Иммуномодулирующий, десенсибилизирующий и трофо-стимулирующий эффекты – (локальное облучение) при нарастании интенсивности СУФ-излучения продукты фотодеструкции - антигенные пептиды - вызывают образование иммуноглобулинов А, М и Е, а также грануляцию тучных клеток базофилов и эозинофилов с выделением гистамина, гепарина, фактора активации тромбоцитов ФАТ) и других соединений, регулирующих тонус и проницаемость сосудов кожи. В результате в прилежащих слоях кожи и сосудах происходит выделение биологически активных веществ, которые существенно увеличивают тонус сосудов и локальный кровоток. Это приводит к формированию ограниченной гиперемии кожи - эритемы. Она возникает через 3-12 ч от момента облучения сохраняется до 3 суток, имеет четкие границы и ровный краснофиолетовый цвет.
Противовоспалительный эффект - эритема приводит к дегидратации и снижению отека, уменьшению альтерации, подавлению инфильтративно-экссудативной фазы воспаления в сегментарно связанных с областью облучения подлежащих тканях и внутренних органах.
Под влиянием эритемных доз УФ лучей снижается чувствительность нервных рецепторов кожи, часть из них разрушается, впоследствии восстанавливаясь. Такое действие является показанием для применение УФ лучей с целью болеутоления.
Возникающие при СУФ-облучении рефлекторные реакции стимулируют деятельность практически всех систем организма. Происходит активация адаптационно-трофической функции симпатической нервной системы и восстановление нарушенных процессов белкового, углеводного и липидного обмена в организме.
Антиканцерогенный эффект. УФ-В излучение может повлиять на сопротивляемость организма к образованию опухолей, увеличивая ее при облучении субэритемными дозами и уменьшая при облучении большими дозами.
Общее гуморальное действие СУФ лучей связано с всасыванием и попаданием в кровоток биологически активных веществ, образующихся в коже. Обычно это действие рассматривается на примере гистамина, физиологическими антагонистами которого являются катехоламины: адреналин и норадреналин. Если количество гистамина и других биологически активных веществ настолько велико, что активность симпато-адреналовой системы недостаточна для нейтрализации их действия, преобладают общие патологические реакции, что наблюдается при облучении эритемными дозами больших поверхностей кожи. В этом случае могут возникнуть деструктивные изменения в надпочечниках. Многократные
применения лечебных доз УФ лучей стимулируют по гуморальному механизму симпатоадреналовую и гипофиз-адреналовую системы, функцию коры надпочечников,
щитовидной и половых желез, что в конечном итоге повышает их работоспособность.
Такое воздействие создает эффект тренировки.
Коротковолновое излучение
Бактерицидный и микоцидный эффекты. Лечебное применение основано на способности вызывать денатурацию и фотолиз нуклеиновых кислот и белков. Происходящие при этом летальные мутации с ионизацией атомов и молекул приводят к инактивации и разрушению структуры микроорганизмов и грибов.
Под влиянием естественного УФ-излучения бактерицидного спектра происходит санация воздушной среды, воды, почвы.
Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации, связанные с избытком УФ излучения
Неблагоприятные эффекты чаще всего возникают при чрезмерных недозированных облучениях на солнце или в соляриях от действия УФ-излучения областей «С» (280-180 нм) и «В» (320-280 нм), вызывая наиболее сильные реакции в эпидермисе. ДУФ-излучение (область «А» - 400-320 нм) оказывает более мягкое влияние, преимущественно на дерму
В коже имеется много так называемых хромофоров - молекул, поглощающих в значительном количестве УФ-излучение с определенными длинами волн. К ним относятся:
- белковые соединения и нуклеиновые кислоты (240-300 нм);
56
-гистидин, меланин (350-1200 нм);
-триптофан и тирозин (285-280 нм);
-нуклеиновые кислоты (250-270 нм);
-порфириновые соединения (400-320 нм) и др.
Под влиянием поглощения УФ-излучения в хромофорных субстанциях эпидермиса и дермы развертываются фотохимические реакции, которые приводят к образованию активных форм кислорода, радикалов перекиси водорода и других свободнорадикальных соединений что может привести к повреждению липидных структур эпидермиса, клеточных мембран (дегрануляций тучных клеток, повреждение клеток Лангерганса), угнетению синтеза ДНК и РНК с последующим изменением генетического аппарата клеток и т.д.
К фотобиологическим процессам, происходящим в коже с участием эндогенных хромофоров, относятся эритема и эдема кожи, пигментация, синтез витамина D, индукция рака кожи (фотоканцерогенез), фотоаллергия и фотоиммуносупрессия и др. Ниже
представлены патологические фотобиологические процессы.
Ожог (Eritema Solarea), сопровождающийся сильным покраснением и припухлостью, плохим самочувствием, тревожным сном, головными болями, повышением температуры тела, ожогом кожи с краснотой, отеком, пузырями.
Фотосенсибилизация - явление повышения чувствительности организма (чаще кожи и слизистых оболочек) к действию ультрафиолетового или видимого излучений:
1. Фотоаллергические реакции, когда УФ-излучение химически изменяет вещество, оказавшееся на коже, так, что оно начинает вызывать аллергию, при этом для их возникновения необходима первичная иммунологическая сенсибилизация, т.е. многократное действие фотоаллергена (фотоаллергены: косметика и парфюмерия, содержащая мускус, амбру, масло бергамота, сандаловое масло, некоторые антибактериальные агенты, а также лекарственные средства, например, ибупрофен), при равном воздействии фотоаллергена фотоаллергии проявляются не у всех, а в зависимости от индивидуальной чувствительности организма. Клинически проявляются в виде острой крапивницы, аллергического дерматита, экземы, в более тяжелых случаях – анафилактической реакции.
2.Фототоксические реакции – обусловлены способностью веществ понижать устойчивость клеток к неблагоприятному воздействию света, возникает сразу после однократного облучения у всех лиц подвергшихся действию фототоксического вещества (фототоксиканты: псоралены, порфирины, тетрациклины, фенотиазины, сульфаниламиды, хлорпромазин и др). Клинически фототоксические эффекты проявляются в форме эритемы и пигментации.
Фото старение. Это особый вид повреждения кожи, связанный с чрезмерной инсоляцией (воздействием солнечного излучения). Воздействие ультрафиолетовых лучей А вызывает в коже усиленное деление материнских клеток эпидермиса - кератиноцитов, участвующих в ороговении (кератинизации) эпидермиса и его постоянном обновлении. Нарушение дифференцировки (последовательного развития) кератиноцитов приводит к неравномерному ороговению и утолщению эпидермиса. Изменения эпидермиса влекут за собой изменения в более глубоких слоях кожи. Так, в дерме начинается процесс, именуемый «солнечным эластозом» - происходит разрушение эластиновых волокон (их уплотнение, нарушение структуры, фрагментация, закручивание, уменьшение количества), возникают очаги хронического воспаления, застойные явления в капиллярах. Тяжесть эластоза прямо пропорциональна мощности, экспозиции и спектру УФ-излучения. Раньше считалось, что развитие эластоза связано исключительно со средневолновым УФ-излучением (УФB, 280—
320нм). Однако в настоящее время выявлено участие в этом процессе и длинноволнового УФ-излучения (УФA, 320—400 нм). Клинически эластоз проявляется в виде утолщённой, желтоватой, часто бугристой кожи.
При фотостарении проявляются все признаки, сопровождающие естественное возрастное старение кожи (большое количество морщин, тонкая и сухая кожа с явлениями себорейного кератоза). На начальных фазах фотостарения многие его симптомы имеют обратимый характер. Даже в случае длительного воздействия УФ-излучения на кожу уже через несколько месяцев после его прекращения наблюдается нормализация репаративных процессов в коже.
57
Онкологические заболевания. Ультрафиолетовое излучение может приводить
кобразованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак и меланому кожи.
Повреждение глаз. Ультрафиолетовое излучение средневолнового УФ-В диапазона (280-315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы, что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение - ожог роговицы (электроофтальмия). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом.
В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои (строма роговицы) не поражаются т. к. человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью.
Мягкий УФ-А диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают.
УФ-С диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам.
Защитные реакции кожи на избыточное УФ-облучение:
-утолщение рогового слоя и отражение или поглощение света кератином;
-выработка пигмента меланина, который поглощает фотоны и как экран ослабляет интенсивность действующего излучения, является перехватчиком свободных радикалов, образующихся при облучении кожи, связывает ионы двухвалентного железа, которые катализируют процесс пероксидного окисления липидов, тем самым меланин ингибирует цепные реакции пероксидного окисления липидов и другие свободнорадикальные реакции.
-образование и накопление уроканиновой кислоты, которая, переходя из цис-формы в трансформу, способствует нейтрализации энергии;
-селективная кумуляция каротиноидов в дерме и гиподерме, где бета-каротин действует как стабилизатор клеточных мембран и поглотитель кислородных радикалов;
-выработка ферментов супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и других, нейтрализующих кислородные радикалы;
-восстановление поврежденной ДНК. и нормализация процесса репликации.
Неблагоприятные биологические эффекты ультрафиолетовой радиации, связанные с недостатком УФ излучения
Световое голодание - патологическое состояние обусловленное длительным отсутствие УФИ. С ультрафиолетовым голоданием сталкиваются жители крайнего Севера, рабочие горнорудной промышленности, метрополитена, жители крупных городов. В городах недостаток ультрафиолета связан с загрязнением атмосферного воздуха пылью, дымом, газами, задерживающими УФ-часть солнечного спектра. Окна помещений не пропускают УФ-лучи с длиной волны λ < 310 нм. Значительно снижают УФ-поток загрязненные стекла и занавеси (тюлевые занавески снижают УФ-излучение на 20 %). Поэтому на многих производствах и в быту наблюдается так называемая «биологическая полутьма».
Основные проявления УФ голодания:
-синдром сезонного психо-эмоционального расстройства (в осенне-зимний период), характеризующийся депрессией, упадком сил, желанием замкнуться в себе, а также повышенным аппетитом и потребностью во сне;
-нарушение обмена веществ и развитие недостаточности витамина D, что сопровождается резким снижением сопротивляемости организма;
58
- снижение общей резистентности организма, что проявляется в увеличении частоты инфекционной заболеваемости.
Использование УФО-излучения в медицине.
1.Профилактика детских воздушно-капельных инфекций и простудных заболеваний. Простудные заболевания у детей, облучаемых в период природной УФнедостаточности, сокращаются в несколько раз, улучшаются общее состояние, показатели физического развития. УФ-облучение благоприятно сказывается на течении инфекционного процесса - увеличивается эффективность лечебных мероприятий, уменьшается число осложнений, ускоряется выздоровление.
2.Воспалительные заболевания внутренних органов в острой и подострой стадиях (например, органов малого таза, бронхов, легких); воздействие на соответствующие рефлексогенные зоны кожи.
3.Лечение многих патологических состояний кожи и слизистых: инфицированные раны и язвы, псориаз, зуд, угри, экзема, розовый лишай, крапивница. с целью бактерицидного действия, стимуляции заживления. Облучение через тубус при заболеваниях небных миндалин, слизистой полости рта, глотки, наружного слухового прохода.
4.В стоматологии для диагностики некоторых видов поражений зубов: ранние стадии кариеса, попадание тетрациклина в кости и зубы, зубной налет и зубной камень; для лечения каверн и трещин в зубах используется клеящая смола, полимеризация которой происходит под воздействием УФ-А-излучения.
5.Заболевания периферической нервной системы, сопровождающиеся болью, прежде всего в острой стадии.
6.Для десенсибилизации (например при бронхиальной астме полями на грудную
клетку).
7.Под действием небольших доз УФИ, которые не вызывают эритемы, снижается кровяное давление. После облучения давление постепенно падает, и пониженное давление может держаться в течение нескольких дней.
8.Фотодинамическое уничтожение раковых опухолей и лечение заболеваний, вызванных патологической микрофлорой.
9.Почти у 50 % младенцев между 2-м и 4-м днями жизни, в результате недостаточной активности связывающего фермента печени – глюкуронилтрансферазы, развивается транзиторная гипербилирубинемия. Фототерапия на длине волны ~450 нм – весьма эффективное средство профилактики гипербилирубинемии у новорожденных, способствующее образованию так называемого фотобилирубина, который нетоксичен.
10.Рахит у детей - лечение и профилактика; переломы костей в стадии реабилитации (с целью мобилизации фосфорно-кальциевого обмена через образование витамина Д).
11.УФ-излучение в диапазоне волн выше 320 нм может вызывать флюоресценцию некоторых молекул, что используется в диагностики микозов (грибок стригущего лишая) и выявлению копропорфиринов в моче.
12.Санация воздушной среды в операционных, микробиологических боксах, помещениях для приготовления стерильных лекарственных средств, сред и т. д. Используются бактерицидные лампы (кварцевые), с более короткой длиной волны, чем в естественном солнечном спектре.
Спектр излучения большинства бактерицидных ламп приходится на длину волны 253,7 нм, которая наиболее эффективно поглощается молекулами ДНК. УФ-излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.
13.С помощью бактерицидных ламп проводят обеззараживания питьевой воды (как дополнительный способ), молока, дрожжей, безалкогольных напитков, что увеличивает сроки хранения этих продуктов.
59
УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры.
Основные противопоказания к применению.
1.Повышенная чувствительность к УФ лучам (фотосенсибилизация).
2.Функциональная недостаточность надпочечников.
3.Генерализованные дерматиты.
Понятие дозы профилактического УФ-облучения
Установление профилактической дозы УФ-радиации является трудной задачей, так как следует решать и учитывать ряд связанных между собой факторов, таких как:
•источник УФ-радиации;
•способ его использования;
•площадь облучаемой поверхности;
•сезон начала облучения;
•фоточувствительность кожи (биодоза);
•интенсивность облучения (облученность);
•время облучения.
Вфизиотерапии используется биологический метод дозирования УФ лучей, оценивающий индивидуальную реакцию человека. Единицей дозы является одна биологическая доза (1 биодоза).
1 биодоза - это минимальное время облучения, выраженное в минутах, которое достаточно для получения пороговой эритемы.
Пороговая эритема - это самая слабая (минимальная) эритема, но равномерная и имеющая четкие границы.
Эритемная биодоза выражена в физических (мкВт/см2) или биологических (мкЭр/см2) единицах измерения.
Эр - эритемный поток излучения с длиной волны 296,7 нм мощностью 1 Вт)
Следует особо подчеркнуть, что облученность эритемного потока УФ излучения оценивать в эффективных (или приведенных) единицах - эрах можно лишь при излучении
области «В».
Для выражения облученности участка «В» УФ-спектра в эрах следует его облученность, выраженную в физических единицах (Вт), умножить на коэффициент эритемной чувствительности кожи. Коэффициент эритемной чувствительности кожи для лучей с длиной волны 296,7 нм принят в 1935 г. Международной комиссией по освещению за единицу.
При профилактическом УФ-облучении необходимо учитывать климатические особенности местности, где проживают облучаемые (для определения сроков облучения), среднее значение их эритемной биодозы (для выбора начальной дозы облучения) и то, что профилактическая доза облучения, нормируемая в абсолютных величинах, не должна быть
ниже 2000 мкВт-мин/см2 (60-62 мЭр-ч/м2).
Профилактические мероприятия по защите от УФИ:
- Для предупреждения острого конъюнктивита при воздействии УФИ сводятся к применению светозащитных очков или щитков при электросварочных и других работах с источниками УФИ. - Для защиты кожи от УФИ используются защитная одежда, противосолнечные экраны (навесы), специальные кремы.
Нормирование УФИ
В настоящее время действуют «Санитарные нормы ультрафиолетового излучения в производственных помещениях» СН 4557-88. Нормируемой величиной является
облученность, Вт/м1.
Указанные нормативы регламентируют допустимые величины УФИ для кожи с учетом длительности облучения в течение рабочей смены и площади облучаемой поверхности кожи.
60