ФГУ «Научно-исследовательский Центр курортологии и реабилитации» ФМБА России
ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Новиков Н. Н. , академик РАЕН
Единственным естественным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, основная энергия которого достигает поверхности Земли в длинноволновой части ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектральных диапазонах. Ультрафиолетовая часть спектра излучения уже давно используется в медицине для профилактики и лечения ряда заболеваний.
Ультрафиолетовое излучение занимает диапазон электромагнитного спектра длин волн от 100 до 400 нм. , где выделяют три области ультрафиолетового излучения УФ-А, УФ-В и УФ-С, различающиеся по биологическому воздействию и проникающей способности.
Ультрафиолетовое излучение области УФ-А (315-400 нм) не задерживается озоновым слоем, проходит через роговой слой кожи (Рис. 1). Не отмечается существенных колебаний в интенсивности УФ-А в разные времена года. За счет поглощения, отражения и рассеивания при прохождении через эпидермис, в дерму проникает только 20-30% УФ-А и около 1% от общей его энергии достигает подкожной клетчатки.
УФ-В (280-315 нм) область излучения, где большая часть поглощается озоновым слоем, на 70% отражается роговым слоем, на 20% ослабляется при прохождении через эпидермис, в дерму проникает менее 10%.
Ультрафиолетовое излучение области УФ-С (100-280 нм), практически, целиком задерживается озоновым слоем атмосферы Земли и не оказывает существенного влияния на организм человека.
Поток ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, представляет собой композицию, в основном, из спектра УФ-А и небольшой части УФ-В (Рис. 2) области ультрафиолетового излучения. Так как, излучение области УФ-В поглощается озоном, водяными парами, кислородом, окисью углерода атмосферы приблизительно на 90%, а УФ-А мало поглощается в атмосфере Земли.
Следует обратить особое внимание, что высота Солнца над горизонтом влияет не только на уровень потока солнечной энергии, но особенно и на соотношение УФ-А и
УФ-В составляющих ультрафиолетового излучения. Уровень потока ультрафиолетового излучения меняется и в течение дня, и от времени года. При этом среднее значение в полдень в летние месяцы потока УФ-А по отношению к УФ-В приблизительно в два раза выше на уровне Полярного Круга, чем на экваторе (Рис. 3).
Таким образом, абсолютное значение области УФ-В в потоке ультрафиолетового излучения гораздо ниже по отношению к УФ-А в высоких широтах, то есть ближе к северу или к югу от экватора.
Наиболее энергетически активной частью ультрафиолетового спектра излучения является диапазон УФ-В, который в основном поглощается эпидермисом кожи. В результате возникающих фотохимических реакций образуется гистамин и другие биогенные амины, приводящие к расширению сосудов и возникновению эритемы. При этом происходит синтез витамина D, который регулирует обмен кальция и фосфора.
В целом ряде исследований подтверждено, что для городов, расположенных в северных регионах, длительный период ультрафиолетового дефицита может привести к развитию патологического состояния, известному как «световое голодание». Следует отметить, что почти половина городов Российской Федерации находятся в районах «светового голодания».
Проявлениями этого состояния являются: нарушение минерального обмена, развитие дефицита витамина D, приводящее к рахиту у детей, резкое сокращение защитных сил организма. Так, установлено, что индексы заболеваемости рахитом на широте 65 градусов северной широты в 2, 5-3 раза выше, чем на широте 45 градусов (В. К. Беликова, А. П. Забалуева, 1975). Отмечена взаимосвязь дефицита витамина D и зубного кариеса (Таланова, Забалуева, 1972).
Исследования, выполненные различными авторами, показали, что солнечный свет играет защитную роль в отношении заболеваний раком молочной железы, яичников, предстательной железы и рака толстой кишки (John E. M. , Schanart G. , 1999). Данная группа заболеваний составляет значительную часть общей смертности от злокачественных заболеваний в развитых странах. Большинство исследователей видят эту взаимосвязь в синтезе витамина D под воздействием ультрафиолетового излучения УФ-В. Установлено также, что смертность от меланомы также уменьшается при увеличении дозы ультрафиолетового излучения диапазона УФ-В.
Отдельные области ультрафиолетового излучения по-разному влияют на физиологические реакции тканей и организма в целом.
Потемнение меланина (легкий, быстро проходящий загар) возникает под влиянием УФ-А излучения через несколько часов. Замедленный загар (синтез меланина и увеличение количества меланосом) развивается примерно через три дня и вызывается излучением в УФ-В диапазоне. Это снижает поступление ультрафиолета до базального слоя и меланоцитов. Замедленный загар более устойчив. Наблюдается также пролиферация кератиноцитов, которая приводит к утолщению рогового слоя, что обеспечивает рассеивание и ослабление восприятия ультрафиолетового излучения. Данные изменения носят адаптационный характер.
Ультрафиолетовое излучение области УФ-А, не вызывает солнечных ожогов и считается безопасным. Однако, именно эта область ультрафиолетового излучения, главным образом, ответственна за появление признаков фотостарения кожи, а также за канцерогенез, так как является основным фактором цитотоксического воздействия излучения в базальном слое эпидермиса за счет образования свободных радикалов и повреждения цепей ДНК.
УФ-А излучение не дает утолщение эпидермиса, вызываемый им загар, хотя и кажется привлекательным с косметической точки зрения, малоэффективен в качестве защиты от последующего ультрафиолетового облучения, в отличие от пигментации, вызванной излучение УФ-В диапазона.
Кроме того, при УФ-А облучение не происходит существенного увеличения синтеза меланина, загар будет кратковременным, а отсутствие в спектре излучения УФ-В не приведет к увеличению синтеза витамина D. С другой стороны, повреждающее действие на кожу (фотостарение, образование свободных радикалов) будет не только сохраняться, но, возможно, и усиливаться, поскольку определить минимальную энергетическую экспозицию ультрафиолетового излучения, вызывающую заметную эритему необлученной ранее кожи (Минимальную эритемную дозу МЭД) для УФ-А крайне сложно. Последние данные позволяют сделать вывод также о подавляющем действии на иммунитет ультрафиолетового излучения области УФ-А (Baron E. D. 2003).
На основании изложенных данных можно сделать следующие выводы:
- Недостаточная ультрафиолетовая облученность может приводить к возникновению дефицита и развитию недостаточности витамина D в организме.
- С увеличение географической широты естественный уровень УФ-В излучения уменьшается и уменьшается синтез витамина D. В частности, для многих районов России характерен низкий уровень УФ-излучения (особенно УФ-В излучения), а следовательно и состояние хронического дефицита витамина D у населения этих районов.
- Для оздоровления и лечения ряда заболеваний необходимо проводить дозированные светолечебные процедуры с использованием специальных светолечебных облучателей, в основном работающих в спектральном диапазоне близком к естественному излучению Солнца, с правильно подобранными характеристиками и преобладанием ультрафиолетового излучения в диапазоне УФ-В.
Таким образом, ультрафиолетовое излучение является исключительно важным в регуляции жизненно важных функций человека. Однако, использование естественного излучения Солнца для лечения и профилактики некоторых заболеваний человека во многих случаях является невозможным.
Для практического применения актуальным является создание искусственного специального облучателя, работающего в строго установленных селективных спектральных диапазонах излучения солнца с усилением ультрафиолетового компонента именно в диапазоне УФ-В.
Рис. 1. Диаграмма проникновения
ультрафиолетового излучения
в кожу человека (Отчет ВОЗ, 1979)
Рис. 2. Динамика интенсивности излучения в течение
дня для безоблачной погоды летом в Европе
Рис. 3. Глобальное распределение интенсивности
ультрафиолетового излучения,
мВт/см2
Так, были созданы облучатели светолечебные ультрафиолетово-инфракрасные «СОЛИС»®, которые прошли длительные и всесторонние испытания, зарегистрированы в установленном порядке и уже в течение многих лет используются в медицинской практике.
Облучатели светолечебные ультрафиолетово-инфракрасные «СОЛИС» работают в селективных спектральных диапазонах излучения солнца с максимальным компонентом ультрафиолетового излучения в диапазоне УФ-В, которого абсолютно недостаточно в средних широтах. При этом, совместное использование ультрафиолетового излучения с инфракрасным излучением строго установленного диапазона обеспечивает его высокую биологическую эффективность и лечебные свойства.
Технологическое исполнение ламп облучателя исключает вредные для кожного покрова (приводящие к фотостарению кожи и канцерогенезу) составляющие ультрафиолетового излучения диапазона УФ-А.
Использование облучателя светолечебного «СОЛИС» показано:
- при нарушениях обмена веществ и профилактики рахита,
- для профилактики простудных, вирусных, в том числе гриппа, герпеса, и инфекционных заболеваний,
- стимуляции иммунитета,
- при заболеваниях нервной системы с болевым синдромом,
- при заболевании суставов и органов дыхания, в том числе аллергической природы,
- при лечении кожных болезней, в том числе псориаза, нейродермита, гнойничковых заболеваниях кожи и фурункулезе,
- для лечения и профилактики нагноений посттравматических и операционных раневых поверхностей,
- для компенсации недостаточности солнечного света, в том числе шахтеров и работников подземных сооружений и подводных объектов.
Облучатели изготавливаются в настольном, напольном, настенном и потолочном исполнениях для индивидуального и группового использования. Применяются аппараты в лечебно-профилактических, спортивно-оздоровительных, школьных и дошкольных учреждениях.
