Korisno i štetno djelovanje sunčevog zračenja

BIOLOŠKO DJELOVANJE SUNČEVIH ZRAKA

Nauka koja izučava djelovanje sunčeve svjetlosti na ljudski organizam naziva se FOTOBIOLOGIJA, a dio koji se bavi izučavanjem zdravstvenih aspekata takvog djelovanja jeste FOTOMEDICINA.

Zavisno od talasne dužine, energije i vremena dje­lovanja, sunčevi zraci na biološkim strukturama mogu da izazovu korisna ali i štetna djelovanja. Apsorbovani zraci izazivaju hemijske reakcije koje imaju snažno biološko dejstvo i koje, u nekim slučajevima, direktno ili indirektno mo­gu da ugroze vitalne funkcije ćelija kože. Za kvantitativni pristup bioloških odgovora ozračivanja organizma sunčevom energijom, koje se uglavnom vrši preko kože i očiju, razma­tra se apsorbovana fizička doza (D = I x t, gdje je t vrijeme a I intenzitet zračenja). Biološki odgovori su specifični, kako prema talasnoj dužini tako i prema vrsti organa, tkiva, od­nosno ćelija, prije svega molekula, tj. biomakromolekula koji apsorbuju fotone i dobijeni višak energije oslobađaju kroz vrlo raznosvrsne fizičko-hemijske procese („hromofori”). Takvi procesi remete normalne životne biohemijske reakcije!

DJELOVANJE ULTRAVIOLETNIH ZRAKA

Ultravioletni zraci imaju veliku energiju fotona i stoga, iako u maloj koncentraciji, dospijevaju na površinu zemlje (1-3%). Imaju izuzetno snažno djelovanje na ljudski organizam. Smatra se da 99% svih po žive organizme štetnih efekata dolazi od UV zračenja talasnih dužina 100-400 nm. UV zraci su ti koji mogu ozbiljno da ugroze zdravlje ljudi i koji izazivaju niz estetski nepoželjnih promjena na koži i ko­si.

UVC zraci, ukoliko je očuvan ozonski omotač, ne dopiru do Zemlje, jer ih ozon apsorbuje. UVC zraci dobijeni iz vještačkih izvora (živine i kvarc lampe) izazivaju kara­kteristične promjene. UVC zračenje djeluje direktno na gene­tski materijal i dovodi do smrti ćelije, što se kod ljudi manifestuje i pojavom kancerogenih oboljenja. Izaziva pojavu crvenila, ali ne i tamnjenje kože. Osobe koje rade sa vještačkim izvorima UVC zračenja mogu biti ozbiljno ugrožene. Minimalna doza ovih zraka koja izaziva eritem (crvenilo kože) iznosi 10-20 mJ/cm2.

UVB zraci su energetski najjači zraci i pretežno pro­diru do živih ćelija epiderma u granuloznom sloju kože, gdje izazivaju fotohemijske degradabilne procese. Njihovi pro­dukti prodiru dalje u derm izazivajući i vazodilataciju i eritem kože i druge zapaljenjske procese. Oni stimulišu pro­dukciju novog melanina (neomelanogeneza), stvarajući potamnjelost kože tek za 72 časa. Takva promjena traje nedjel­jama i mjesecima („odložena, dugotrajna pigmentacija”). Takođe, oni stimulišu ćelije epiderma na produkciju u smi­slu zadebljanja. Tako su UVB zraci odgovorni i za zadeblja­nje i tamnjenje površnog sloja kože, što predstavlja reakcije odbrane organizma protiv štetnog djelovanja UV zračenja.

Više doze UVB zračenja izazivaju opekotine koje predstavl­jaju povećanu predispoziciju za stvaranje malignih tumora kože, posebno nemelanomskih, uslovljenih mehanizmom direktnog oštećenja DNA.

UVB zraci u većim dozama smanjuju nivo efikas­nosti imunog sistema organizma, prvenstveno imunog sis­tema kože, utičući na pojavu ili recidive bolesti vezane za ćelijski imunitet kao što su npr. herpes infekcije. Smanjivan­jem imuniteta kože i potencijalnim mehanizmom imunomodulacije, UVB zraci i indirektno utiču na pojavu karcinoma kože. Ipak, vrlo je važno naglasiti da UVB zraci prodirući do granuloznog sloja epiderma kroz nezaštićenu kožu upravo ovdje vrše konverziju – fotolizu kožnog 7-dehidroholesterola (provitamin D-3, derivat holesterola) u previtamin D-3 koji se pretvara u vitamin D-3 (holekalciferol). Vitamin D-3 se dalje hidroksilira u jetri u 25-hidroksiholekalciferol (kalcidiol) i pohranjuje dok ne zatreba. 25-hidroksiholekalciferol se kasnije hidroksilira u bubrezima u glavni biološki aktivni oblik 1,25-dihidroksiholekalciferol (kalcitriol).

Ako se posmatra biološko djelovanje na oči, UVB zraci se u potpunosti apsorbuju u kornei. Minimalna eritemska doza UVB zračenja iznosi 0.01-0.1 J/cm2.

UVA zraci prodiru duboko u derm jer imaju veću talasnu dužinu! Ranije je smatrano da su ovi zraci u bio­loškom pogledu inertni. Sada se zna da oni značajno utiču na funkciju ćelijskih struktura. Aktiviraju melaninski pig­ment koji je već prisutan u ćelijama gornjih slojeva epiderma kreirajući potamnjelost kože koja se brzo stvara i brzo išče­zava (neposredna, kratkotrajna pigmentacija). Prodirući u derm, oni utiču na vezivno tkivo i krvne sudove derma, što rezultira postepenim gubitkom elastičnosti kože i stvaranj­em bora (engl. photoaging). Novija istraživanja sugerišu da ovi zraci kumulativnim djelovanjem hroničnog izlaganja ili ekstenzivnim povremenim izlaganjem izazivaju trajna oš­tećenja ćelijskih struktura potencirajući oksidativni stres u ćelijama i nastanak malignih tumora kože, posebno mela­noma! Ovo se uglavnom pripisuje djelovanju kratkotalasnih UVA II zraka! Takođe, ovi zraci potenciraju fotosenzibilizaciju izazivajući fotoalergijske i fotoiritantne dermatitise! Djelujući na oči, UVA zraci prodiru do sočiva kroz površi­nske slojeve oka. Samo 1% prodire do retine, zbog odbrambene funkcije fltera kornee i sočiva! U određenim dozama UVA zraci (20-60J/cm2) izazivaju eritem!

DJELOVANJE INFRACRVENIH ZRAKA

Nekada je vladalo mišljenje da infracrveni (IR) sun­čevi zraci i vidljivi dio spektra sunčeve svjetlosti nisu ško­dljivi za ljudski organizam. Ipak, defnitivno je dokazano da infracrveni dio sunčevog zračenja izaziva zagrijavanje orga­nizma i pod određenim uslovima može da izazove pore­mećaje u organizmu zbog uticaja toplote (sunčanica, toplotni udar, toplotni kolaps i toplotni grčevi). Djelovanje zraka talasne dužine veće od 700 nm na ljudski organizam još nije dovoljno istraženo! Postoje objavljeni radovi o tome da i ovi zraci mogu podsticati proces starenja kože, jer duboko prodiru u kožu ali i uticati na pogoršanje stanja nekih bolesti kože i potenciranje fotosenzibilizacije. Prvi tip oštećenja koje izazivaju IR sunčevi zraci sličan je oštećenjima izazvanim UV zracima, drugi tip udruženog djelovanja IR i UVB zraka sličan je udruženom djelovanju UVA i UVB zraka, a hronično izlaganje povišenim temperaturama prouzrokuje po­većan broj kancerogenih oštećenja (termalni karcinomi ko­že). Pod uticajem udruženog djelovanja UVB i IR zraka javlja se eritem i intenzivira kapilarna cirkulacija u koži!