fluorescenti convenzionali, tranne per il fatto che il loro bulbo è costituito da uno speciale vetro al quarzo o uviol con un'elevata trasmissione della radiazione UV, sulla cui superficie interna non è applicato uno strato di fosforo. . Queste lampade sono disponibili in un'ampia gamma di potenze da 8 a 60 W. Il vantaggio principale delle lampade al mercurio a bassa pressione è che oltre il 60% della radiazione cade sulla linea con una lunghezza d'onda di 254 nm, che si trova nella regione spettrale di massima azione battericida. Loro hanno lungo termine durata di servizio di 5.000-10.000 ore e capacità di lavorare immediata dopo la loro accensione.
Il bulbo delle lampade al quarzo con mercurio ad alta pressione è realizzato in vetro di quarzo. Il vantaggio di queste lampade è che, nonostante le loro piccole dimensioni, hanno una grande potenza unitaria da 100 a 1.000 W, che consente di ridurre il numero di lampade nella stanza, ma hanno una bassa efficienza battericida e una breve durata di 500-1.000 ore Inoltre, la modalità di combustione normale avviene 5-10 minuti dopo l'accensione.
Uno svantaggio significativo delle lampade radianti continue è il rischio di contaminazione dell'ambiente con vapori di mercurio in caso di distruzione della lampada. Se l'integrità delle lampade battericide è danneggiata e il mercurio entra nella stanza, è necessario effettuare un'accurata demercurizzazione della stanza contaminata.
IN l'anno scorsoÈ apparsa una nuova generazione di emettitori: quelli a impulsi brevi, che hanno un'attività biocida molto maggiore. Il principio del loro funzionamento si basa sull'irradiazione pulsata ad alta intensità dell'aria e delle superfici con radiazioni UV a spettro continuo. La radiazione pulsata viene prodotta utilizzando lampade allo xeno e laser. Attualmente non esistono dati sulla differenza tra l’effetto biocida delle radiazioni UV pulsate e quello delle radiazioni UV tradizionali.
Il vantaggio delle lampade flash allo xeno è dovuto alla loro maggiore attività battericida e al tempo di esposizione più breve. Un altro vantaggio delle lampade allo xeno è che se vengono distrutte accidentalmente ambiente non contaminato da vapori di mercurio. I principali svantaggi di queste lampade, che ne ostacolano un diffuso utilizzo, sono la necessità di utilizzare per il loro funzionamento apparecchiature ad alta tensione, complesse e costose, nonché la durata limitata dell'emettitore (in media 1-1,5 anni).
Le lampade germicide si dividono in ozono e non-ozono.
Le lampade a ozono hanno nel loro spettro di emissione una linea spettrale con una lunghezza d'onda di 185 nm che, a seguito dell'interazione con le molecole di ossigeno, forma ozono in ambiente aereo. Elevate concentrazioni di ozono possono avere effetti negativi sulla salute umana. L'utilizzo di queste lampade richiede il monitoraggio del contenuto di ozono nell'aria e un'attenta ventilazione del locale.
Per eliminare la possibilità della generazione di ozono, sono state sviluppate le cosiddette lampade battericide “prive di ozono”. Per tali lampade, a causa della fabbricazione della lampadina in un materiale speciale (vetro al quarzo rivestito) o della sua progettazione, l'emissione della radiazione lineare da 185 nm viene eliminata.
Le lampade germicide che hanno raggiunto la fine della loro vita utile o sono fuori servizio devono essere conservate imballate in una stanza separata e richiedono uno smaltimento speciale in conformità con i requisiti dei documenti normativi pertinenti.

Irradiatori battericidi.
Un irradiatore battericida è un dispositivo elettrico che contiene: una lampada battericida, un riflettore e altri elementi ausiliari, nonché dispositivi per il suo fissaggio. Gli irradiatori germicidi ridistribuiscono il flusso di radiazioni nello spazio circostante in una determinata direzione e sono divisi in due gruppi: aperti e chiusi.
Gli irradiatori aperti utilizzano un flusso germicida diretto dalle lampade e da un riflettore (o senza di esso), che copre un'ampia area dello spazio circostante. Installabile a soffitto o a parete. Gli irradiatori installati sulle porte sono chiamati irradiatori a barriera o tende ultraviolette, in cui il flusso battericida è limitato a un piccolo angolo solido.
Un posto speciale è occupato dagli irradiatori combinati aperti. In questi irradiatori, grazie allo schermo rotante, il flusso battericida proveniente dalle lampade può essere indirizzato verso la zona superiore o inferiore dell'ambiente. Tuttavia, l'efficienza di tali dispositivi è molto inferiore a causa dei cambiamenti nella lunghezza d'onda durante la riflessione e di alcuni altri fattori. Quando si utilizzano irradiatori combinati, il flusso battericida proveniente dalle lampade schermate deve essere diretto verso la zona superiore del locale in modo da evitare che il flusso diretto dalla lampada o dal riflettore fuoriesca nella zona inferiore. In questo caso, l'irradianza dei flussi riflessi dal soffitto e dalle pareti su una superficie convenzionale ad un'altezza di 1,5 m dal pavimento non deve superare 0,001 W/m2.
Negli irradiatori chiusi (ricircolatori), il flusso battericida delle lampade è distribuito in uno spazio chiuso, piccolo e limitato e non ha sbocco verso l'esterno, mentre la disinfezione dell'aria viene effettuata nel processo di pompaggio attraverso i fori di ventilazione del ricircolatore. Quando si utilizza la ventilazione di mandata e di scarico, le lampade battericide vengono posizionate nella camera di uscita. La velocità del flusso d'aria è garantita dalla convezione naturale o forzata da un ventilatore. Gli irradiatori (ricircolatori) di tipo chiuso devono essere posizionati all'interno sulle pareti lungo i principali flussi d'aria (in particolare in prossimità di apparecchi di riscaldamento) ad un'altezza di almeno 2 m dal pavimento.
Secondo l'elenco dei locali tipici suddivisi in categorie (GOST), si raccomanda che i locali delle categorie I e II siano dotati sia di irradiatori chiusi (o ventilazione di mandata e di scarico) sia di quelli aperti o combinati - quando sono accesi nel assenza di persone.
Nelle stanze per bambini e pazienti polmonari si consiglia di utilizzare irradiatori con lampade prive di ozono. L'irradiazione ultravioletta artificiale, anche indiretta, è controindicata nei bambini con forma attiva di tubercolosi, nefroso-nefrite, stato febbrile e grave esaurimento.
L'uso di installazioni battericide ultraviolette richiede una rigorosa attuazione di misure di sicurezza che escludano possibili effetti dannosi sull'uomo delle radiazioni battericide ultraviolette, dell'ozono e dei vapori di mercurio.

Precauzioni di sicurezza di base e controindicazioni per l'uso dell'irradiazione UV terapeutica.

Prima di utilizzare l'irradiazione UV da fonti artificiali, è necessario visitare un medico per selezionare e stabilire la dose eritematosa minima (MED), che è un parametro puramente individuale per ogni persona.
Poiché la sensibilità individuale varia notevolmente, si consiglia di ridurre la durata della prima sessione alla metà del tempo consigliato per stabilire la reazione cutanea dell'utente. Se si rileva una reazione avversa dopo la prima sessione, non è raccomandato l'ulteriore utilizzo dell'irradiazione UV.
L'irradiazione regolare per un lungo periodo di tempo (un anno o più) non deve superare le 2 sessioni a settimana e non possono esserci più di 30 sessioni o 30 dosi eritematose minime (MED) all'anno, non importa quanto piccola sia la dose eritematosa efficace. l'irradiazione può essere. Si consiglia di interrompere occasionalmente le regolari sessioni di radiazioni.
L'irradiazione terapeutica deve essere effettuata con l'uso obbligatorio di occhiali protettivi affidabili.
La pelle e gli occhi di qualsiasi persona possono diventare un "bersaglio" per le radiazioni ultraviolette. Si ritiene che le persone con la pelle chiara siano più suscettibili ai danni, ma anche le persone con la pelle scura potrebbero non sentirsi completamente sicure.

Molto attento all'esposizione ai raggi UV naturali e artificiali di tutto il corpo dovrebbero essere le seguenti categorie di persone:

Pazienti ginecologici (la luce ultravioletta può aumentare l'infiammazione).

Avere un gran numero di voglie sul corpo, o aree di accumulo di voglie, o voglie di grandi dimensioni

Sono stati curati per il cancro della pelle in passato

Lavorare al chiuso durante la settimana e poi prendere il sole per lunghi periodi di tempo nei fine settimana

Vivere o trascorrere le vacanze ai tropici e alle regioni subtropicali

Quelli con lentiggini o ustioni

Albini, bionde, persone bionde e rosse

Avere parenti stretti affetti da cancro della pelle, in particolare melanoma

Vivere o trascorrere le vacanze in montagna (ogni 1000 metri sopra il livello del mare aggiunge il 4% - 5% di attività solare)

Per soggiorni di lunga durata, a causa ragioni varie, all'aperto

Aver subito un trapianto di organi

Soffre di alcune malattie croniche, come il lupus eritematoso sistemico

Assunzione dei seguenti farmaci: Antibatterici (tetracicline, sulfamidici e alcuni altri) Farmaci antinfiammatori non steroidei, ad esempio naprossene Fenotiazidi, usati come sedativi e agenti antinausea Antidepressivi triciclici Diuretici tiazidici, ad esempio ipotiazide Farmaci sulfourea, compresse che abbassano il glucosio nel sangue Immunosoppressori

L’esposizione incontrollata e a lungo termine alle radiazioni ultraviolette è particolarmente pericolosa per i bambini e gli adolescenti, poiché può causare lo sviluppo del melanoma, il cancro della pelle a progressione più rapida, in età adulta.

Degradabile se esposto alla luce, si degrada più rapidamente se esposto a radiazioni invisibili al di fuori della regione viola dello spettro. Cloruro d'argento bianco nel giro di pochi minuti si scurisce alla luce. Parti diverse dello spettro hanno effetti diversi sulla velocità di oscuramento. Ciò avviene più rapidamente davanti alla regione viola dello spettro. Molti scienziati, incluso Ritter, concordarono quindi sul fatto che la luce è composta da tre componenti distinte: una componente ossidativa o termica (infrarossi), una componente illuminante (luce visibile) e una componente riducente (ultravioletta).

Le idee sull'unità di tre diverse parti dello spettro apparvero per la prima volta solo nel 1842 nelle opere di Alexander Becquerel, Macedonio Melloni e altri.

Sottotipi

Il mezzo attivo nei laser ultravioletti può essere gas (ad esempio laser ad argon, laser ad azoto, laser ad eccimeri, ecc.), gas inerti condensati, cristalli speciali, scintillatori organici o elettroni liberi che si propagano in un ondulatore.

Esistono anche laser ultravioletti che sfruttano gli effetti dell'ottica non lineare per generare la seconda o la terza armonica nella regione dell'ultravioletto.

Impatto

Degradazione di polimeri e coloranti

Sulla salute umana

Nelle più comuni lampade a bassa pressione, quasi l'intero spettro di radiazione cade alla lunghezza d'onda di 253,7 nm, che è in buon accordo con il picco della curva di efficienza battericida (cioè l'efficienza dell'assorbimento dei raggi ultravioletti da parte delle molecole di DNA). Questo picco si trova attorno alla lunghezza d'onda della radiazione pari a 253,7 nm, che ha l'effetto maggiore sul DNA, ma le sostanze naturali (ad esempio l'acqua) ritardano la penetrazione dei raggi UV.

Efficacia battericida spettrale relativa della radiazione ultravioletta - la dipendenza relativa dell'azione della radiazione ultravioletta battericida sulla lunghezza d'onda in gamma spettrale 205-315 nm. Alla lunghezza d'onda di 265 nm, il valore massimo dell'efficienza battericida spettrale è pari all'unità.

La radiazione UV germicida a queste lunghezze d'onda provoca la dimerizzazione della timina nelle molecole di DNA. L'accumulo di tali cambiamenti nel DNA dei microrganismi porta ad un rallentamento del tasso di riproduzione ed estinzione. Le lampade ultraviolette con effetto battericida vengono utilizzate principalmente in dispositivi come irradiatori battericidi e ricircolatori battericidi.

Disinfezione dell'aria e delle superfici

Il trattamento ultravioletto dell'acqua, dell'aria e delle superfici non ha un effetto prolungato. Il vantaggio di questa caratteristica è che elimina gli effetti dannosi sull'uomo e sugli animali. In caso di lavorazione Acque reflue La flora UV dei corpi idrici non soffre degli scarichi, come, ad esempio, quando si scarica l'acqua trattata con cloro, che continua a distruggere la vita per molto tempo dopo l'uso negli impianti di trattamento delle acque reflue.

Le lampade ultraviolette con effetto battericida nella vita di tutti i giorni vengono spesso chiamate semplicemente lampade battericide. Anche le lampade al quarzo hanno un effetto battericida, ma il loro nome non è dovuto all'effetto dell'azione, come nelle lampade battericide, ma è associato al materiale della lampadina -

Effetti benefici dei raggi UV sul corpo

I raggi del sole forniscono calore e luce, che migliorano il benessere generale e stimolano la circolazione sanguigna. Il corpo ha bisogno di una piccola quantità di luce ultravioletta per produrre vitamina D. La vitamina D svolge un ruolo importante nell'assorbimento di calcio e fosforo dal cibo, nonché nello sviluppo scheletrico, nel funzionamento del sistema immunitario e nella formazione delle cellule del sangue. Senza dubbio, una piccola quantità di luce solare ci fa bene. Esposizione alla luce solare per 5-15 minuti sulla pelle delle braccia, del viso e delle mani due o tre volte alla settimana per mesi estivi sufficiente per mantenere livelli normali di vitamina D Più vicino all’equatore, dove la radiazione UV è più intensa, è sufficiente un intervallo ancora più breve.

Pertanto, la carenza di vitamina D è improbabile per la maggior parte delle persone. Possibili eccezioni sono coloro che hanno limitato significativamente la propria esposizione al sole: anziani costretti a casa o persone con pelle fortemente pigmentata che vivono in paesi con bassi livelli di radiazioni UV. La vitamina D naturale è molto rara nella nostra dieta, presente principalmente nell’olio di pesce e nell’olio di fegato di merluzzo.

La radiazione ultravioletta è stata utilizzata con successo per trattare una varietà di condizioni, tra cui rachitismo, psoriasi, eczema e altre. Questo intervento terapeutico non elimina gli effetti collaterali negativi delle radiazioni UV, ma viene effettuato sotto controllo medico per garantirne i benefici superare i rischi.

Nonostante il suo ruolo significativo in medicina, gli effetti negativi delle radiazioni UV di solito superano di gran lunga quelli positivi. Oltre ai ben noti effetti immediati dell’eccessiva esposizione ai raggi UV, come ustioni o reazioni allergiche, gli effetti a lungo termine comportano rischi per la salute per tutta la vita. L'abbronzatura eccessiva provoca danni alla pelle, agli occhi e possibilmente al sistema immunitario. Molte persone dimenticano che le radiazioni UV si accumulano nel corso della vita. Il tuo atteggiamento nei confronti dell'abbronzatura ora determina le tue possibilità di sviluppare il cancro della pelle o la cataratta più avanti nella vita! Il rischio di sviluppare il cancro della pelle è direttamente correlato alla durata e alla frequenza dell'abbronzatura.

Impatto Aluce ultravioletta sulla pelle

Non esiste un'abbronzatura sana! Le cellule della pelle producono un pigmento scuro solo allo scopo di proteggersi dalle radiazioni successive. L’abbronzatura fornisce una certa protezione contro le radiazioni ultraviolette. Un'abbronzatura scura su pelle bianca equivale a un SPF compreso tra 2 e 4. Tuttavia, ciò non protegge da effetti a lungo termine come il cancro della pelle. L'abbronzatura può essere esteticamente attraente, ma in realtà significa solo che la pelle è stata danneggiata e sta cercando di proteggersi.

Esistono due diversi meccanismi per la formazione dell'abbronzatura: abbronzatura rapida, quando, sotto l'influenza delle radiazioni ultraviolette, il pigmento già esistente nelle cellule si scurisce. Questa abbronzatura inizia a svanire poche ore dopo la cessazione dell'esposizione. L'abbronzatura a lungo termine avviene in un periodo di circa tre giorni poiché nuova melanina viene prodotta e distribuita tra le cellule della pelle. Questa abbronzatura può durare per diverse settimane.

Scottature solari- Alte dosi di radiazioni ultraviolette sono distruttive per la maggior parte delle cellule epidermiche e le cellule sopravvissute vengono danneggiate. Nella migliore delle ipotesi, le scottature provocano un arrossamento della pelle chiamato eritema. Appare subito dopo l'esposizione al sole e raggiunge la sua massima intensità tra le 8 e le 24 ore. In questo caso gli effetti scompaiono nel giro di pochi giorni. Tuttavia, un'abbronzatura intensa può lasciare vesciche dolorose e macchie bianche sulla pelle, lasciando la nuova pelle non protetta e più suscettibile ai danni dei raggi UV.

Fotosensibilità - Una piccola percentuale della popolazione ha la capacità di reagire in modo molto brusco alle radiazioni ultraviolette. Anche una dose minima di radiazioni ultraviolette è sufficiente per scatenare reazioni allergiche in loro, portando a scottature rapide e gravi. La fotosensibilità è spesso associata all’uso di alcuni farmaci, inclusi alcuni farmaci antinfiammatori non steroidei, antidolorifici, tranquillanti, agenti antidiabetici orali, antibiotici e antidepressivi. Se assumi costantemente farmaci, leggi attentamente le istruzioni o consulta il tuo medico per possibili reazioni di fotosensibilità. Alcuni prodotti alimentari e cosmetici, come profumi o saponi, possono contenere anche ingredienti che aumentano la sensibilità ai raggi UV.

Fotoinvecchiamento- L'esposizione al sole contribuisce all'invecchiamento della pelle attraverso una combinazione di fattori. Gli UVB stimolano un rapido aumento del numero di cellule strato superiore pelle. Man mano che vengono prodotte più cellule, l'epidermide si ispessisce.

Gli UVA, penetrando negli strati più profondi della pelle, danneggiano le strutture del tessuto connettivo e la pelle perde gradualmente la sua elasticità. Rughe e rilassamento cutaneo sono una conseguenza comune di questa perdita. Un fenomeno che possiamo notare spesso nelle persone anziane è l'eccessiva produzione localizzata di melanina, che porta alla comparsa di zone scure o macchie epatiche. Inoltre, i raggi del sole seccano la pelle, rendendola ruvida e ruvida.

Tumori della pelle non melanoma - A differenza del melanoma, il carcinoma basocellulare e il carcinoma a cellule squamose di solito non sono fatali, ma la rimozione chirurgica può essere dolorosa e causare cicatrici.

I tumori non melanoma si riscontrano più spesso nelle parti del corpo esposte al sole, come orecchie, viso, collo e avambracci. È stato riscontrato che sono più comuni nei lavoratori che lavorano all’aperto che in quelli che lavorano al chiuso. Ciò suggerisce che l’accumulo a lungo termine dell’esposizione ai raggi UV svolge un ruolo importante nello sviluppo di tumori cutanei non melanoma.

Melanoma- Il melanoma maligno è il tipo di cancro della pelle più raro, ma anche più pericoloso. È uno dei tumori più comuni nelle persone di età compresa tra 20 e 35 anni, soprattutto in Australia e Nuova Zelanda. Tutte le forme di cancro della pelle hanno registrato un trend in aumento negli ultimi vent’anni, tuttavia, il melanoma rimane il tasso più elevato a livello mondiale.

Il melanoma può apparire come un nuovo neo o come un cambiamento di colore, forma, dimensione o cambiamento nella sensazione di macchie, lentiggini o nei esistenti. I melanomi hanno solitamente un contorno irregolare e una colorazione eterogenea. Il prurito è un altro sintomo comune, ma può verificarsi anche con nei normali. Se la malattia viene riconosciuta e il trattamento viene effettuato in modo tempestivo, la prognosi per la vita è favorevole. Se non trattato, il tumore può crescere rapidamente e le cellule tumorali possono diffondersi ad altre parti del corpo.

Esposizione alle radiazioni ultraviolette sugli occhi

Gli occhi occupano meno del 2% della superficie corporea, ma sono l'unico organo che consente alla luce visibile di penetrare in profondità nel corpo. Nel corso dell'evoluzione si sono evoluti molti meccanismi per proteggere questo organo molto sensibile dagli effetti dannosi dei raggi solari:

L'occhio è situato nei recessi anatomici della testa, protetto da arcate sopracciliari, sopracciglia e ciglia. Tuttavia, questo adattamento anatomico protegge solo parzialmente dai raggi ultravioletti in condizioni estreme, come l'uso di un lettino abbronzante o in caso di forte riflessione della luce proveniente da neve, acqua e sabbia.

Restringere la pupilla, chiudere le palpebre e strizzare gli occhi riduce al minimo la penetrazione dei raggi solari negli occhi.

Tuttavia, questi meccanismi vengono attivati ​​dalla luce visibile piuttosto che dai raggi ultravioletti, ma in una giornata nuvolosa anche la radiazione ultravioletta può essere elevata. Pertanto, l’efficacia di questi meccanismi di difesa naturale contro l’esposizione ai raggi UV è limitata.

Fotocheratite e fotocongiuntivite - La fotocheratite è un'infiammazione della cornea, mentre la fotocongiuntivite si riferisce all'infiammazione della congiuntiva, la membrana che delimita l'occhio e ricopre la superficie interna delle palpebre. Le reazioni infiammatorie del bulbo oculare e delle palpebre possono essere paragonabili alle scottature solari della pelle e sono molto sensibili e di solito compaiono entro poche ore dall'esposizione. La fotocheratite e la fotocongiuntivite possono essere molto dolorose, tuttavia sono reversibili e non sembrano causare danni oculari a lungo termine o disturbi della vista.

Una forma estrema di fotocheratite è la “cecità da neve”. Ciò si verifica talvolta negli sciatori e negli alpinisti che sono esposti a dosi molto elevate di raggi ultravioletti a causa delle condizioni di alta quota e della riflessione molto forte. La neve fresca può riflettere fino all’80% dei raggi ultravioletti. Queste dosi elevatissime di radiazioni ultraviolette sono dannose per le cellule oculari e possono portare alla cecità. La cecità da neve è molto dolorosa. Molto spesso, le nuove cellule crescono rapidamente e la vista viene ripristinata entro pochi giorni. In alcuni casi, la cecità solare può portare a complicazioni come irritazione cronica o lacrimazione.

Pterigio - Questa crescita della congiuntiva sulla superficie dell'occhio è un difetto estetico comune che si ritiene sia correlato all'esposizione prolungata alla luce ultravioletta. Lo pterigio può diffondersi al centro della cornea e quindi ridurre la vista. Questo fenomeno può anche infiammarsi. Sebbene la malattia possa essere eliminata con un intervento chirurgico, tende a recidivare.

Cataratta- principale causa di cecità nel mondo. Le proteine ​​del cristallino accumulano pigmenti che rivestono il cristallino e alla fine portano alla cecità. Anche se la cataratta appare in misura diversa nella maggior parte delle persone con l’avanzare dell’età, l’esposizione alla luce ultravioletta sembra aumentare la probabilità che si verifichi.

Lesioni cancerose degli occhi - Recenti prove scientifiche suggeriscono che varie forme di cancro agli occhi possono essere associate all’esposizione una vita alle radiazioni ultraviolette.

Melanoma- Un cancro comune dell'occhio che talvolta richiede la rimozione chirurgica. Carcinoma delle cellule basali più spesso localizzato nella zona delle palpebre.

Effetto delle radiazioni UV sul sistema immunitario

L'esposizione alla luce solare può precedere le eruzioni erpetiche. Con ogni probabilità, le radiazioni UVB riducono l’efficacia del sistema immunitario e non riescono più a tenere sotto controllo il virus dell’herpes simplex. Di conseguenza, l’infezione viene rilasciata. Uno studio condotto negli Stati Uniti ha esaminato l’effetto della protezione solare sulla gravità delle epidemie di herpes. Dei 38 pazienti affetti da infezione da herpes simplex, 27 hanno sviluppato eruzioni cutanee dopo l'esposizione ai raggi UV. Al contrario, quando utilizzavano la protezione solare, nessuno dei pazienti ha sviluppato eruzioni cutanee. Pertanto, oltre alla protezione solare, protezione solare può essere efficace nel prevenire il ripetersi di episodi di herpes causati dalla luce solare.

Le ricerche degli ultimi anni hanno dimostrato sempre più che l’esposizione alle radiazioni ultraviolette ambientali può alterare l’attività e la distribuzione di alcune cellule responsabili della risposta immunitaria nel corpo umano. Di conseguenza, un eccesso di radiazioni UV può aumentare il rischio di infezione o ridurre la capacità del corpo di difendersi dal cancro della pelle. Laddove i livelli di radiazioni ultraviolette sono elevati (soprattutto nei paesi in via di sviluppo), ciò può ridurre l’efficacia delle vaccinazioni.

È stato anche suggerito che le radiazioni ultraviolette possono causare il cancro in due modi diversi: danneggiando direttamente il DNA e indebolendo il sistema immunitario. Ad oggi, non sono stati condotti molti studi per descrivere il potenziale impatto dell’immunomodulazione sullo sviluppo del cancro.

Gamma ultravioletta radiazioni elettromagnetiche si trova oltre il limite viola (lunghezza d'onda corta) dello spettro visibile.

La luce quasi ultravioletta proveniente dal Sole attraversa l'atmosfera. Provoca l'abbronzatura della pelle ed è necessario per la produzione di vitamina D. Ma un'esposizione eccessiva può portare allo sviluppo del cancro della pelle. Le radiazioni UV sono dannose per gli occhi. Pertanto è imperativo indossare occhiali protettivi sull'acqua e soprattutto sulla neve in montagna.

La radiazione UV più intensa viene assorbita nell'atmosfera dalle molecole di ozono e altri gas. Può essere osservato solo dallo spazio e quindi è chiamato ultravioletto del vuoto.

L'energia dei quanti ultravioletti è sufficiente per distruggere le molecole biologiche, in particolare il DNA e le proteine. Uno dei metodi per distruggere i microbi si basa su questo. Si ritiene che finché non ci fosse ozono nell'atmosfera terrestre, che assorbe una parte significativa delle radiazioni ultraviolette, la vita non potrebbe lasciare l'acqua sulla terra.

La luce ultravioletta viene emessa da oggetti con temperature che vanno da migliaia a centinaia di migliaia di gradi, come stelle giovani, calde e massicce. Tuttavia, la radiazione UV viene assorbita dal gas e dalla polvere interstellari, quindi spesso non vediamo le sorgenti stesse, ma le nuvole cosmiche da esse illuminate.

I telescopi a specchio vengono utilizzati per raccogliere la radiazione UV e i tubi fotomoltiplicatori vengono utilizzati per la registrazione e nel vicino UV, come nella luce visibile, vengono utilizzate matrici CCD.

Fonti

Il bagliore si verifica quando le particelle cariche del vento solare si scontrano con le molecole nell'atmosfera di Giove. La maggior parte delle particelle, sotto l'influenza del campo magnetico del pianeta, entrano nell'atmosfera vicino ai suoi poli magnetici. Pertanto, il bagliore si verifica in un'area relativamente piccola. Processi simili si stanno verificando sulla Terra e su altri pianeti dotati di atmosfera e campo magnetico. L'immagine è stata scattata dal telescopio spaziale Hubble.

Ricevitori

Telescopio spaziale Hubble

Recensioni sul cielo

L'indagine è stata realizzata dall'osservatorio ultravioletto orbitante Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE, 1992–2001). La struttura lineare dell'immagine corrisponde al movimento orbitale del satellite, e la disomogeneità della luminosità delle singole bande è associata a cambiamenti nella calibrazione dell'apparecchiatura. Le strisce nere sono aree del cielo che non possono essere osservate. Il numero limitato di dettagli in questa recensione è dovuto al fatto che ci sono relativamente poche fonti di radiazione ultravioletta dura e, inoltre, la radiazione ultravioletta è diffusa dalla polvere cosmica.

Applicazione terrestre

Impianto per l'irradiazione dosata del corpo con luce quasi ultravioletta per l'abbronzatura. La radiazione ultravioletta porta al rilascio del pigmento di melanina nelle cellule, che cambia il colore della pelle.

I medici dividono la luce quasi ultravioletta in tre sezioni: UV-A (400–315 nm), UV-B (315–280 nm) e UV-C (280–200 nm). L'ultravioletto UV-A più delicato stimola il rilascio di melanina immagazzinata nei melanociti, gli organelli cellulari in cui viene prodotta. I raggi UV-B più aggressivi innescano la produzione di nuova melanina e stimolano anche la produzione di vitamina D nella pelle. I modelli di lettini abbronzanti differiscono per la potenza delle radiazioni in queste due aree della gamma UV.

Alla luce del sole sulla superficie terrestre, fino al 99% della radiazione ultravioletta si trova nella regione UV-A e il resto nella regione UV-B. Le radiazioni nella gamma UV-C hanno un effetto battericida; nello spettro solare è molto inferiore agli UV-A e agli UV-B, inoltre la maggior parte viene assorbita nell'atmosfera. Le radiazioni ultraviolette provocano l'essiccazione e l'invecchiamento della pelle e contribuiscono allo sviluppo malattie tumorali. Inoltre, le radiazioni nella gamma UV-A aumentano la probabilità di dall'aspetto pericoloso cancro della pelle - melanoma.

Le radiazioni UV-B vengono bloccate quasi completamente dalle creme protettive, al contrario degli UV-A, che penetrano attraverso tali protezioni e anche parzialmente attraverso gli indumenti. In generale, si ritiene che dosi molto piccole di UV-B siano benefiche per la salute e che il resto degli ultravioletti sia dannoso.

La luce ultravioletta viene utilizzata per determinare l'autenticità banconote. Nelle banconote vengono pressate fibre polimeriche con un colorante speciale, che assorbe i quanti ultravioletti ed emette quindi radiazioni meno energetiche nella gamma visibile. Sotto l'influenza della luce ultravioletta, le fibre iniziano a brillare, il che costituisce uno dei segni di autenticità.

La radiazione ultravioletta del rilevatore è invisibile all'occhio; il bagliore blu, evidente quando la maggior parte dei rilevatori è in funzione, è dovuto al fatto che le sorgenti ultraviolette utilizzate emettono anche nel campo del visibile.