Ультрафиолетовые лучи дают нам витамин D и красивый загар — об этом знает любой более-менее образованный человек. Но солнечный свет запускает в организме человека множество других процессов. Знание механизмов действия ультрафиолета на организм позволит найти ответы на целый ряд вопросов, которыми задаются любители солнца. MedAboutMe разбирается, как УФ-лучи действуют на кожу и на здоровье человека?
Ультрафиолетовое излучение: основные понятия
По длине волны УФ-излучение находится между видимым и рентгеновским, в промежутке от 10 до 400 нм. Человек сталкивается с ультрафиолетовыми лучами ежедневно — их естественным источником является Солнце. Но УФ-излучение составляет только 9% солнечных лучей, кроме того, часть его теряется при прохождении через атмосферу:
- UVC-лучи (коротковолновой диапазон), опасные для человека, почти полностью отфильтровываются озоновым слоем;
- UVВ-лучи (средневолновой диапазон) — лишь 5% доходит до земли;
- UVA-лучи (длинноволновой диапазон) — практически полностью проходят сквозь атмосферу.
Существуют также и искусственные источники УФ: люминисцентные, лазерные и газоразрядные, которые активно используются в соляриях и для проведения различных медицинских процедур.
Как действуют УФ-лучи?
Что какое-либо вещество начало меняться под действием солнечного света, необходимо, чтобы оно поглотило энергию в виде фотонов. Разные молекулы или клеточные компоненты поглощают свет разной длины волны. Вещество или клетка, которые играют роль мишени для света конкретной длины волны, называются хромофорами. Когда хромофор получает энергию при облучении, в нем запускаются различные фотохимические реакции, которые приводят к изменениям вещества или клетки.
В коже человека имеются хромофоры двух типов:
- постоянно присутствующие в коже — пигмент меланин, вода, белки, нуклеиновые кислоты, провитамин D3, липиды;
- привнесенные в кожу — например, с кровью (гемоглобин, пигменты порфирины), в процессе татуировки (краска), в качестве лекарств (псоралены) и др.
UVA-лучи проникают в кожу глубже всего, но при этом обладают минимальной энергией. UVB-лучи достигают лишь тех хромофоров, что находятся в поверхностных слоях кожи.
Как образуется загар?
UVA-лучи повышают активность меланоцитов — клеток, которые находятся в коже и занимаются выработкой пигмента меланина. В коже были обнаружены специальные светочувствительные рецепторы, в состав которых входит белок родопсин — такой же, как и в глазах. В течение нескольких часов после того, как UVA-лучи попадают на эти рецепторы, запускается синтез меланина, который потом транспортируется из меланоцитов в клетки кожи — кератиноциты. Именно благодаря меланину, кожа темнеет и становится "загорелой".
Способность УФ-лучей запускать синтез и транспорт меланина используется при лечении витилиго — заболевания, при котором нарушена пигментация отдельных участков кожи.
Интересно, что сами по себе меланоциты размножаются неспешно. Одно деление может происходить раз в несколько лет. Но УФ-лучи также стимулируют процесс их размножения, причем не только в тканях, которые подвергались облучению, но и на закрытых участках кожи. Каким образом — пока исследователям неизвестно.
Ученые указывают на то, что постоянное использование солнцезащитных средств может приводить к нарушению процессов естественного образования пигмента в коже.
Почему люди часто начинают болеть на море?
Жители центральных и северных регионов России летом стремятся на море, чтобы погреться на солнце и получить заряд здоровья и бодрости на все остальные холодные месяцы года. Но буквально через 2-3 дня многие начинают ощущать себя больными и простуженными, клянут невидимые инфекции и расстраиваются, что умудрились заболеть прямо во время отпуска.
На самом деле, в неожиданном недомогании виноват избыток ультрафиолета. При массированной ультрафиолетовой атаке происходит фотодеструкция — разрушение белков эпидермиса (поверхностного слоя кожи). Получившиеся продукты распада белков связываются с другими белками кожи. Это приводит к образованию белков-антигенов, которыми начинают интересоваться макрофаги кожи — клетки Лангерганса. Основная роль этой разновидности макрофагов — защита от вирусных атак и удаление из кожи подозрительных клеток, которые могут трансформироваться в раковые. В результате развивается иммунный ответ организма. Своего пика он достигает через 1-2 дня — и человек ощущает себя больным.
Утешает то, что параллельно организм запускает процессы стабилизации иммунной системы, и довольно быстро «болезнь» отступает. Иногда этот перепад самочувствия описывают как акклиматизацию человека, попавшего из холодных мест с пониженной инсоляцией на солнечные пляжи.
Как в коже образуется витамин D3?
Как было сказано выше, одним из хромофоров — «мишеней» для УФ-лучей, является провитамин D3 — вещество 7-дегидрохолестерин, находящееся в поверхностных слоях кожи. Под воздействием UVB-лучей оно превращается в витамин D3 (холекальциферол). Специальный транспортный белок переносит его в почки и печень, где он переходит в биологически активную форму — гормон кальцитриол. Именно последний является ключевым компонентом процесса образования костной ткани и отвечает за усвоение кальция и фосфатов.
Если человек регулярно бывает на солнце, ему нет необходимости принимать витамин D дополнительно — организму хватает того, что образуется в коже под воздействием УФ-лучей. Но маленьким детям с их стремительно растущими организмами витамин D часто назначают дополнительно — слишком высок расход кальция.
В пожилом возрасте также необходим прием препаратов кальция с витамином D3. Это объясняется тем, что к 80-ти годам уровень провитамина D3 в коже человека снижается в 3 раза по сравнению с возрастом 20 лет. Солнечного света может быть достаточно, но источника витамина D все равно будет не хватать.
Уточним, что добавки витамина D в виде препаратов не снижают важность солнечного света для пожилого человека. Доказано, что у любительниц солнечных ванн в период менопаузы вероятность заболевания раком эндометрия на 40% ниже, чем у тех, кто избегает солнца.
Почему солнце опасно для здоровья беременных?
Наблюдения показали, что солнечные ванны на ранних сроках беременности могут негативно сказаться на здоровье ребёнка. У людей со светлой кожей облучение ультрафиолетом приводит к резкому снижению уровня фолиевой кислоты. У здорового человека это может привести к нарушению целого ряда процессов: кроветворения, образования спермы, обновления слизистой желудочно-кишечного тракта. А у беременной женщины нехватка фолиевой кислоты также влияет на рост тканей плода.
Это объясняется тем, что дефицит фолиевой кислоты во время вынашивания ребёнка значительно повышает вероятность развития врожденных дефектов нервной трубки. Поэтому врачи не рекомендуют слишком активное присутствие на солнце женщинам в первые 5 недель беременности. Впрочем, нехватка фолиевой кислоты с успехом ликвидируется при помощи приема ее препаратов.
Почему УФ-лучи повышают риск развития рака?
ДНК в клетках кожи является одним из хромофоров — молекул-мишеней для ультрафиолетовых лучей. Под их воздействием в цепочке ДНК образуются димеры — связи между соседними основаниями. Такие связи являются дефектами ДНК, и при попытке списать информацию с этого участка приводят к ошибкам. Именно образование димеров под воздействием УФ считается основной причиной развития меланомы — рака кожи.
Как солнце влияет на психику?
Под действием ультрафиолетовых лучей в организме человека на 7% возрастает уровень серотонина — гормона счастья и бодрствования днем. При этом количество гормона мелатонина, отвечающего за ночной сон, напротив, снижается на 28%. Это позволяет объяснить, почему посещение солярия приводит человека в радостное расположение духа.
- Солнечный свет придает телу красивый загар и поднимает настроение.
- Солнечный свет полезен: это защита от дефицита витамина D, который в немалой степени влияет на здоровье в любом возрасте.
- Солнечный свет «встряхивает» иммунную систему, заставляя ее активизироваться. Этим объясняется и «бактерицидный» эффект УФ-лучей.
- Ультрафиолет является фактором риска для развития рака кожи. Но при грамотном использовании солнцезащитных средств этот негативный эффект можно свести к минимуму.
