Propriétés et applications du rayonnement ultraviolet. Rayonnement ultraviolet
Les rayons ultraviolets ont la plus grande activité biologique. Dans des conditions naturelles, le soleil est une puissante source de rayons ultraviolets. Cependant, seule la partie des ondes longues atteint la surface de la Terre. Le rayonnement de longueur d'onde plus courte est absorbé par l'atmosphère déjà à une altitude de 30 à 50 km de la surface de la Terre.
L'intensité la plus élevée du flux de rayonnement ultraviolet se produit peu avant midi, avec un maximum au printemps.
Comme déjà indiqué, les rayons ultraviolets ont une activité photochimique importante, largement utilisée dans la pratique. L'irradiation ultraviolette est utilisée dans la synthèse d'un certain nombre de substances, le blanchiment des tissus, la fabrication du cuir verni, la photocopie de dessins, l'obtention de vitamine D et d'autres processus de production.
Une propriété importante des rayons ultraviolets est leur capacité à provoquer de la luminescence.
Dans certains processus, les travailleurs sont exposés aux rayons ultraviolets, par exemple le soudage à l'arc électrique, le découpage et le soudage autogènes, la production de tubes radio et de redresseurs au mercure, la coulée et la fusion de métaux et de certains minéraux, la photocopie, la stérilisation de l'eau, etc. personnel technique chargé de l'entretien des lampes à mercure-quartz.
Les rayons ultraviolets ont la capacité de modifier la structure chimique des tissus et des cellules.
Longueur d'onde ultraviolette
L’activité biologique des rayons ultraviolets de différentes longueurs d’onde n’est pas la même. Rayons ultraviolets d'une longueur d'onde de 400 à 315 mμ. ont un effet biologique relativement faible. Les rayons avec des longueurs d'onde plus courtes sont plus biologiquement actifs. Les rayons ultraviolets d'une longueur de 315 à 280 mμ ont un fort effet cutané et antirachitique. Le rayonnement d'une longueur d'onde de 280 à 200 mμ est particulièrement actif. (effet bactéricide, capacité à influencer activement les protéines tissulaires et les lipides, ainsi qu'à provoquer une hémolyse).
Dans des conditions industrielles, il se produit une exposition aux rayons ultraviolets d'une longueur d'onde de 36 à 220 mμ, c'est-à-dire ayant une activité biologique importante.
Contrairement aux rayons thermiques, dont la propriété principale est le développement d’une hyperémie dans les zones exposées aux irradiations, l’effet des rayons ultraviolets sur l’organisme apparaît beaucoup plus complexe.
Les rayons ultraviolets pénètrent relativement peu dans la peau et leur effet biologique est associé au développement de nombreux processus neurohumoraux qui déterminent la nature complexe de leur influence sur l'organisme.
Érythème ultraviolet
Selon l'intensité de la source lumineuse et la teneur en rayons infrarouges ou ultraviolets dans son spectre, les modifications de la peau seront différentes.
L'exposition aux rayons ultraviolets sur la peau provoque une réaction caractéristique des vaisseaux cutanés - l'érythème ultraviolet. L'érythème ultraviolet diffère considérablement de l'érythème thermique provoqué par le rayonnement infrarouge.
Habituellement, lors de l'utilisation de rayons infrarouges, aucun changement prononcé sur la peau n'est observé, car la sensation de brûlure et la douleur qui en résultent empêchent une exposition prolongée à ces rayons. L'érythème, qui se développe sous l'action des rayons infrarouges, survient immédiatement après l'irradiation, est instable, ne dure pas longtemps (30 à 60 minutes) et est principalement niché dans la nature. Après une exposition prolongée aux rayons infrarouges, une pigmentation brune d'aspect tacheté apparaît.
L'érythème ultraviolet apparaît après irradiation après une certaine période de latence. Cette période varie selon les personnes de 2 à 10 heures. On sait que la durée de la période de latence de l'érythème ultraviolet dépend de la longueur d'onde : l'érythème provoqué par les rayons ultraviolets à ondes longues apparaît plus tard et dure plus longtemps que celui provoqué par les rayons ultraviolets à ondes courtes.
L'érythème provoqué par les rayons ultraviolets a une couleur rouge vif avec des limites nettes qui correspondent exactement à la zone d'irradiation. La peau devient quelque peu enflée et douloureuse. L'érythème atteint son plus grand développement 6 à 12 heures après son apparition, dure 3 à 5 jours et pâlit progressivement, acquérant une teinte brune, et un assombrissement uniforme et intense de la peau se produit en raison de la formation de pigment. Dans certains cas, une légère desquamation est observée pendant la période de disparition de l'érythème.
Le degré de développement de l'érythème dépend de la dose de rayons ultraviolets et de la sensibilité individuelle. Toutes choses égales par ailleurs, plus la dose de rayons ultraviolets est élevée, plus la réaction inflammatoire de la peau est intense. L'érythème le plus prononcé est provoqué par des rayons d'une longueur d'onde d'environ 290 mμ. En cas de surdosage d'irradiation ultraviolette, l'érythème acquiert une teinte bleuâtre, les bords de l'érythème deviennent flous et la zone irradiée est enflée et douloureuse. Un rayonnement intense peut provoquer une brûlure avec développement d'une ampoule.
Sensibilité de diverses zones de la peau aux rayons ultraviolets
La peau de l’abdomen, du bas du dos et des surfaces latérales de la poitrine est la plus sensible aux rayons ultraviolets. La peau la moins sensible est celle des mains et du visage.
Les personnes à la peau délicate et faiblement pigmentée, les enfants ainsi que les personnes souffrant de la maladie de Basedow et de dystonie végétative sont plus sensibles. Une sensibilité accrue de la peau aux rayons ultraviolets est observée au printemps.
Il a été établi que la sensibilité de la peau aux rayons ultraviolets peut varier en fonction de l'état physiologique de l'organisme. Le développement d'une réaction érythémateuse dépend principalement de l'état fonctionnel du système nerveux.
En réponse à l'irradiation ultraviolette, un pigment se forme et se dépose dans la peau, qui est un produit du métabolisme protéique de la peau (matière colorante organique - mélanine).
Les rayons ultraviolets à ondes longues provoquent un bronzage plus intense que les rayons ultraviolets à ondes courtes. Avec des irradiations ultraviolettes répétées, la peau devient moins sensible à ces rayons. La pigmentation de la peau se développe souvent sans érythème visible auparavant. Sur les peaux pigmentées, les rayons ultraviolets ne provoquent pas de photoérythème.
Effets positifs du rayonnement ultraviolet
Les rayons ultraviolets réduisent l'excitabilité des nerfs sensoriels (effet analgésique) et ont également un effet antispastique et antirachitique. Sous l'influence des rayons ultraviolets, se forme la vitamine D, très importante pour le métabolisme phosphore-calcium (l'ergostérol présent dans la peau est transformé en vitamine D). Sous l'influence des rayons ultraviolets, les processus oxydatifs dans le corps s'intensifient, l'absorption de l'oxygène par les tissus et la libération de dioxyde de carbone augmentent, les enzymes sont activées et le métabolisme des protéines et des glucides s'améliore. La teneur en calcium et en phosphates dans le sang augmente. L'hématopoïèse, les processus de régénération, l'apport sanguin et le trophisme tissulaire s'améliorent. Les vaisseaux sanguins de la peau se dilatent, la pression artérielle diminue et le bioton global du corps augmente.
L'effet bénéfique des rayons ultraviolets se traduit par une modification de la réactivité immunobiologique de l'organisme. L'irradiation stimule la production d'anticorps, augmente la phagocytose et tonifie le système réticuloendothélial. Grâce à cela, la résistance du corps aux infections augmente. La dose de rayonnement est importante à cet égard.
Un certain nombre de substances d'origine animale et végétale (hématoporphyrine, chlorophylle...), certains produits chimiques (quinine, streptocide, sulfidine...), notamment des colorants fluorescents (éosine, bleu de méthylène...), ont la propriété d'augmenter l'activité de l'organisme. sensibilité à la lumière. Dans l'industrie, les personnes travaillant avec le goudron de houille souffrent de maladies de peau sur les parties exposées du corps (démangeaisons, brûlures, rougeurs), et ces phénomènes disparaissent la nuit. Cela est dû aux propriétés photosensibilisantes de l'acridine contenue dans le goudron de houille. La sensibilisation se produit majoritairement aux rayons visibles et dans une moindre mesure aux rayons ultraviolets.
La capacité des rayons ultraviolets à tuer diverses bactéries (ce qu'on appelle l'effet bactéricide) revêt une grande importance pratique. Cet effet est particulièrement intense dans les rayons ultraviolets dont les longueurs d'onde sont plus courtes (265 - 200 mμ). L'effet bactéricide de la lumière est associé à l'effet sur le protoplasme des bactéries. Il a été prouvé qu'après une irradiation ultraviolette, le rayonnement mitogénétique dans les cellules et le sang augmente.
Selon les idées modernes, l'action de la lumière sur le corps repose principalement sur le mécanisme réflexe, bien qu'une grande importance soit également accordée aux facteurs humoraux. Cela s'applique particulièrement à l'action des rayons ultraviolets. Il faut également garder à l’esprit la possibilité que les rayons visibles agissent à travers les organes de vision sur le cortex et les centres végétatifs.
Dans le développement de l'érythème photo-induit, une importance significative est accordée à l'influence des rayons sur l'appareil récepteur de la peau. Lorsqu'elles sont exposées aux rayons ultraviolets, à la suite de la dégradation des protéines de la peau, de l'histamine et des produits analogues à l'histamine se forment, qui dilatent les vaisseaux cutanés et augmentent leur perméabilité, ce qui entraîne une hyperémie et un gonflement. Les produits formés dans la peau lorsqu'elle est exposée aux rayons ultraviolets (histamine, vitamine D, etc.) pénètrent dans le sang et provoquent les changements généraux dans l'organisme qui se produisent lors de l'irradiation.
Ainsi, les processus qui se développent dans la zone irradiée conduisent par une voie neurohumorale au développement d'une réaction générale de l'organisme. Cette réaction est déterminée principalement par l'état des parties régulatrices supérieures du système nerveux central, qui, comme on le sait, peut changer sous l'influence de divers facteurs.
Il est impossible de parler de l'effet biologique de l'irradiation ultraviolette en général, quelle que soit la longueur d'onde. Le rayonnement ultraviolet à ondes courtes provoque la dénaturation des substances protéiques, le rayonnement à ondes longues provoque une décomposition photolytique. L'effet spécifique de différentes parties du spectre du rayonnement ultraviolet se révèle principalement au stade initial.
Application du rayonnement ultraviolet
Le large effet biologique des rayons ultraviolets permet de les utiliser à certaines doses à des fins préventives et thérapeutiques.
Pour l'irradiation ultraviolette, la lumière du soleil est utilisée, ainsi que des sources d'irradiation artificielles : lampes mercure-quartz et argon-mercure-quartz. Le spectre d'émission des lampes à mercure-quartz se caractérise par la présence de rayons ultraviolets plus courts que dans le spectre solaire.
L'irradiation ultraviolette peut être générale ou locale. Le dosage des actes s'effectue selon le principe des biodoses.
Actuellement, l'irradiation ultraviolette est largement utilisée, principalement pour la prévention de diverses maladies. À cette fin, l'irradiation ultraviolette est utilisée pour améliorer l'environnement humain et modifier sa réactivité (principalement pour augmenter ses propriétés immunobiologiques).
À l'aide de lampes bactéricides spéciales, l'air peut être stérilisé dans les établissements médicaux et les locaux d'habitation, le lait, l'eau, etc. L'irradiation ultraviolette est largement utilisée pour prévenir le rachitisme, la grippe et pour le renforcement général du corps en médecine. et les institutions pour enfants, les écoles et les gymnases, les fotariums dans les mines de charbon, lors de l'entraînement des athlètes, pour l'acclimatation aux conditions nordiques, lors du travail dans des ateliers chauds (l'irradiation ultraviolette donne un effet plus important en combinaison avec l'exposition au rayonnement infrarouge).
Les rayons ultraviolets sont particulièrement largement utilisés pour exposer les enfants aux radiations. Tout d'abord, une telle irradiation est indiquée pour les enfants affaiblis, souvent malades, vivant sous les latitudes septentrionales et moyennes. Dans le même temps, l'état général des enfants, le sommeil, le poids augmentent, la morbidité diminue, la fréquence des phénomènes catarrhales et la durée des maladies diminuent. Le développement physique général s'améliore, la perméabilité sanguine et vasculaire est normalisée.
L'irradiation ultraviolette des mineurs dans les fotariums, organisés en grand nombre dans les entreprises minières, s'est également généralisée. Avec une exposition massive systématique des mineurs engagés dans des travaux souterrains, on constate une amélioration du bien-être, une augmentation de la capacité de travail, une réduction de la fatigue et une diminution de la morbidité avec perte temporaire de la capacité de travail. Après irradiation des mineurs, le pourcentage d'hémoglobine augmente, une monocytose apparaît, le nombre de cas de grippe diminue, l'incidence du système musculo-squelettique et du système nerveux périphérique diminue, des maladies cutanées pustuleuses, un catarrhe des voies respiratoires supérieures et des amygdalites sont observés moins fréquemment. , et les lectures de la capacité vitale et des poumons s'améliorent.
Application du rayonnement ultraviolet en médecine
L’utilisation des rayons ultraviolets à des fins thérapeutiques repose principalement sur les effets anti-inflammatoires, antinévralgiques et désensibilisants de ce type d’énergie radiante.
En combinaison avec d'autres mesures thérapeutiques, une irradiation ultraviolette est réalisée :
1) dans le traitement du rachitisme ;
2) après avoir souffert de maladies infectieuses ;
3) pour les maladies tuberculeuses des os, des articulations, des ganglions lymphatiques ;
4) avec tuberculose pulmonaire fibreuse sans phénomène indiquant une activation du processus ;
5) pour les maladies du système nerveux périphérique, des muscles et des articulations ;
6) pour les maladies de la peau ;
7) pour les brûlures et les engelures ;
8) pour les complications purulentes des plaies ;
9) lors de la résorption des infiltrats ;
10) afin d'accélérer les processus de régénération en cas de blessures aux os et aux tissus mous.
Les contre-indications à l'irradiation sont :
1) néoplasmes malins (puisque l'irradiation accélère leur croissance) ;
2) épuisement sévère ;
3) augmentation de la fonction thyroïdienne ;
4) maladies cardiovasculaires graves ;
5) tuberculose pulmonaire active ;
6) maladies rénales ;
7) changements prononcés dans le système nerveux central.
Il ne faut pas oublier que l'obtention d'une pigmentation, surtout en peu de temps, ne doit pas être l'objectif du traitement. Dans certains cas, un bon effet thérapeutique est observé même avec une faible pigmentation.
Effets négatifs du rayonnement ultraviolet
Une irradiation ultraviolette prolongée et intense peut avoir des effets néfastes sur le corps et provoquer des changements pathologiques. En cas d'exposition importante, on note de la fatigue, des maux de tête, de la somnolence, des pertes de mémoire, de l'irritabilité, des palpitations et une diminution de l'appétit. Un rayonnement excessif peut provoquer une hypercalcémie, une hémolyse, un retard de croissance et une diminution de la résistance aux infections. En cas de forte irradiation, des brûlures et des dermatites se développent (brûlures et démangeaisons de la peau, érythème diffus, gonflement). Dans ce cas, il y a une augmentation de la température corporelle, des maux de tête et de la fatigue. Les brûlures et les dermatites qui surviennent sous l'influence du rayonnement solaire sont principalement associées à l'influence des rayons ultraviolets. Les personnes qui travaillent à l’extérieur sous l’influence du rayonnement solaire peuvent développer une dermatite grave et à long terme. Il est nécessaire de rappeler la possibilité que la dermatite décrite se transforme en cancer.
En fonction de la profondeur de pénétration des rayons provenant de différentes parties du spectre solaire, des modifications oculaires peuvent se développer. La rétinite aiguë survient sous l'influence des rayons infrarouges et visibles. La cataracte dite du souffleur de verre, qui se développe à la suite d'une absorption prolongée des rayons infrarouges par le cristallin, est bien connue. L'opacification du cristallin se produit lentement, principalement chez les travailleurs des ateliers chauds ayant une expérience professionnelle de 20 à 25 ans ou plus. Actuellement, les cataractes professionnelles dans les ateliers chauds sont rares en raison de l'amélioration significative des conditions de travail. La cornée et la conjonctive réagissent principalement aux rayons ultraviolets. Ces rayons (notamment ceux d'une longueur d'onde inférieure à 320 mμ.) provoquent dans certains cas une maladie oculaire connue sous le nom de photoophtalmie ou électroophtalmie. Cette maladie est plus fréquente chez les soudeurs électriques. Dans de tels cas, on observe souvent une kératoconjonctivite aiguë, qui survient généralement 6 à 8 heures après le travail, souvent la nuit.
Avec l'électroophtalmie, on note une hyperémie et un gonflement de la membrane muqueuse, un blépharospasme, une photophobie et un larmoiement. Des lésions cornéennes sont souvent retrouvées. La durée de la période aiguë de la maladie est de 1 à 2 jours. Chez les personnes qui travaillent à l'extérieur en plein soleil dans de vastes espaces recouverts de neige, la photoophtalmie survient parfois sous la forme de ce qu'on appelle la cécité des neiges. Le traitement de la photoophtalmie consiste à rester dans le noir, à utiliser de la novocaïne et des lotions froides.
Produits anti-UV
Pour protéger les yeux des effets néfastes des rayons ultraviolets lors de la production, ils utilisent des écrans ou des casques avec des lunettes noires spéciales, des lunettes de sécurité et pour protéger d'autres parties du corps et les personnes environnantes - des écrans isolants, des écrans portables et des vêtements spéciaux.
Le rayonnement ultraviolet est une forme de rayonnement optique non visible à l’œil humain, caractérisé par des photons de plus courte longueur et d’énergie plus élevée que la lumière. Les rayons ultraviolets couvrent le spectre entre les rayons visibles et les rayons X, dans la plage de longueurs d'onde de 400 à 10 nm. Dans ce cas, la région de rayonnement comprise entre 200 et 10 nm est appelée lointaine ou vide, et la région comprise entre 400 et 200 nm est appelée proche.
Sources UV
1 Sources naturelles (étoiles, Soleil, etc.)
Seule la partie à ondes longues du rayonnement ultraviolet des objets spatiaux (290-400 nm) est capable d'atteindre la surface de la Terre. Dans le même temps, le rayonnement à ondes courtes est complètement absorbé par l'oxygène et d'autres substances présentes dans l'atmosphère à une altitude de 30 à 200 km de la surface de la Terre. Le rayonnement UV des étoiles dans la plage de longueurs d'onde de 90 à 20 nm est presque entièrement absorbé.
2. Sources artificielles
Le rayonnement provenant de solides chauffés à une température de 3 000 Kelvin comprend une certaine proportion de rayonnement UV, dont l'intensité augmente sensiblement avec l'augmentation de la température.
Le plasma à décharge gazeuse est une source puissante de rayonnement UV.
Dans diverses industries (industries alimentaires, chimiques et autres) et médicales, on utilise des lampes à décharge, au xénon, au mercure-quartz et autres, dont les cylindres sont constitués de matériaux transparents - généralement du quartz. Un rayonnement UV important est émis par les électrons de l'accélérateur et les lasers spéciaux dans l'ion de type nickel.
Propriétés de base du rayonnement ultraviolet
L'utilisation pratique de l'ultraviolet est due à ses propriétés fondamentales :
— une activité chimique importante (contribue à accélérer le déroulement des processus chimiques et biologiques) ;
- effet bactéricide ;
- la capacité de provoquer la luminescence des substances - brillent avec différentes couleurs de lumière émise.
L'étude des spectres d'émission/absorption/réflexion dans le domaine UV à l'aide d'équipements modernes permet d'établir la structure électronique des atomes, des molécules et des ions.
Les spectres UV du Soleil, des étoiles et de diverses nébuleuses permettent d'obtenir des informations fiables sur les processus se déroulant dans ces objets.
La lumière ultraviolette est également capable de rompre et de modifier les liaisons chimiques dans les molécules, ce qui peut entraîner diverses réactions (réduction, oxydation, polymérisation, etc.), qui servent de base à une science telle que la photochimie.
Les rayons UV peuvent détruire les bactéries et les micro-organismes. Ainsi, les lampes ultraviolettes sont largement utilisées pour la désinfection des lieux publics (établissements médicaux, jardins d'enfants, métros, gares, etc.).
Certaines doses de rayonnement UV contribuent à la formation de vitamine D, de sérotonine et d'autres substances à la surface de la peau humaine qui affectent le tonus et l'activité du corps. Une exposition excessive aux rayons ultraviolets entraîne des brûlures et accélère le processus de vieillissement de la peau.
Le rayonnement ultraviolet est également activement utilisé dans le domaine culturel et du divertissement - pour créer une série d'effets d'éclairage uniques dans les discothèques, les scènes de bars, de théâtres, etc.
Dans la vie de tous les jours, nous utilisons souvent des blocs de connaissances tout faits acquis dans l'enfance, souvent à l'école. Nous ne les analysons pratiquement pas, les considérant a priori comme incontestables, ne nécessitant aucune preuve ou analyse supplémentaire. Et si vous nous demandez, par exemple, si le verre transmet la lumière ultraviolette, la majorité répondra avec assurance : « Non, ce n’est pas le cas, nous l’avons mémorisé à l’école !
Mais un jour notre ami apparaîtra et dira : « Tu sais, j'ai passé toute la journée à conduire hier, le soleil était impitoyable, tout mon avant-bras du côté de la vitre était bronzé ! Et en réponse à un sourire sceptique, il retrousse la manche de sa chemise, montrant sa peau rougie... C'est ainsi que les stéréotypes sont détruits, et une personne se souvient que par nature elle est un chercheur.
Et pourtant, que faire de notre question ? Après tout, nous savons que ce sont les rayons ultraviolets qui provoquent le bronzage de la peau chez les humains. La réponse n’est pas aussi claire qu’il y paraît à première vue. Et cela ressemblera à ceci : « Cela dépend de quel verre et de quel ultraviolet !
Propriétés des rayons ultraviolets
Le rayonnement ultraviolet a des longueurs d'onde allant d'environ 10 à 400 nm. Il s'agit d'un écart assez important et, par conséquent, les rayons situés dans différentes parties de cette plage auront des propriétés différentes. Les physiciens divisent l’ensemble du spectre ultraviolet en trois types différents :
- Type C ou rayonnement UV dur . Caractérisé par une longueur d'onde de 100 à 280 nm. Ce rayonnement doit son nom à une raison : il est extrêmement dangereux pour l'homme, entraînant un cancer de la peau ou des brûlures oculaires rapides. Heureusement, les rayons de la gamme sont presque entièrement bloqués par l’atmosphère terrestre. On ne peut les rencontrer que très haut dans les montagnes, mais même ici, ils sont extrêmement affaiblis.
- Rayonnement UV de type B ou moyen . Sa longueur d'onde est de 280 à 315 nm. Ces rayons ne peuvent pas non plus être qualifiés de doux envers les humains ; ils sont similaires dans leurs propriétés au type précédent, mais agissent toujours de manière moins destructrice. Comme le type C, ils se perdent également dans l’atmosphère, mais y sont moins retenus. Ainsi, 20 % d’entre eux atteignent encore la surface de la planète. C'est ce type de rayons qui provoque le bronzage de notre peau. Mais ce rayonnement n’est pas capable de pénétrer dans le verre ordinaire.
- Type A ou rayonnement UV doux . De 315 à 400 nm. Il ne se soucie pas de l’atmosphère et passe sans entrave jusqu’au niveau de l’océan, pénétrant parfois même à travers des vêtements légers. Ce rayonnement surmonte parfaitement la couche de verre ordinaire qui apparaît dans nos appartements et bureaux, entraînant une décoloration des papiers peints, des tapis et des surfaces des meubles. Mais les « rayons A » ne peuvent en aucun cas conduire au bronzage de la peau d’une personne !
Certes, un rayonnement ultraviolet extrême d’une longueur d’onde inférieure à 100 nanomètres est également émis, mais il ne se manifeste que dans des conditions proches du vide et peut être négligé dans les conditions de la surface de la Terre.
Que devez-vous répondre à votre ami automobiliste ? Pourquoi son avant-bras est-il bronzé ?
Différents types de verre
Et nous arrivons ici à la deuxième partie de notre réponse : « Regardez le verre ! » Après tout, le verre est différent : tant par sa composition que par son épaisseur. Par exemple, le quartz laisse passer les trois types de rayonnement UV. La même image est observée lors de l'utilisation du plexiglas.
Et le silicate, utilisé dans les cadres de fenêtres et dans les voitures, ne transmet qu’un « rayonnement doux ».
Cependant, il y a un « MAIS » important ici ! Si le verre est très fin ou très transparent, très poli (comme c'est le cas d'une voiture), il laissera passer une petite fraction du « rayonnement B » responsable de notre bronzage. Cela ne suffit pas pour bronzer après être resté une heure près de la fenêtre. Mais si le conducteur a passé de nombreuses heures au volant, exposant sa peau au soleil, elle bronzera même à travers les vitres fermées. Surtout si la peau est délicate et que le cas se produit en hauteur par rapport au niveau de la mer.
Et maintenant, après avoir entendu la question de savoir si le rayonnement ultraviolet traverse le verre, nous pouvons répondre de manière très ambiguë : c'est le cas, mais seulement dans une partie limitée du spectre, et seulement si nous parlons de verre à vitre ordinaire.
En été, nous passons plus de temps à l'extérieur, tout en portant moins de vêtements, la peau entre davantage en contact avec le rayonnement solaire, ce qui augmente le risque de lésions cutanées. L'exposition aux rayons ultraviolets sur la peau est la principale cause du développement de tumeurs cutanées malignes, dont la plus maligne est le mélanome. Au cours des 10 dernières années, l'incidence du mélanome en Russie est passée de 4,5 à 6,1 pour 100 000 habitants. Chaque année, cette tumeur touche 8 à 9 000 Russes.
Il n’est pas toujours possible de prévenir le mélanome, mais nous pouvons réduire considérablement le risque de développer cette maladie.
La protection contre les effets néfastes des rayons ultraviolets n'est pas seulement nécessaire pendant les vacances à la plage. La protection est nécessaire dans toutes les situations où vous passez beaucoup de temps à l'extérieur, notamment aux heures de pointe d'ensoleillement (10h à 16h), comme le jardinage, la navigation de plaisance, le sport, la pêche, la randonnée, la tonte de la pelouse, les promenades en ville et dans les parcs, vélo.
Protection contre les rayons ultraviolets.
Un lien direct a été prouvé entre l'exposition au rayonnement solaire et l'incidence des tumeurs malignes, notamment le mélanome. Il est désormais possible d'évaluer avec précision l'intensité du rayonnement solaire et le danger de ses effets néfastes sur la peau à un endroit donné et à un moment donné. Pour ce faire, ils se concentrent sur les valeurs de l'indice UV (indice de rayonnement ultraviolet), qui a des valeurs sur une échelle de 1 à 11+ et montre la force du rayonnement UV à un endroit particulier. Plus l'indice UV est élevé, plus le risque de coups de soleil, de lésions cutanées et, finalement, d'apparition de diverses tumeurs cutanées malignes est élevé.
- Protection de la peau avec des vêtements.
Si vous prévoyez de rester longtemps au soleil, protégez votre peau avec des vêtements. Il existe une idée fausse répandue selon laquelle tout vêtement protège de manière fiable la peau du contact avec les rayons ultraviolets. Cependant, ce n’est pas le cas ; Il est important de prêter attention à la fois au style du vêtement lui-même et aux caractéristiques du tissu à partir duquel il est fabriqué.
Choisissez des vêtements qui couvrent le plus possible votre corps : pantalons et jupes jusqu'aux chevilles, t-shirts et chemisiers à manches longues.
Les vêtements teints, notamment avec des pigments naturels (vert, marron, beige), ou foncés protègent mieux du soleil que les blancs, cependant, ils chauffent davantage, augmentant la charge thermique sur le corps. Les matériaux double couche doublent leurs propriétés protectrices. Les vêtements en tissu épais sont préférés.
Les tissus en coton, en lin et en chanvre bloquent bien la lumière ultraviolette, mais les tissus en soie naturelle ne protègent pas du rayonnement solaire. Le polyester bloque autant que possible les rayons ultraviolets.
Protégez votre cuir chevelu en portant un chapeau (chapeau, foulard). Pensez à protéger la peau de vos oreilles ; elles seront protégées par l'ombre d'un chapeau à larges bords. La peau du cou a particulièrement besoin de protection ; c'est la zone du corps la moins protégée ; choisissez des vêtements avec un col qui peut être relevé, ou nouez un foulard ou un foulard autour de votre cou.
N'oubliez pas que les vêtements ne peuvent pas offrir une protection à 100 % si la lumière est visible à travers le tissu, cela signifie qu'il transmet des UV.
- Utilisation de crèmes solaires à usage externe.
Utilisez des produits de protection solaire avec un indice de protection solaire (FPS) de 30 ou plus. C’est une croyance assez répandue selon laquelle il faut utiliser de la crème solaire uniquement sur la plage. Cependant, le soleil nous affecte toute l'année, et pendant la période d'activité saisonnière accrue, les effets néfastes des rayons ultraviolets ne sont pas moindres en ville qu'à la plage.
Pendant les heures d'activité solaire maximale de 10h00 à 16h00, toute la peau exposée doit être protégée par l'application d'un écran solaire. A la plage - sur tout le corps, en ville ou en promenade - sur le visage, les lèvres, les oreilles, le cou, les mains. La plupart des gens utilisent la crème solaire de manière incorrecte, avec trop de parcimonie. La quantité recommandée de crème solaire par unité de surface cutanée est de 2 mg de SPF pour 1 cm de peau. Pour une seule application de crème solaire sur la peau d'un adulte, il faut au moins 30 ml de produit.
Appliquez le produit de protection même par temps nuageux, lorsque le soleil est caché derrière les nuages, car la nébulosité n'empêche pas la pénétration des rayons UV.
Avant d'appliquer un écran solaire, assurez-vous de lire les instructions fournies, qui indiquent à quelle fréquence vous devez le réappliquer. En moyenne, il est nécessaire de répéter le traitement cutané toutes les 2 heures d'exposition au soleil. De nombreux produits ne résistent pas à l’humidité et nécessitent une nouvelle application après chaque immersion dans l’eau ; une transpiration accrue peut également raccourcir la durée d’une protection efficace. De nombreux amateurs de vacances à la plage trouvent un certain plaisir à une exposition passive extrêmement longue au soleil ; ils « prennent le soleil » avec diligence pendant des heures, convaincus qu'ils font du bien à leur corps et qu'ils « sont en meilleure santé ». Cette pratique très dangereuse est particulièrement appréciée des personnes d'âge moyen et âgées. Ces vacanciers doivent se rappeler que même l'utilisation appropriée d'un écran solaire ne garantit pas une protection absolue de la peau contre les dommages ; le temps passé au soleil doit être strictement limité (pas plus de 2 heures).
- Rester à l'ombre pendant les heures d'ensoleillement actif.
Limiter l’exposition prolongée au soleil est une autre façon d’éviter l’exposition nocive aux UV. Cela est particulièrement vrai en milieu de journée, entre 10h00 et 16h00, lorsque le rayonnement UV est trop actif. Un test simple permet de comprendre l’intensité du rayonnement solaire : si l’ombre d’une personne est plus courte que sa taille, alors le soleil est actif et des mesures de protection doivent être prises. Être à l'ombre d'un parasol ne constitue pas une protection complète, puisque jusqu'à 84 % des rayons ultraviolets sont réfléchis par le sable et atteignent facilement la peau.
- Utiliser des lunettes de soleil.
Tout en veillant à protéger votre peau, n’oubliez pas vos yeux. Le mélanome des yeux n'est pas moins courant que le mélanome de la peau. Le risque de son développement ne peut être réduit qu'en utilisant des lunettes de soleil spéciales. Il est préférable d'utiliser des lunettes de grand diamètre dont les verres bloquent au moins 98 % des rayons ultraviolets. Achetez des lunettes dans des magasins d'optique spécialisés, assurez-vous que leurs verres absorbent les UV à une longueur d'onde allant jusqu'à 400 nm, ce qui signifie que les lunettes bloquent au moins 98 % des rayons UV. Sans ces instructions sur l’étiquette, les lunettes n’offriront probablement pas une protection oculaire suffisante.
En vous protégeant des effets néfastes des rayons ultraviolets, vous prolongez votre vie.
Le spectre des rayons visibles à l’œil humain n’a pas de limite nette et clairement définie. Certains chercheurs appellent la limite supérieure du spectre visible 400 nm, d'autres 380, et d'autres encore la déplacent entre 350...320 nm. Ceci s'explique par une sensibilité lumineuse différente de la vision et indique la présence de rayons invisibles à l'œil.En 1801, I. Ritter (Allemagne) et W. Walaston (Angleterre), à l'aide d'une plaque photographique, prouvèrent la présence de rayons ultraviolets. Au-delà de l’extrémité violette du spectre, elle devient noire plus rapidement que sous l’influence des rayons visibles. Étant donné que le noircissement de la plaque résulte d’une réaction photochimique, les scientifiques ont conclu que les rayons ultraviolets sont très actifs.
Les rayons ultraviolets couvrent une large gamme de rayonnement : 400...20 nm. La région de rayonnement de 180... 127 nm est appelée vide. À l'aide de sources artificielles (lampes à mercure-quartz, hydrogène et arc), produisant à la fois un spectre linéaire et continu, des rayons ultraviolets d'une longueur d'onde allant jusqu'à 180 nm sont obtenus. En 1914, Lyman explora la gamme jusqu'à 50 nm.
Les chercheurs ont découvert que le spectre des rayons ultraviolets du Soleil atteignant la surface de la Terre est très étroit : 400...290 nm. Le soleil n'émet-il pas de lumière d'une longueur d'onde inférieure à 290 nm ?
La réponse à cette question a été trouvée par A. Cornu (France). Il a découvert que l'ozone absorbe les rayons ultraviolets plus courts que 295 nm, après quoi il a avancé une hypothèse : le Soleil émet un rayonnement ultraviolet à ondes courtes, sous son influence les molécules d'oxygène se décomposent en atomes individuels, formant donc des molécules d'ozone dans les couches supérieures. de l’atmosphère, l’ozone devrait recouvrir la terre d’un écran protecteur. L'hypothèse de Cornu a été confirmée lorsque les gens sont montés dans la haute atmosphère. Ainsi, dans des conditions terrestres, le spectre du soleil est limité par la transmission de la couche d'ozone.
La quantité de rayons ultraviolets atteignant la surface de la Terre dépend de la hauteur du Soleil au-dessus de l'horizon. Pendant la période d'éclairage normal, l'éclairage change de 20 %, tandis que la quantité de rayons ultraviolets atteignant la surface de la Terre diminue de 20 fois.
Des expériences spéciales ont établi qu'en montant tous les 100 m, l'intensité du rayonnement ultraviolet augmente de 3 à 4 %. La part du rayonnement ultraviolet diffusé à midi d'été représente 45 à 70 % du rayonnement, et celle atteignant la surface de la Terre - 30 à 55 %. Les jours nuageux, lorsque le disque solaire est recouvert de nuages, le rayonnement diffusé atteint principalement la surface de la Terre. Par conséquent, vous pouvez bien bronzer non seulement en plein soleil, mais aussi à l'ombre et par temps nuageux.
Lorsque le Soleil est à son zénith, des rayons d'une longueur de 290 à 289 nm atteignent la surface de la Terre dans la région équatoriale. Aux latitudes moyennes, la limite des ondes courtes, pendant les mois d'été, est d'environ 297 nm. Pendant la période d'éclairage efficace, la limite supérieure du spectre est d'environ 300 nm. Au-delà du cercle polaire arctique, des rayons d'une longueur d'onde de 350 à 380 nm atteignent la surface de la Terre.
L'influence du rayonnement ultraviolet sur la biosphère
Au-dessus de la plage de rayonnement sous vide, les rayons ultraviolets sont facilement absorbés par l'eau, l'air, le verre, le quartz et n'atteignent pas la biosphère terrestre. Dans la gamme 400... 180 nm, l'effet sur les organismes vivants de rayons de différentes longueurs d'onde n'est pas le même. Les rayons à ondes courtes les plus riches en énergie ont joué un rôle important dans la formation des premiers composés organiques complexes sur Terre. Cependant, ces rayons contribuent non seulement à la formation, mais aussi à la désintégration des substances organiques. Par conséquent, la progression des formes de vie sur Terre n'a eu lieu qu'après que, grâce à l'activité des plantes vertes, l'atmosphère se soit enrichie en oxygène et, sous l'influence des rayons ultraviolets, une couche d'ozone protectrice se soit formée.Le rayonnement ultraviolet du Soleil et les sources artificielles de rayonnement ultraviolet dans la plage de 400 à 180 nm nous intéressent. Dans cette gamme, il y a trois domaines :
A - 400...320 nm ;
B-320...275 nm ;
C-275...180 nm.
Il existe des différences significatives dans l'effet de chacune de ces plages sur un organisme vivant. Les rayons ultraviolets agissent sur la matière, y compris la matière vivante, selon les mêmes lois que la lumière visible. Une partie de l'énergie absorbée est convertie en chaleur, mais l'effet thermique des rayons ultraviolets n'a pas d'effet notable sur le corps. Une autre façon de transmettre l’énergie est la luminescence.
Les réactions photochimiques sous l'influence des rayons ultraviolets sont les plus intenses. L’énergie des photons de la lumière ultraviolette est très élevée, donc lorsqu’ils sont absorbés, la molécule s’ionise et se brise en morceaux. Parfois, un photon fait sortir un électron de l’atome. Le plus souvent, l'excitation des atomes et des molécules se produit. Lors de l'absorption d'un quantum de lumière d'une longueur d'onde de 254 nm, l'énergie de la molécule augmente jusqu'à un niveau correspondant à l'énergie du mouvement thermique à une température de 38 000°C.
La majeure partie de l’énergie solaire atteint la Terre sous forme de lumière visible et de rayonnement infrarouge, et seulement une petite partie sous forme de rayonnement ultraviolet. Le flux UV atteint ses valeurs maximales au milieu de l'été dans l'hémisphère sud (la Terre est 5 % plus proche du Soleil) et 50 % de la quantité quotidienne d'UV arrive dans les 4 heures de midi. Diffey a découvert que pour des latitudes avec des températures de 20 à 60°, une personne prenant un bain de soleil de 10h30 à 11h30 puis de 16h30 jusqu'au coucher du soleil ne recevra que 19 % de la dose quotidienne d'UV. A midi, l'intensité des UV (300 nm) est 10 fois supérieure à trois heures plus tôt ou plus tard : une personne non bronzée a besoin de 25 minutes pour bronzer légèrement à midi, mais pour obtenir le même effet après 15h00, il lui faudra allongez-vous au soleil pendant au moins 2 heures.
Le spectre ultraviolet, à son tour, est divisé en ultraviolet-A (UV-A) avec une longueur d'onde de 315 à 400 nm, ultraviolet-B (UV-B) -280-315 nm et ultraviolet-C (UV-C) - 100-280 nm qui diffèrent par leur capacité de pénétration et leurs effets biologiques sur le corps.
Les UV-A ne sont pas retenus par la couche d'ozone et traversent le verre et la couche cornée de la peau. Le flux UV-A (valeur moyenne à midi) est deux fois plus élevé au cercle polaire arctique qu'à l'équateur, sa valeur absolue est donc plus élevée aux hautes latitudes. Il n’y a pas de fluctuations significatives de l’intensité des UV-A à différentes périodes de l’année. En raison de l'absorption, de la réflexion et de la dispersion lors du passage à travers l'épiderme, seuls 20 à 30 % des UV-A pénètrent dans le derme et environ 1 % de leur énergie totale atteint le tissu sous-cutané.
La plupart des UV-B sont absorbés par la couche d'ozone, qui est « transparente » aux UV-A. Ainsi, la part des UV-B dans toute l’énergie du rayonnement ultraviolet lors d’un après-midi d’été n’est que d’environ 3 %. Il ne pénètre pratiquement pas à travers le verre, 70 % sont réfléchis par la couche cornée et sont affaiblis de 20 % lors du passage à travers l'épiderme - moins de 10 % pénètrent dans le derme.
Cependant, on a longtemps cru que la part des UV-B dans les effets néfastes du rayonnement ultraviolet était de 80 %, puisque c'est ce spectre qui est responsable de l'apparition des érythèmes dus aux coups de soleil.
Il faut également prendre en compte le fait que les UV-B sont diffusés plus fortement (longueur d'onde plus courte) que les UV-A lors de leur passage dans l'atmosphère, ce qui entraîne une modification du rapport entre ces fractions avec l'augmentation de la latitude géographique (au nord). pays) et l’heure de la journée.
Les UV-C (200-280 nm) sont absorbés par la couche d'ozone. Si une source artificielle d’ultraviolets est utilisée, elle est retenue par l’épiderme et ne pénètre pas dans le derme.
L'effet du rayonnement ultraviolet sur la cellule
Dans l'effet du rayonnement à ondes courtes sur un organisme vivant, le plus grand intérêt est l'effet des rayons ultraviolets sur les biopolymères - protéines et acides nucléiques. Les molécules de biopolymère contiennent des groupes cycliques de molécules contenant du carbone et de l'azote, qui absorbent intensément les rayonnements d'une longueur d'onde de 260 à 280 nm. L'énergie absorbée peut migrer le long d'une chaîne d'atomes au sein d'une molécule sans perte significative jusqu'à ce qu'elle atteigne des liaisons faibles entre les atomes et rompe la liaison. Au cours de ce processus, appelé photolyse, des fragments de molécules se forment et ont un effet important sur l’organisme. Par exemple, l’histamine est formée à partir de l’acide aminé histidine, une substance qui dilate les capillaires sanguins et augmente leur perméabilité. En plus de la photolyse, la dénaturation se produit dans les biopolymères sous l'influence des rayons ultraviolets. Lorsqu'elles sont irradiées par une lumière d'une certaine longueur d'onde, la charge électrique des molécules diminue, elles se collent et perdent leur activité - enzymatique, hormonale, antigénique, etc.Les processus de photolyse et de dénaturation des protéines se déroulent en parallèle et indépendamment les uns des autres. Ils sont provoqués par différentes gammes de rayonnement : les rayons de 280...302 nm provoquent principalement la photolyse, et les rayons de 250...265 nm provoquent principalement la dénaturation. La combinaison de ces processus détermine le schéma d’action des rayons ultraviolets sur la cellule.
La fonction cellulaire la plus sensible aux rayons ultraviolets est la division. L'irradiation à la dose de 10(-19) J/m2 provoque l'arrêt de la division d'environ 90 % des cellules bactériennes. Mais la croissance et l'activité vitale des cellules ne s'arrêtent pas. Au fil du temps, leur division se rétablit. Pour provoquer la mort de 90 % des cellules, la suppression de la synthèse des acides nucléiques et des protéines et la formation de mutations, il est nécessaire d'augmenter la dose de rayonnement à 10 (-18) J/m2. Les rayons ultraviolets provoquent des modifications des acides nucléiques qui affectent la croissance, la division et l'hérédité des cellules, c'est-à-dire sur les principales manifestations de la vie.
L'importance du mécanisme d'action sur l'acide nucléique s'explique par le fait que chaque molécule d'ADN (acide désoxyribonucléique) est unique. L'ADN est la mémoire héréditaire de la cellule. Sa structure crypte les informations sur la structure et les propriétés de toutes les protéines cellulaires. Si une protéine est présente dans une cellule vivante sous la forme de dizaines ou de centaines de molécules identiques, alors l'ADN stocke des informations sur la structure de la cellule dans son ensemble, sur la nature et la direction des processus métaboliques qui s'y déroulent. Par conséquent, des perturbations dans la structure de l’ADN peuvent être irréparables ou conduire à de graves perturbations de la vie.
L'effet du rayonnement ultraviolet sur la peau
L'exposition aux rayons ultraviolets sur la peau affecte considérablement le métabolisme de notre corps. Il est bien connu que ce sont les rayons UV qui déclenchent le processus de formation d’ergocalciférol (vitamine D), nécessaire à l’absorption du calcium dans l’intestin et au développement normal du squelette osseux. De plus, la lumière ultraviolette affecte activement la synthèse de mélatonine et de sérotonine, hormones responsables du rythme biologique circadien (quotidien). Des recherches menées par des scientifiques allemands ont montré que lorsque le sérum sanguin est irradié par des rayons UV, la teneur en sérotonine, « l'hormone de la vigueur », impliquée dans la régulation de l'état émotionnel, augmente de 7 %. Sa carence peut entraîner des dépressions, des sautes d’humeur et des troubles fonctionnels saisonniers. Dans le même temps, la quantité de mélatonine, qui a un effet inhibiteur sur les systèmes endocrinien et nerveux central, a diminué de 28 %. C'est ce double effet qui explique l'effet vivifiant du soleil printanier, qui améliore votre humeur et votre vitalité.L'effet des radiations sur l'épiderme - la couche superficielle externe de la peau des vertébrés et des humains, constituée d'épithélium pavimenteux stratifié humain - est une réaction inflammatoire appelée érythème. La première description scientifique de l'érythème a été donnée en 1889 par A.N. Maklanov (Russie), qui a également étudié l'effet des rayons ultraviolets sur l'œil (photoophtalmie) et a découvert qu'ils reposaient sur des causes communes.
Il existe des érythèmes caloriques et ultraviolets. L'érythème calorique est causé par l'effet des rayons visibles et infrarouges sur la peau et par le flux sanguin vers celle-ci. Elle disparaît presque immédiatement après l'arrêt de l'irradiation.
Après l'arrêt de l'exposition aux rayons UV, après 2 à 8 heures, une rougeur de la peau (érythème ultraviolet) apparaît simultanément avec une sensation de brûlure. L'érythème apparaît après une période de latence, au sein de la zone irradiée de la peau, et est remplacé par un bronzage et une desquamation. La durée de l'érythème varie de 10 à 12 heures à 3 à 4 jours. La peau rougie est chaude au toucher, légèrement douloureuse et apparaît gonflée et légèrement gonflée.
Essentiellement, l’érythème est une réaction inflammatoire, une brûlure de la peau. Il s'agit d'une inflammation spéciale aseptique (Aseptique - putréfactive). Si la dose de rayonnement est trop élevée ou si la peau y est particulièrement sensible, le liquide œdémateux s'accumule, décolle par endroits de la couche externe de la peau et forme des cloques. Dans les cas graves, des zones de nécrose (mort) de l'épiderme apparaissent. Quelques jours après la disparition de l'érythème, la peau s'assombrit et commence à peler. Au fur et à mesure que la desquamation se produit, certaines cellules contenant de la mélanine sont exfoliées (la mélanine est le principal pigment du corps humain ; elle donne de la couleur à la peau, aux cheveux et à l'iris de l'œil. Elle est également contenue dans la couche pigmentaire de la rétine et intervient dans la perception de la lumière), le bronzage s'estompe. L'épaisseur de la peau humaine varie en fonction du sexe, de l'âge (chez les enfants et les personnes âgées - plus fine) et de l'emplacement - en moyenne 1,2 mm. Son objectif est de protéger le corps des dommages, des variations de température et de la pression.
La couche principale de l'épiderme est adjacente à la peau elle-même (derme), qui contient des vaisseaux sanguins et des nerfs. Dans la couche principale, il y a un processus continu de division cellulaire ; les plus âgés sont chassés par les jeunes cellules et meurent. Des couches de cellules mortes et mourantes forment la couche cornée externe de l'épiderme avec une épaisseur de 0,07 à 2,5 mm (sur les paumes et les plantes, principalement en raison de la couche cornée, l'épiderme est plus épais que sur d'autres parties du corps) , qui est continuellement exfolié de l'extérieur et restauré de l'intérieur.
Si les rayons tombant sur la peau sont absorbés par les cellules mortes de la couche cornée, ils n’ont aucun effet sur l’organisme. L'effet de l'irradiation dépend de la capacité de pénétration des rayons et de l'épaisseur de la couche cornée. Plus la longueur d’onde du rayonnement est courte, plus leur capacité de pénétration est faible. Les rayons inférieurs à 310 nm ne pénètrent pas plus profondément que l'épiderme. Les rayons de longueur d'onde plus longue atteignent la couche papillaire du derme, dans laquelle passent les vaisseaux sanguins. Ainsi, l'interaction des rayons ultraviolets avec la substance se produit exclusivement au niveau de la peau, principalement au niveau de l'épiderme.
La majeure partie des rayons ultraviolets est absorbée dans la couche germinale (basique) de l'épiderme. Les processus de photolyse et de dénaturation conduisent à la mort des cellules styloïdes de la couche germinale. Les produits actifs de photolyse des protéines provoquent une vasodilatation, un gonflement de la peau, une libération de leucocytes et d'autres signes typiques d'érythème.
Les produits de photolyse, se propageant dans le sang, irritent également les terminaisons nerveuses de la peau et, par l'intermédiaire du système nerveux central, affectent par réflexe tous les organes. Il a été établi que dans le nerf s'étendant de la zone irradiée de la peau, la fréquence des impulsions électriques augmente.
L'érythème est considéré comme un réflexe complexe dont la survenue implique des produits actifs de photolyse. La gravité de l'érythème et la possibilité de sa formation dépendent de l'état du système nerveux. Sur les zones cutanées touchées, avec engelures ou inflammation des nerfs, l'érythème soit n'apparaît pas du tout, soit est très faiblement exprimé, malgré l'action des rayons ultraviolets. La formation d'érythème est inhibée par le sommeil, l'alcool, la fatigue physique et mentale.
N. Finsen (Danemark) a utilisé pour la première fois le rayonnement ultraviolet pour traiter un certain nombre de maladies en 1899. Actuellement, les manifestations des effets de différentes zones du rayonnement ultraviolet sur le corps ont été étudiées en détail. Parmi les rayons ultraviolets contenus dans la lumière du soleil, l'érythème est provoqué par des rayons d'une longueur d'onde de 297 nm. Aux rayons de longueurs d'onde plus ou moins longues, la sensibilité érythémateuse de la peau diminue.
À l'aide de sources de rayonnement artificielles, l'érythème a été provoqué par des rayons compris entre 250 et 255 nm. Des rayons d'une longueur d'onde de 255 nm sont produits par la raie d'émission résonante de vapeur de mercure utilisée dans les lampes à mercure-quartz.
Ainsi, la courbe de sensibilité érythémateuse de la peau présente deux maxima. La dépression entre les deux maxima est assurée par l'effet de protection de la couche cornée de la peau.
Fonctions protectrices du corps
Dans des conditions naturelles, après un érythème, une pigmentation cutanée se développe - un bronzage. Le maximum spectral de pigmentation (340 nm) ne coïncide avec aucun des pics de sensibilité érythémateuse. Par conséquent, en sélectionnant une source de rayonnement, vous pouvez provoquer une pigmentation sans érythème et vice versa.L'érythème et la pigmentation ne sont pas des étapes d'un même processus, même s'ils se succèdent. Il s’agit d’une manifestation de différents processus liés les uns aux autres. La mélanine, un pigment cutané, se forme dans les cellules de la couche la plus basse de l'épiderme - les mélanoblastes. Les matières premières pour la formation de mélanine sont les acides aminés et les produits de dégradation de l'adrénaline.
La mélanine n’est pas seulement un pigment ou un écran protecteur passif qui bloque les tissus vivants. Les molécules de mélanine sont d’énormes molécules dotées d’une structure en réseau. Dans les liens de ces molécules, des fragments de molécules détruites par le rayonnement ultraviolet sont liés et neutralisés, les empêchant de pénétrer dans le sang et l'environnement interne de l'organisme.
La fonction du bronzage est de protéger les cellules du derme, les vaisseaux et les nerfs qui s'y trouvent des rayons ultraviolets, visibles et infrarouges à ondes longues, qui provoquent une surchauffe et un coup de chaleur. Les rayons proche infrarouge et la lumière visible, en particulier sa partie « rouge » à ondes longues, peuvent pénétrer dans les tissus beaucoup plus profondément que les rayons ultraviolets – jusqu’à une profondeur de 3 à 4 mm. Les granules de mélanine - un pigment brun foncé, presque noir - absorbent les rayonnements dans une large gamme du spectre, protégeant ainsi les organes internes délicats, habitués à une température constante, de la surchauffe.
Le mécanisme opérationnel du corps pour se protéger de la surchauffe est un afflux de sang vers la peau et une dilatation des vaisseaux sanguins. Cela entraîne une augmentation du transfert de chaleur par rayonnement et convection (la surface totale de la peau d'un adulte est de 1,6 m2). Si l'air et les objets environnants sont à température élevée, un autre mécanisme de refroidissement entre en jeu : l'évaporation due à la transpiration. Ces mécanismes de thermorégulation ont pour objectif de protéger contre l'exposition aux rayons visibles et infrarouges du Soleil.
La transpiration, ainsi que la fonction de thermorégulation, préviennent les effets du rayonnement ultraviolet sur l'homme. La sueur contient de l'acide urocanique, qui absorbe les rayonnements à ondes courtes en raison de la présence d'un cycle benzénique dans ses molécules.
Manque de lumière (déficit du rayonnement UV naturel)
Le rayonnement ultraviolet fournit de l'énergie pour les réactions photochimiques dans le corps. Dans des conditions normales, la lumière du soleil provoque la formation de petites quantités de produits de photolyse actifs, qui ont un effet bénéfique sur l’organisme. Les rayons ultraviolets à des doses provoquant la formation d'érythème, améliorent le travail des organes hématopoïétiques, le système réticuloendothélial (le système physiologique du tissu conjonctif qui produit des anticorps qui détruisent les corps et les microbes étrangers au corps), les propriétés barrières de la peau, et éliminer les allergies.Sous l'influence du rayonnement ultraviolet sur la peau humaine, la vitamine D liposoluble est formée à partir de substances stéroïdes. Contrairement à d'autres vitamines, elle peut pénétrer dans l'organisme non seulement avec la nourriture, mais également à partir de provitamines. Sous l'influence des rayons ultraviolets d'une longueur d'onde de 280...313 nm, les provitamines contenues dans le lubrifiant cutané sécrétées par les glandes sébacées sont transformées en vitamine D et absorbées par l'organisme.
Le rôle physiologique de la vitamine D est de favoriser l’absorption du calcium. Le calcium fait partie des os, participe à la coagulation du sang, compacte les membranes cellulaires et tissulaires et régule l'activité enzymatique. Une maladie qui survient en raison d'un manque de vitamine D chez les enfants au cours des premières années de la vie, que les parents attentionnés cachent du soleil, est appelée rachitisme.
En plus des sources naturelles de vitamine D, des sources artificielles sont également utilisées, irradiant les provitamines avec des rayons ultraviolets. Lors de l'utilisation de sources artificielles de rayonnement ultraviolet, il ne faut pas oublier que les rayons inférieurs à 270 nm détruisent la vitamine D. Par conséquent, en utilisant des filtres dans le flux lumineux des lampes ultraviolettes, la partie à ondes courtes du spectre est supprimée. La famine solaire se manifeste par l'irritabilité, l'insomnie et la fatigue rapide d'une personne. Dans les grandes villes, où l'air est pollué par la poussière, les rayons ultraviolets qui provoquent l'érythème n'atteignent presque pas la surface de la Terre. Le travail de longue durée dans les mines, les salles des machines et les ateliers d'usine fermés, le travail de nuit et le sommeil pendant la journée conduisent à un manque de lumière. Le manque de lumière est facilité par les vitres, qui absorbent 90 à 95 % des rayons ultraviolets et ne transmettent pas les rayons dans la plage de 310 à 340 nm. La couleur des murs est également importante. Par exemple, la couleur jaune absorbe complètement les rayons ultraviolets. Le manque de lumière, en particulier de rayonnement ultraviolet, est ressenti par les personnes, les animaux domestiques, les oiseaux et les plantes d'intérieur en automne, en hiver et au printemps.
Les lampes qui, avec la lumière visible, émettent des rayons ultraviolets dans la plage de longueurs d'onde de 300 à 340 nm peuvent compenser le manque de rayons ultraviolets. Il convient de garder à l'esprit que les erreurs dans la prescription de la dose de rayonnement, l'inattention portée à des questions telles que la composition spectrale des lampes ultraviolettes, la direction du rayonnement et la hauteur des lampes, la durée de combustion des lampes, peuvent causer des dommages au lieu d'être bénéfiques.
Effet bactéricide du rayonnement ultraviolet
Il est impossible de ne pas constater la fonction bactéricide des rayons UV. Dans les établissements médicaux, cette propriété est activement utilisée pour prévenir les infections nosocomiales et assurer la stérilité des salles d'opération et des vestiaires. L'impact du rayonnement ultraviolet sur les cellules bactériennes, à savoir les molécules d'ADN, et le développement d'autres réactions chimiques dans celles-ci entraînent la mort des micro-organismes.La pollution de l’air par la poussière, les gaz et la vapeur d’eau a un effet nocif sur l’organisme. Les rayons ultraviolets du Soleil renforcent le processus d'auto-épuration naturelle de l'atmosphère de la pollution, favorisant l'oxydation rapide de la poussière, des particules de fumée et de la suie, détruisant les micro-organismes présents sur les particules de poussière. La capacité naturelle à s’auto-purifier a des limites et, en cas de très forte pollution atmosphérique, elle est insuffisante.
Le rayonnement ultraviolet d'une longueur d'onde de 253...267 nm détruit le plus efficacement les micro-organismes. Si nous prenons l'effet maximum à 100 %, alors l'activité des rayons d'une longueur d'onde de 290 nm sera de 30 %, 300 nm - 6 % et les rayons situés à la limite de la lumière visible 400 nm - 0,01 % du maximum.
Les micro-organismes ont une sensibilité variable aux rayons ultraviolets. Les levures, moisissures et spores bactériennes sont beaucoup plus résistantes à leur action que les formes végétatives de bactéries. Les spores de champignons individuels, entourées d'une coquille épaisse et dense, prospèrent dans les hautes couches de l'atmosphère et il est possible qu'elles puissent voyager même dans l'espace.
La sensibilité des micro-organismes aux rayons ultraviolets est particulièrement grande pendant la période de division et immédiatement avant celle-ci. Les courbes d'effet bactéricide, d'inhibition et de croissance cellulaire coïncident pratiquement avec la courbe d'absorption des acides nucléiques. Par conséquent, la dénaturation et la photolyse des acides nucléiques conduisent à l'arrêt de la division et de la croissance des cellules de micro-organismes, et à fortes doses à leur mort.
Les propriétés bactéricides des rayons ultraviolets sont utilisées pour désinfecter l'air, les outils et les ustensiles ; avec leur aide, ils augmentent la durée de conservation des produits alimentaires, désinfectent l'eau potable et inactivent les virus lors de la préparation des vaccins.
Effets négatifs du rayonnement ultraviolet
Un certain nombre d'effets négatifs qui se produisent lors de l'exposition aux rayons UV sur le corps humain sont également bien connus, pouvant entraîner un certain nombre de dommages structurels et fonctionnels graves de la peau. Comme on le sait, ces dommages peuvent être divisés en :Le rôle des rayons UV du spectre A dans l'étiologie du photovieillissement a été prouvé par les travaux de nombreux scientifiques étrangers et russes, mais néanmoins, les mécanismes du photovieillissement continuent d'être étudiés en utilisant les bases scientifiques et techniques modernes, l'ingénierie cellulaire, la biochimie et méthodes de diagnostic fonctionnel cellulaire.
La membrane muqueuse de l'œil - la conjonctive - ne possède pas de couche cornée protectrice, elle est donc plus sensible aux rayons UV que la peau. Des douleurs oculaires, des rougeurs, des larmoiements et une cécité partielle résultent de la dégénérescence et de la mort des cellules de la conjonctive et de la cornée. Les cellules deviennent opaques. Les rayons ultraviolets à ondes longues, atteignant le cristallin à fortes doses, peuvent provoquer une opacification - des cataractes.
Sources artificielles de rayonnement UV en médecine
Lampes germicidesLes lampes à décharge sont utilisées comme sources de rayonnement UV dans lesquelles, pendant le processus de décharge électrique, un rayonnement est généré contenant une plage de longueurs d'onde de 205 à 315 nm (le reste du spectre de rayonnement joue un rôle secondaire). Ces lampes comprennent les lampes au mercure à basse et haute pression, ainsi que les lampes flash au xénon.
Les lampes au mercure à basse pression ne diffèrent pas structurellement et électriquement des lampes d'éclairage fluorescentes conventionnelles, sauf que leur ampoule est constituée de verre spécial de quartz ou d'uviol avec une transmission élevée du rayonnement UV, sur la surface intérieure de laquelle aucune couche de phosphore n'est appliquée. . Ces lampes sont disponibles dans une large gamme de puissances allant de 8 à 60 W. Le principal avantage des lampes au mercure à basse pression est que plus de 60 % du rayonnement tombe sur la raie d'une longueur d'onde de 254 nm, qui se situe dans la région spectrale de l'action bactéricide maximale. Ils ont une longue durée de vie de 5 000 à 10 000 heures et une capacité instantanée à fonctionner après leur allumage.
L'ampoule des lampes à mercure-quartz à haute pression est en verre de quartz. L'avantage de ces lampes est que, malgré leurs petites dimensions, elles ont une puissance unitaire importante de 100 à 1 000 W, ce qui permet de réduire le nombre de lampes dans la pièce, mais elles ont une faible efficacité bactéricide et une courte durée de vie. de 500 à 1 000 heures. De plus, le mode de combustion normal se produit 5 à 10 minutes après leur allumage.
Un inconvénient important des lampes à rayonnement continu est le risque de contamination de l'environnement par des vapeurs de mercure si la lampe est détruite. Si l'intégrité des lampes bactéricides est endommagée et que du mercure pénètre dans la pièce, une démercurisation approfondie de la pièce contaminée doit être effectuée.
Ces dernières années, une nouvelle génération d'émetteurs est apparue : ceux à impulsions courtes, qui ont une activité biocide beaucoup plus importante. Le principe de leur fonctionnement repose sur une irradiation pulsée de haute intensité de l'air et des surfaces par un rayonnement UV à spectre continu. Le rayonnement pulsé est produit à l’aide de lampes au xénon ainsi que de lasers. Il n’existe actuellement aucune donnée sur la différence entre l’effet biocide du rayonnement UV pulsé et celui du rayonnement UV traditionnel.
L'avantage des lampes flash au xénon réside dans leur activité bactéricide plus élevée et leur temps d'exposition plus court. Un autre avantage des lampes au xénon est que si elles sont accidentellement détruites, l'environnement n'est pas pollué par les vapeurs de mercure. Les principaux inconvénients de ces lampes, qui entravent leur utilisation généralisée, sont la nécessité d'utiliser pour leur fonctionnement des équipements haute tension, complexes et coûteux, ainsi que la durée de vie limitée de l'émetteur (en moyenne 1 à 1,5 ans).
Les lampes germicides sont divisées en ozone et non-ozone.
Les lampes à ozone ont une raie spectrale d'une longueur d'onde de 185 nm dans leur spectre d'émission qui, en raison de l'interaction avec les molécules d'oxygène, forme de l'ozone dans l'air. Des concentrations élevées d'ozone peuvent avoir des effets néfastes sur la santé humaine. L'utilisation de ces lampes nécessite une surveillance de la teneur en ozone dans l'air et une ventilation soigneuse de la pièce.
Pour éliminer la possibilité de génération d'ozone, des lampes dites bactéricides « sans ozone » ont été développées. Pour de telles lampes, en raison de la fabrication de l'ampoule à partir d'un matériau spécial (verre de quartz revêtu) ou de sa conception, la sortie du rayonnement linéaire de 185 nm est éliminée.
Les lampes germicides périmées ou hors d'usage doivent être stockées emballées dans un local séparé et nécessitent une élimination particulière conformément aux exigences des documents réglementaires concernés.
Irradiateurs bactéricides.
Un irradiateur bactéricide est un appareil électrique qui contient : une lampe bactéricide, un réflecteur et d'autres éléments auxiliaires, ainsi que des dispositifs pour sa fixation. Les irradiateurs germicides redistribuent le flux de rayonnement dans l'espace environnant dans une direction donnée et sont divisés en deux groupes : ouvert et fermé.
Les irradiateurs ouverts utilisent un flux germicide direct provenant de lampes et d'un réflecteur (ou sans celui-ci), qui couvre une large zone de l'espace qui les entoure. Installé au plafond ou au mur. Les irradiateurs installés dans les portes sont appelés irradiateurs à barrière ou rideaux ultraviolets, dans lesquels le flux bactéricide est limité à un petit angle solide.
Une place particulière est occupée par les irradiateurs combinés ouverts. Dans ces irradiateurs, grâce à l'écran rotatif, le flux bactéricide des lampes peut être dirigé vers la zone supérieure ou inférieure de l'espace. Cependant, l’efficacité de tels dispositifs est bien inférieure en raison des changements de longueur d’onde lors de la réflexion et de certains autres facteurs. Lors de l'utilisation d'irradiateurs combinés, le flux bactéricide des lampes blindées doit être dirigé vers la zone supérieure du local de manière à empêcher le flux direct de la lampe ou du réflecteur de s'échapper dans la zone inférieure. Dans ce cas, l'irradiance des flux réfléchis par le plafond et les murs sur une surface conventionnelle à une hauteur de 1,5 m du sol ne doit pas dépasser 0,001 W/m2.
Dans les irradiateurs fermés (recirculateurs), le flux bactéricide des lampes est distribué dans un petit espace clos limité et n'a pas de sortie vers l'extérieur, tandis que la désinfection de l'air est effectuée en le pompant à travers les trous de ventilation du recirculateur. Lors de l'utilisation d'une ventilation d'alimentation et d'extraction, des lampes bactéricides sont placées dans la chambre de sortie. La vitesse du flux d'air est assurée soit par convection naturelle, soit forcée par un ventilateur. Les irradiateurs (recirculateurs) de type fermé doivent être placés à l'intérieur sur les murs le long des principaux flux d'air (notamment à proximité des appareils de chauffage) à une hauteur d'au moins 2 m du sol.
Selon la liste des locaux types divisés en catégories (GOST), il est recommandé que les locaux des catégories I et II soient équipés à la fois d'irradiateurs fermés (ou de ventilation de soufflage et d'extraction) et d'irradiateurs ouverts ou combinés - lorsqu'ils sont allumés dans le absence de personnes.
Dans les chambres pour enfants et patients pulmonaires, il est recommandé d'utiliser des irradiateurs équipés de lampes sans ozone. L'irradiation artificielle aux ultraviolets, même indirecte, est contre-indiquée chez les enfants présentant une forme active de tuberculose, une néphroso-néphrite, un état fébrile et un épuisement sévère.
L'utilisation d'installations bactéricides ultraviolettes nécessite la mise en œuvre stricte de mesures de sécurité qui excluent les éventuels effets nocifs sur l'homme du rayonnement bactéricide ultraviolet, de l'ozone et des vapeurs de mercure.
Précautions de sécurité de base et contre-indications pour l'utilisation de l'irradiation UV thérapeutique.
Avant d'utiliser l'irradiation UV provenant de sources artificielles, il est nécessaire de consulter un médecin afin de sélectionner et d'établir la dose érythémateuse minimale (DEM), qui est un paramètre purement individuel pour chaque personne.La sensibilité individuelle étant très variable, il est recommandé de réduire la durée de la première séance à la moitié du temps recommandé afin d'établir la réaction cutanée de l'utilisateur. Si un effet indésirable est détecté après la première séance, il n’est pas recommandé de poursuivre l’utilisation de l’irradiation UV.
L'irradiation régulière sur une longue période (un an ou plus) ne doit pas dépasser 2 séances par semaine, et il ne peut y avoir plus de 30 séances ou 30 doses érythémateuses minimales (DEM) par an, quelle que soit la faible efficacité érythémateuse. l'irradiation peut l'être. Il est recommandé d'interrompre occasionnellement les séances de radiothérapie régulières.
L'irradiation thérapeutique doit être réalisée avec l'utilisation obligatoire d'une protection oculaire fiable.
La peau et les yeux de toute personne peuvent devenir une « cible » du rayonnement ultraviolet. On pense que les personnes à la peau claire sont plus susceptibles d’être endommagées, mais les personnes à la peau foncée ne se sentent pas non plus complètement en sécurité.
Très prudent avec l'exposition aux UV naturels et artificiels de tout le corps devraient être les catégories de personnes suivantes :
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