Журнал «ЗДОРОВЬЕ»
№ 8 (68) август 1960
Ультрафиолетовые лучи Солнца
Член-корреспондент Академии медицинских наук СССР, профессор Н. Ф. Галанин, кандидат медицинских наук Т. А. Свидерская
Солнце — могучий источник жизни. Ф. Энгельс в «Диалектике природы» писал: «…сама наша земля оживлена только благодаря солнечной теплоте и, со своей стороны, излучает полученную солнечную теплоту, — после того как она превратила часть ее в другие формы движения… Вся энергия, в настоящее время действующая на земле, есть превращенная солнечная теплота».
Поистине огромна, почти незаменима роль солнечной радиации в жизни нашей планеты, в жизни людей. Она в конечном счете регулирует или непосредственно, или через тепловые процессы атмосферы весь теплообмен человека, оказывает влияние на сложнейшие биохимические процессы, происходящие в нашем организме.
В начале XIX века ученые обнаружили, что пучок солнечного света состоит не только из лучей, которые можно увидеть простым глазом, но и лучей невидимых. Одни из них, проходя через прозрачную призму, располагались за красной границей спектра, другие — за фиолетовой. Вот почему первые лучи стали называть инфракрасные (от латинского «инфра» — под), а другие — ультрафиолетовые «ультра» — сверх, за пределами).
Как известно, все раскаленные тела: пламя свечи, спираль электроплитки, различные печи, солнце — излучают лучистую энергию. Эта энергия распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн разной длины. Короткие волны, в том числе и ультрафиолетовые, измеряют в миллимикронах, то есть в миллионных долях миллиметра.
Ультрафиолетовые лучи имеют различную длину волн: примерно от 9 до 400 миллимикронов. Прежде чем достичь поверхности земли, солнечный луч проходит сквозь толщу атмосферы, которая служит своеобразным фильтром. До земной поверхности доходит лишь часть ультрафиолетовых лучей. Самые короткие из них поглощаются атмосферой, причем чем длиннее путь солнечного луча, чем ближе находится солнце к горизонту, тем больше поглощается коротковолновых лучей. Следовательно, состав ультрафиолетовых лучей, попадающих на землю, различен.
Молекулы газов, водяные пары, а также взвешенные в воздухе частицы пыли не только поглощают, но и рассеивают лучистую энергию. Она не исчезает бесследно, а частично возвращается на землю в виде рассеянной радиации.
Таким образом, общая солнечная радиация (суммарная) определяется двумя величинами — прямой и рассеянной радиацией. Если бы не было рассеянного света, мы не смогли бы видеть предметы, на которые не попадают прямые солнечные лучи. Окна наших домов, обращенные на север, не получили бы никакого света. Между тем известно, что именно северная сторона дает более равномерный свет. Вот почему в музеях, картинных галереях, в операционных отделениях больниц стараются располагать окна на север, чтобы избежать бликов от прямых солнечных лучей.
В рассеянном свете ультрафиолетовых лучей больше, чем видимых и инфракрасных. Это объясняется тем, что, по законам физики, коротковолновые лучи (а ультрафиолетовые лучи составляют коротковолновую часть спектра) рассеиваются в атмосфере значительно больше, чем длинноволновые. При ясном, чистом небе рассеянная ультрафиолетовая радиация составляет приблизительно половину всего потока ультрафиолетовых лучей.
За единицу интенсивности ультрафиолетовой радиации принято считать милликалорию, то есть тысячную долю малой калории на квадратный сантиметр площади в минуту. В безоблачные дни с изменением высоты солнца соответственно увеличивается и интенсивность ультрафиолетовых лучей, достигая 50 милликалорий на квадратный сантиметр (в минуту. При этом на долю рассеянной радиации приходится почти половина указанной величины. Вот почему в жаркие солнечные дни мы можем загореть и в тени.
Уменьшают ультрафиолетовую радиацию солнца пыль, дым, копоть. В больших городах, где атмосферный воздух загрязнен продуктами неполного сгорания топлива, ультрафиолетовая облученность оказывается значительно ниже, чем в сельской местности, расположенной на той же географической широте.
И хотя ультрафиолетовые лучи составляют весьма незначительную часть — около 5 процентов — общего солнечного потока, они обладают большой биологической активностью. Действие их на живой организм очень сложно и многообразно. Они прежде всего воздействуют на кожу, которая защищает нас от вредного влияния окружающей среды и в то же время как бы соединяет организм с внешним миром и с солнцем. Кожа богато снабжена мельчайшими кровеносными сосудами, здесь находится множество воспринимающих нервных окончаний.
Попадая на кожу человека, ультрафиолетовые лучи вызывают в ней сложные химические реакции, воздействуют на нервные окончания и на весь организм в целом. Глубина проникновения ультрафиолетовых лучей в кожу незначительна, большая часть их поглощается в наружном роговом слое, который как бы защищает нас от чрезмерного действия коротковолновых лучей.
В настоящее время наукой доказано, что в коже здорового человека вследствие поглощения ультрафиолетовых лучей образуется две группы веществ. Одни из них — витамин D и другие — появляются в результате специфического действия ультрафиолетовых лучей, другие — гистамин, ацетилхолин — продукты расщепления белковых молекул, входящих в состав живых клеток.
Жаркий день
Фото Я. Берлинера
Образование витамина D имеет огромное значение для обмена кальция и фосфора в организме, а также предупреждения такого тяжелого заболевания детей, каким является рахит. Продукты белкового распада обладают высокой биологической активностью. Они попадают в кровяное русло и воздействуют в первую очередь на центральную нервную систему, оказывают стимулирующее действие на весь организм. Под влиянием ультрафиолетового облучения улучшаются окислительные и обменные процессы, функция кроветворения, повышается невосприимчивость организма к неблагоприятным факторам внешней среды. Происходит как бы тренировка и совершенствование различных защитных механизмов человека.
Лабораторные исследования показали, что у молодых животных, лишенных ультрафиолетовых лучей и не получавших витамина D с пищей, быстро развивался рахит. В костях скелета уменьшалось содержание солей кальция и фосфора. В результате кости становились мягкими, а мышцы — вялыми, под тяжестью тела искривлялись ноги, нарушалось развитие зубов и т. д. Животные были очень восприимчивы к инфекционным заболеваниям.
Как же внешне организм реагирует на ультрафиолетовые лучи?:Каждый из нас знает, что стоит в теплый летний день час-два провести на солнце, как через некоторое время участки кожи, не защищенные одеждой, покраснеют, появится ощущение жжения. Это — характерная реакция кожи на действие ультрафиолетовых лучей. Она называется эритемой, что по-гречески означает краснота. Поскольку ультрафиолетовая эритема содержит всё элементы воспаления (боль, жар, краснота), кроме инфекции, ее иногда называют асептическим воспалительным процессом. Краснота держится несколько дней, постепенно уступая место загару. Количество ультрафиолетового облучения, вызывающее первое едва заметное покраснение кожи, составляет эритемную дозу. Дозы, превышающие эритемную, вызывают тяжелые ожоги.
Почему человек покрывается загаром, причем один в большей мере, чем другой? Эти вопросы часто приходится слышать. Цвет кожи темнеет потому, что под действием ультрафиолетовых лучей в основных, базальных клетках эпидермиса образуется, особое белковое вещество — меланин, зерна которого окрашены в коричневый цвет. Образование пигмента — чрезвычайно важная защитная реакция организма. Пигмент предохраняет человека от перегревания. Меланин поглощает солнечные лучи и превращает их энергию в тепло. В результате выделяется больше пота и кожа охлаждается. Загар надежно защищает ткани и органы нашего тела от слишком сильного влияния самих же ультрафиолетовых лучей. Хороший загар, как правило, является признаком здоровья.
Способность к образованию пигмента, так же как и эритемная реакция, у различных людей неодинакова. Это обусловливается индивидуальными физиологическими особенностями организма человека, цветом кожи, возрастом и т. д. Наблюдения показывают, что для хорошего, ровного загара женщинам, например, необходима большая доза ультрафиолетовых лучей, чем мужчинам. Блондины с белой кожей более чувствительны к ультрафиолетовому излучению, чем брюнеты.