VÁLTOZÓ VILÁG

 

Merj tudni! A te tudásod a te hatalmad!

Szimeonov Todor író, könyvkiadó (1947)

 

 

A TUDÁS 365+1 NAPJA

2019, XVIII. évfolyam

 

 

Szeptember 13.

Az optikai sugárzás élettani hatásai I.

 

 

   

 

 

 

 

 

Életrajzok

 

Net-Nyelv-Kultúra

  

 

X

 

Hirdessen 4625 magyar oldalon fix kattintási díjon a Netadclikkel! Csak az eredményekért fizet!

Hirdetés X

 

 

1949

1980

2008

Az év könyve

 

 

 

 

 

 

Az elektromágneses színkép optikai tartományán belül a 195-400 nm-es tartományban a fotonok energiája elég nagy ahhoz, hogy a szerves molekulákban kémiai változást hozzon létre. Hosszabb hullámhosszakon elsősorban a sugárzás hőhatása okozhat változást a szervezetben. Számba vesszük mind a kémiai, mind a termikus hatásokat, s ezeket két nagy csoportban, a bőrfelületre és a szemre gyakorolt hatásokat különválasztva tárgyaljuk. Végül röviden kitérünk az ember által készített fényforrások sugárzásuk alapján készített élettani, biztonságtechnikai besorolására.

Bevezetés

Az elektromágneses színkép 1 nm-től 1 mm-ig terjedő hullámhossztartományát optikai sugárzásnak nevezik. [1] A levegő azonban a 195 nm-nél rövidebb hullámhosszúságú sugárzást már igen erősen elnyeli, így közvetlen élettani hatásával nem kell foglalkoznunk. A 195 nm és 295 nm közé eső számottevő erősségű sugárzás csak az ember által készített sugárforrásokból juthat az élő szervezetbe, mert a Nap sugárzásának e részét a felső légrétegek ózonpajzsa erősen elnyeli (erre később még visszatérünk). A hosszabb hullámhosszak felé haladva 1,3 (m fölött a levegő elnyelése több sávban ismét erősen megnő, és a Nap sugárzásának erőssége is csökken, ezért ebben a tartományban érkező természetes sugárzásnak sincs élettani veszélye. Ezzel szemben az ember által készített infravörös sugárzók hőhatása lényeges lehet, ezek élettani hatásával foglalkoznunk kell.

Az emberre az optikai sugárzás ultraibolya, látható és közeli infravörös színképtartománya a legfőbb veszélyforrás, az ebből a tartományból származó sugárzásnak azonban számos élettanilag fontos pozitív hatása is van.

Szemünk a látható sugárzást fényként érzékeli, ennek hullámhosszhatárai 380 nm és 780 nm. Az ultraibolya színképtartományt három részre szokás osztani (l. részletesen Thuróczy György tanulmányának 1. táblázatát).

Bár a hagyományos felosztás [1] nem tükrözi a különböző élettani hatások ma ismert határait, általános elterjedtsége miatt nemzetközileg ma is e felosztást használjuk. Ha finomabb felosztásra van szükség, akkor szokás az UV-A tartományt két részre osztani: UV-A1 és UV-A2; határvonalként a 340 nm-es hullámhosszat állapították meg [2].

Az optikai sugárzás élettani hatásait vizsgálva a sugárzás aktinikus hatásairól szoktunk beszélni. A hullámhosszhatárok rögzítésén kívül a második legfontosabb fogalom az aktinikus hatásspektrum. Ez a színkép ad felvilágosítást arról, hogy adott molekulatípusra miként hat az optikai sugárzás. Meghatározásánál fontos szerepet játszik, hogy azt laboratóriumi körülmények között, preparátumon vagy in vivo határozták-e meg. Ábrázolni általában hullámhossz vagy hullámszám (fotonenergia) függvényében szokták, az ordinátán a hatás kiváltásához szükséges energiát, a teljesítményt vagy ezek reciprokát feltüntetve. Sokszor használnak relatív és logaritmikus ordináta léptéket is, mivel számos aktinikus hatás hullámhosszfüggése sok nagyságrenden át változik, s - még ha a leginkább ártalmas sugarakat ki is szűrtük - a káros sugárzások maradékának hatása is veszélyes lehet.

Az aktinikus hatásspektrumoknak két csoportját szokás megkülönböztetni: a biológiai kísérleteknél figyelembe veendő, a legújabb kísérleti eredményekre támaszkodó hatásspektrumot és - káros hatások esetén - a biztonsági szempontok szerint megállapított hatásspektrumot. Ezek figyelembe veszik tudásunk bizonytalanságát is, emiatt a hatást sokszor csak durva burkológörbével közelítik. A különböző biztonsági előírásokban e színképek szerepelnek.

Az optikai sugárzás károsító hatásai

Az élő szervezet szövetei az optikai sugárzással vagy hőhatás révén, vagy fotokémiai reakció formájában vannak kölcsönhatásban. A hőhatás szempontjából csak a szövetben elnyelt teljesítmény és a besugárzási idő veendő számításba, az elnyelt foton energiája közömbös. Lényeges viszont a szervezet hőelvezető képessége, ezért az élő szervezeteknél pl. a szöveten átáramló vér mennyisége, a besugárzott terület nagysága és természetesen az adott sejtek spektrális abszorpciós tulajdonsága. Feltéve, hogy a sugárzás egészséges emberi érzékszerveket érint, a hőhatás égető érzése miatt az ember igyekszik elkerülni a túlzottan erős felmelegedést. De pl. műtétnél a sebésznek szüksége van arra, hogy igen apró részleteket is tisztán lásson, s ehhez a feltárt testrészt nagy intenzitással kell megvilágítani. Ekkor szükség van arra, hogy a fényforrások infravörös sugárzását kiszűrjék, mert ezek a látáshoz nem járulnának hozzá, de feleslegesen melegítenék a testszöveteket.

Fotokémiai reakciókról beszélünk, ha az optikai sugárzás fotonjainak elég nagy az energiája ahhoz, hogy egyes molekulákban kémiai változást hozzon létre. Kémiai rendszerekben általában nem a sugárzás pillanatnyi erőssége szabja meg a létrejött hatást (az átalakult molekulák számát), hanem az elnyelt dózis, azaz a besugárzás ideje alatt elnyelt összenergia. A besugárzás erősségét csökkentve az élő szervezetben eljutunk egy olyan értékhez, amely alatt a szervezet önhelyreállító képessége a létrehozott roncsoláshoz képest nem elhanyagolható, s ekkor megszűnik a dózis állandósága. A fotokémiai reakciók leírásánál általában a dózis állandóságához szükséges besugárzási teljesítmény mellett végzik a kísérleteket.

A főbb mechanizmusok, melyek az emberi szervezetben fotokémiai és termikus károsításhoz vezethetnek, a következők [3]:

- A bőr fotokémiai vagy fényérzékenyített károsodása (400 nm alatt jelentős), amikor a fényérzékenyítést bizonyos gyógyszerek válthatják ki, ilyenkor a bőrrák az egyik leglényegesebb veszély.

- A szem fotokémiai vagy fényérzékenyített károsodása (400 nm alatt jelentős).

- A szem retinájának termikus károsodása (veszélyes tartomány: 400-1400 nm).

- A retina kék fény általi fotokémiai károsodása (legveszélyesebb a 400-550 nm közötti tartomány, ha a szemlencsét eltávolították, az ultraibolya színképtartomány is).

- A szemlencse termikus veszélyeztetettsége (legkritikusabb a 800-3000 nm közötti tartomány).

- A bőr égési sebezhetősége.

- A kornea égési sebezhetősége (kritikus az 1400 nm-1 mm közötti tartomány).

Mindezek a hatások összetett színképi eloszlást mutatnak. A hatás függ a besugárzott felület nagyságától, a besugárzás irányától és időtartamától. Ezért a biztonságtechnikai hatásfüggvények az egyes esetekre számított legnagyobb veszélyt figyelembe vevő burkológörbék, és nem követik a tényleges fotokémiai reakciókat előidéző molekuláris jelenségek elnyelési színképét.

Annak érdekében, hogy a nagyközönséget figyelmeztessék a Nap ultraibolya sugárzásának káros hatásaira, az ICNIRP [3] a nemzetközi meteorológiai (World Meteorological Organisation, WMO) és a egészségügyi (World Health Organisation, WHO) szervezetekkel közösen készített egy UV index ajánlást. Ez a Nap sugárzásának veszélyes voltára hivatott felhívni a figyelmet. E skála alapján egyértelműen megadható, hogy egy bizonyos helyen, adott időpontban milyen veszélyességű az ultraibolya sugárzás [4].

Az ultraibolya sugárzás okozta veszélyek elkerülése érdekében a szakértők az alábbi néhány könnyen betartható szempontra hívják fel a figyelmet:

- Kerüljük a közvetlen napfényt a déli órákban!

- Viseljünk megfelelő ruházatot (figyelem, a különféle textíliák ultraibolyasugárzás-áteresztése nagyon eltérő lehet, és vizes állapotban általában csökken), és viseljünk széles karimájú kalapot!

- A csecsemőket és a kisgyerekeket különösen óvjuk a Nap közvetlen besugárzásától! Ez különösen érvényes a szabadban játszó gyerekek sugárzás elleni védelmére.

- Ha mégis közvetlen napsugárzásban kell tartózkodnunk, használjunk legalább 15-ös napvédő faktorú (sun protection factor, SPF), mind az UV-A, mind az UV-B sugárzást elnyelő vagy reflektáló napvédő krémet!

A kutatókat hosszú időn át zavarta, hogy a makroszkóposan észlelt aktinikus spektrumok nem követték a proteinek elnyelési színképét (l. [1]). Napjainkban bizonyítottnak tekinthető, hogy a DNS-nek vagy egy komponensének elnyelési színképét jól követi az élő sejtek elhalálozási színképe.

A hatásszínképek meghatározásának számos technikai nehézségét kellett az elmúlt időben megoldani, kezdve az optikai, spektrometriai problémáktól, a kémiai, biokémiai preparatív módszerek finomításáig. A legtöbb hatásfüggvény a látható színképtartomány felé meredeken esik, a mérés eredményét spektrométerbe jutó gyenge szórt fény is meghamisíthatja.

Az optikai sugárzás bőrt károsító fontosabb hatásai

Az erythema hatásfüggvény

Talán a legtöbbet vizsgált hatásfüggvény a bőrpíré (erythema). Napozás után néhány órával bőrünk pirosas elszíneződést ölt, amely lassan (egészségesnek mondott) barnás színezetbe megy át. Korai vizsgálatok azt mutatták, hogy 300 nm körül éles maximuma van a bőrpír keletkezésének, rövidebb hullámhosszak felé ezt minimum követi, majd újabb emelkedett érték következik, s a rövid hullámhosszak felé e nagy érték körül marad a bőrpír hatásfüggvénye [6]. Későbbi vizsgálatok rámutattak arra, hogy a minimum mélysége és a rövidhullámú második maximum kialakulása függ a besugárzás erősségétől, a leolvasás időpontjától és még további tényezőktől. A számos további mérés adatát is figyelembe véve 1987-ben a CIE szabványosított egy referencia erythema színképet, amely a biztonságtechnikai kérdéseket is figyelembe veszi. Ezt a függvényt szemlélteti, az alapjául szolgáló mérési eredményekkel együtt a 2. ábra. A log-lin léptékben három egyenes szakaszból álló függvény jól közelíti az egyes mérések eredményét, de látható, hogy nemcsak az UV-B, de az UV-A tartományban is még mérhető nagyságú a hatásfüggvény. Ez is felhívja a figyelmet arra, hogy a "leégés" elkerülése végett bőrünk védelmére olyan védőkrémet kell használni, amely az UV-A tartományban is kellő védelmet biztosít.

Sok ultraibolya sugárzási hatás vizsgálatakor az erythema-hatást tekintik referenciaértéknek. Ezért ennek dózisegységét is rögzítették [7]: A standard erythema dose (SED) értéke: 1 SED = 100 J(m-2eff.

A különféle emberek bőre különböző mértékben érzékeny az ultraibolya sugárzásra. Az európai vagy kaukázusi típus bőrét négy csoportba szokás osztani, annak függvényében, hogy milyen reakciót vált ki bennük az UV-besugárzás (1. táblázat) [8].

 
bőrtípus    a bőr reakciója UV hatására        előfordulás (%)

I.              mindig leég, nem barnul              2 
II.              általában leég, néha barnul         12 
III.             néha leég, általában barnul         78
IV.            nem ég le, mindig barnul             8

1. táblázat. A kaukázusi bőrtípusok ultraibolya sugárzás hatására adott reakciója

Fényérzékenyítő anyagok és hatások

A kutatók egyre több anyagról állapítják meg, hogy fényérzékenyítő hatásúak, ha külsőleg érintkezésbe kerülnek a bőrrel vagy gyógyszerként beadva a szert használó személy sejtjei fényérzékenyekké válnak, a sugárzás hatására elhalhatnak. A fényérzékenyítő anyaggal kezelt testrészen az ultraibolya vagy látható sugárzás hatására a fényérzékenyítő molekula gerjesztett állapotba jut, majd energiáját oxigénnek (szuperoxid vagy naszcensz oxigén), esetleg más molekulának adja át [9]. A fényérzékenyítő hatásra már sokkal kisebb dózisok váltanak ki reakciót, mint amit erythema keletkezésénél észlelünk. Eközben a fényérzékenyítő szer összetételétől függően a hatás eltolódhat a látható színképtartomány felé. Ezt a fototoxikus hatást fel lehet használni a gyógyászatban is, mert pl. egyes tumorfajták bizonyos fényérzékenyítő anyagokat meg tudnak kötni, s így ultraibolya besugárzással lokálisan lehet őket pusztítani. Bizonyos fényérzékenyítő anyagoknak azonban fotokarcinogén hatása is lehet. Ezért a jelenséget mind a kozmetikai ipar újabb készítményeinek bevezetése előtt, mind gyógyszerek és más olyan anyagok kidolgozása során, amelyek a bőrrel kapcsolatba kerülhetnek, gondosan vizsgálni kell, s csak egyértelmű negatív eredmény birtokában szabad a termékeket forgalomba állítani.

Non-melanoma bőrrák kiváltása

Napjaink egyik legalaposabban vizsgált rákkeltő hatása a napfény. A Föld lakossága a szabad ég alatt élve jutott el jelenlegi biológiai állapotába. Ezért azt hihetnénk, hogy hozzászokott, akklimatizálódott a Nap sugárzásához. Ez részben igaz is, de nem szabad figyelmen kívül hagyni az alábbiakat. Egyrészt a bőrrák évek alatt akkumulálódó változások következménye, s az elmúlt évszázadban számottevően nőtt az emberi élet hossza. Kétszáz-háromszáz évvel ezelőtt élt őseink el sem érték azt az életkort, amikor a bőrrák tömegesebben jelentkezett volna. Másrészt az elmúlt évszázad mobilitása olyan éghajlati vidékekre vetette az emberek nagy csoportjait, ahol a Nap átlagos sugárzása lényegesen eltér attól az értéktől, amelyhez őseik az előző néhány évezredben hozzászoktak (pl. az angolszász gyarmatosítók Ausztráliában). Az emberiség életmódja is nagyban változott. A mérsékelt égöv alatt élő őseink tavasztól folyamatosan hozzászoktak az erősebb napsugárzáshoz, s lassan lebarnuló bőrük védőréteget alakított ki, ma a télen és tavasszal szobában dolgozó ember hirtelen jut ki a melegebb égöv alatti nyaralási helyére, s a sugárzáshoz hozzá nem szokott bőre hirtelen kap nagy dózisú sugárzást. A legtöbb aggodalomra azonban az ad okot, hogy Földünk felületét a felső légkör ózonrétege védte a rövidhullámú ultraibolya sugárzástól, mivel az ózon erősen abszorbeál a 300 nm alatti hullámhossztartományban. Az ember által a légkörbe bocsátott gázok egy része (elsősorban a fluor tartalmú gázok) megbontja az ózon kötését, ezáltal csökken az ózonréteg vastagsága, ennek következtében nő a Föld felszínén a rövidhullámú sugárzás erőssége.

A legújabb vizsgálatok szerint a nem-melanoma bőrrák veszélyességi hatásspektruma hasonlít az erythema hatásspektrumához, lényeges eltérés csupán az, hogy úgy tűnik, 340 nm fölött nem csökken a sugárzás veszélyessége. Az eddigi adatok azonban nem elegendőek ahhoz, hogy a látható sugárzás tartományában meg lehessen rajzolni a hatásspektrumot [10]. A bőrrák veszélyességi spektrumát a 4. ábrán tüntettük fel.

Malignus melanoma

Az 1980-as években több tanulmány is foglalkozott azzal a kérdéssel, hogy a bőrrák ún. malignus melanoma formájának (cutaneous malignant melanoma, CMM) kialakulását mennyiben befolyásolja az optikai besugárzás. Az első tanulmányok pozitív összefüggést mutattak ki a malignus melanomában megbetegedett személyek száma és a fénycsővilágítás mellett eltöltött idő között [11]. Az alaposabb vizsgálatok azonban nem tudták megerősíteni a kezdetben talált összefüggéseket. A kérdés összefoglalásaként a CIE 1988-as közleménye [12] leszögezi, hogy a rendelkezésre álló adatok nem támasztják alá, hogy összefüggés lenne a melanoma veszélye és a fénycsővilágítás között. A bizottság azonban felhívta az epidemiológusokat, hogy vizsgálják tovább a kérdést. (Tudomásunk szerint azóta sem jelentek meg olyan közlemények, melyek a fénycsővilágítás veszélyességét alátámasztották volna.)

A melanoma kialakulásának veszélyét azonban nagyban növeli a gyengített ózonpajzson átjutott nagyobb intenzitású rövidhullámú ultraibolya sugárzás. A CMM kialakulásában jelentős szerepe van a Nap besugárzásának. A gyermekkorban elszenvedett erythemás behatások növelik a CMM kialakulásának valószínűségét [13]. A CMM hatásfüggvényének meghatározására azonban még további vizsgálatokra van szükség [14].

 

Schanda János [Magyar Tudomány, 2002./8.]

 

 

 

 

VÁLTOZÓ VILÁG 49.

Olaszország

 K     R     M 

 

  

 

X

Hirdetés X

 

 

 

   

Ajánlott irodalom

 

 

Új fejezet a könyvkiadásban! Felejtsük el azt a szót: „elfogyott”!

A  VÁLTOZÓ VILÁG

kötetei mindig kaphatók, vagy rövid határidővel rendelhetők,

könyv alakban vagy elektronikusan,

akár személyre szabva is.

Könyvrendelés

 

 

 

 

A Franklin kézi lexikona I-III. 1912.

Aiszkhülosz: Leláncolt Prométheusz, 1985.

Cropley A. J. : Tanítás sablonok nélkül. Tankönyvkiadó, Budapest 1983

Cotterel, Arthur: Mítoszok és legendák képes enciklopédiája, 1994.

Hahn István: Istenek és népek, 1968.

Hésziodosz: Istenek születése, 1974.

Mitológiai ÁBÉCÉ, 1973.

Panini, Giorgo P.: Mitológiai atlasz, 1996.

Pecz Vilmos (szerk.): Ókori lexikon I–IV., 1902.

Román József: Mítoszok könyve, 1963.

Szabó György (szerk.): Mediterrán mítoszok és mondák, 1973.

Szimonidesz Lajos: A világ vallásai, 1988.

Tokarev, Sz. A. (szerk): Mitológiai enciklopédia, 1988.

Trencsényi-Waldapfel Imre (ford.): Ember vagy, 1979.

Trencsényi-Waldapfel Imre: Mitológia, 1974.

 

 

 

Az olvasás

A könyvek

Mutasd meg könyvtáradat...

A közkönyvtárak

A szakkönyvtárak

Az iskola-könyvtárak

Könyvesboltok

Könyvszigetek

Könyvesfalu

         

 

 

   

Fontos a véleményed, kíváncsiak vagyunk rá!

 

 

 

A TUDÁS 365+1 NAPJA

    

 

 

Olvasó világ

Az olvasás

A könyvek

Mutasd meg könyvtáradat...

Könyvrendelés

 

 

 

 

 

  

Mennyire tetszik az oldal?

> Gyenge > Közepes > Jó >

Érdekel egy ajándékkötet PDF-ben

 

 

Az élet iskolája

*****

Angyal iskola

*****

Doktori akadémia

*****

Az élvezetek akadémiája

*****

 

 

VÁLTOZÓ VILÁG

1995 óta

ÚTMUTATÓ

1991 óta

TREND-VÁLTÓ

1992 óta

ÉRTÉK-REND

1992 óta

MOST, VALAMIKOR

Az idők kezdete óta

EMBERHIT

ÉLETÚTMUTATÓ

Változó Világ Mozgalom

Érdekel?

1949

Megfogantam, tehát vagyok...

Az elme öregedése

Az otthoni betegápolás

Amerikai politika...

Hollandia

Dánia

Életrajzok

A táplálkozás

A madarak

Budapest története...

A magyarországi szlovákok

I. Habsburg Ferdinánd

Buddhizmus, misztika, Tibet

További témák 

Könyvrendelés

Legyél szerzőnk!

Tudod?

Nemzeti Útmutató

Megyei Útmutató...

Használati Útmutató...

Keresési Útmutató...

Innovációs Útmutató...

Világ Útmutató...

Édes Útmutató...

Európai Uniós Útmutató...

Bécs

Családfelállítás

Kisebbségi Útmutató...

Betegápolási Útmutató...

Cégmutató

Termékoldalak

Tájékozódási Útmutató...

Vallási Útmutató...

Szabadidő Útmutató...

Utazási Útmutató...

További témák  

Érted?

A kompetencia

A tudás 365+1 napja

Interjú-válogatás

Adjál nekünk interjút!

Nagy Hermész Enciklopédia

Összeesküvés-elméletek

A szélenergia

Euroutazások

Facebook Enciklopédia

Bécs

A magánkönyvtár

Számítógépes modellek

Gasztronómiai Enciklopédia

A számok világa

Budapest utcái

Ludens

Szex

További témák  

Helyesled?

Változó Világ Klub

Etika

Veszélyek

Legendák

Alapítványok

Népek bölcsességei

A könyvek világa

Az én helyem...

Pályázataink

Hasznos tudnivalók A-tól Z-ig

A települések túléléséért

Az olvasás

A kompetencia

Tanítások és technikák

Magyar iskolák a világon

Éttermek

Budapest újdonságai

Szimeonov Todor haikui

További témák  

 

TÖRTÉNELEM

JOG

ÉLETMÓD

FÖLDRAJZ

KULTÚRA

EGÉSZSÉG

GAZDASÁG

POLITIKA

MESTERSÉGEK

TUDOMÁNYOK

 

A Változó Világ barátai

Beszélgessünk!

Nyitott ajtók

Támogatod?

Innovációs Tér

Fogyasztói Tér

Európai Tér

Kisebbségi Tér

Idős Tér

Gasztronómiai Tér

Budapesti Tér

Közösségi Tér

Változó Világ Mozgalomért

Közhasznú Alapítvány

A Mester beszélgetései

Csetlő-napló

 

 

 

X

X

 

 

CHANGING WORLD | LE MONDE CHANGEANT | СВЕТЪТ В ПРОМЯНА | WELT IM UMBRUCH | MENIACI SA SVET

Flag Counter

2010. június 20-én telepítve.

  

Kezdőoldal

Olvasószolgálat

Médiaajánlat

Impresszum

Parvis

Teszteld internetkapcsolatod sebességét!

 

ingyenes webstatisztika

 

Változó Világ, 2019