4.2. Күн радиациясының адам ағзасына әсері.

Күн радиациясы айқын биологиялық әсер етеді. Күн сәулесі энергиясының әсерінен ағзада, фотобиологиялық үрдістер деп аталатын, әр түрлі биохимиялық және физиологиялық айналымдар жүреді. Олардың негізінде: фотоиондану, фотоқалпына келу және тотығу, фотодиссоциация деп аталатын, фотохимиялық реакциялар жатыр. Фотобиологиялық үрдістердің сипаты сәулелену энергиясына байланысты. Күн сәулесінің энергиясының әсеріне байланысты зат алмасу үрдістері, көмірсулардың, майлардың, ақуыздардың, дәрумендердің және пигменттердің синтезі, сонымен бірге, өсімдіктердегі хлорофиллдің синтезі және т.б.ынталандырылады. Күн спектрін құрайтын бөліктері жануар ағзаларының көру үрдісін қамтамасыздауда және өсімдіктердің фототаксис, фототропизм, фотопериодизм қасиеттеріне байланысты дамуы мен өсуін реттеуде өте маңызды рөл атқарады. Сонымен бірге, едәуір энергиясы бар сәулелер ағзаға зақымдайтын әсер береді.

Күн сәулесінің энергиясы оның толқын ұзындығымен анықталады: ұзындығы неғұрлым аз болса, соғұрлым, энергиясы көп болады. Жер бетіне жететін күн спектрінің ішіндегі ең үлкен толқын ұзындықтағы (760-4000 нм), сәуле, инфрақызыл сәулесі, ал содан кейінгі ұзындықта (400-760 нм) - көрінетін сәуле болып табылады. Ең аз толқын ұзындықтағы (290-400 нм ) сәулелерге ультракүлгін сәулесі жатады, сондықтан бұл сәуленің кванттары энергияның ең көп қорына ие болады. Жасушаларға берілетін энергияның әр түрлі деңгейіне байланысты, инфрақызыл, көрінетін және ультракүлгін сәулелері адам ағзасына біркелкі әсер етпейді.

Инфрақызыл радиациясының гигиеналық маңызы. Күн радиациясының электромагниттік спектрінің негізгі бөлігі инфрақызыл сәулесі болып табылады. Күннің тұру биіктігі жер бетінде 60º болғанда, ол 53%, ал көк жиекке жақындағанда - 72% құрайды. Толқын ұзындығы жоғары болатын инфрақызыл сәулелер (4000-15000 нм) атмосферадан өткен кезде ұсталынып қалады, жер бетіне толқын ұзындығы қысқа (760-4000 нм) инфрақызыл сәулелер жетеді. Инфрақызыл сәулесінің тигізетін негізгі әсері - жылу әсері. Нақ осы әсері инфрақызыл сәулесінің масштабты ғаламдық үрдістердегі маңызды рөлін анықтайды. Инфрақызыл сәулесінің энергиясы әсерінен жер бетінің жылынуы жүреді, жылынудың біркелкі еместігі жердегі ауа мен су массаларының қозғалысына және ауа райы мен климаттық жағдайлардың қалыптасуына себеп болады.

Сонымен, климат пен ауа райының әсері арқылы инфра қызыл сәулесінің адам ағзасына тікелей емес әсері белгілі бір деңгейде іске асырылады.

Күннің инфрақызыл сәулесінің тікелей әсері тіндердің беткі немесе терең қабаттарының қызыуына әкеледі. Қысқа толқынды (760-1500 нм) инфрақызыл сәулелері тіндерге терең (4-5 см дейін) енеді, ал толқын ұзындығы 1500-4000 нм дейін жететін сәулелер, терморецепторлары көп, терінің беткі қабатында сіңіріледі, сондықтан ұзын толқынды инфрақызыл сәулесінің әсерінен дененің күйгенін сезіну басымырақ болады. Фотондардың энергиясының аздығына қарамастан, ИҚ сәулелері, әлсіз болса да, фотохимиялық әсер береді. Ол зат алмасулардың біршама жоғарылаумен, ферментативті және иммуннобиологиялық үрдістердің жылдамдауымен, ультракүлгін сәулелерінің биологиялық әсерлерінің күшейуімен сипатталады.

ИҚ сәулесі әсер еткенде, тіндердің қызуы, фотохимиялық реакцияларда түзілген белсенді қосылыстардың әсері, сонымен қатар, терінің жүйке рецепторларының тітіркенуі нәтижесінде қан айналым күшейеді, бұлшықет пен тамырлардың тонусы төмендейді, вегетативті реакциялар қалпына келеді, осыған байланысты ауруды басатын және қабынуға қарсы әсері білінеді. ИҚ сәулесінің бұл қасиеттерін физиотерапия практикасында кеңінен пайдаланады, бұл жерде оның жасанды көздері - соллюкс пен Минин шамдары қолданылады. ИҚ сәулесі ұзақ уақыт және қарқынды әсер еткенде, айқындылығы әр түрлі дәрежедегі ағзаның қатты қызуы байқалуы мүмкін, ал өте ауыр жағдайларда ыстық өтуі немесе күн өтуі пайда болады. Бірақ ИҚ сәулесінің ең күшті әсеріне адамдар өндірістік жағдайларда ұшырайды. Мысалы, ыстық цехтарда ИҚ сәулесінің қарқындылығы 12,6-25,2 МДж (м/с) дейін жететін болса, жердің орташа ендіктерінде күннің жылу сәулелендіруінің қарқындылығы 3,77 МДж (м/с) аспайды. Өндірістік те, күннің де ИҚ сәулесінің ұзақ уақыт әсері, қатты қыздыруынан басқа, жылулық катарактаның дамуына әкеп соғады. Бұл қыздыратын сәулелердің көз бұршағына сіңіуіне және онда қан тамырлары болмауына байланысты, жылуды алып кетудің қиындауы себебінен дамиды

Көрінетін жарықтың гигиеналық маңызы. Көрінетін сәулелер күннің электромагниттік сәулеленуінің спектрінде күннің көк жиек үстінде тұрған кезінде 28% - дан, тас төбеде болғанда 46% дейін және көк аспан кезінде 65% құрайды. Ашық жерлердегі күндізгі жарықтын деңғейі көптеген факторларға: күннің тұру биіктігіне, ауа райы мен климат жағдайларына, ауаның тазалығына байланысты. Осы жағдайларға байланысты жарықтану мөлшерлерінің диапазоны кең, ол 65000 - нан 1000 лк дейін және одан да аз аралықта аутқиды.

Күннің көрінетін сәулесінің фотохимиялық әсері, инфрақызыл сәулесіне қарағанда, едәуір жоғары, ол қөбінесе фотосенсибилизаторлар қатысуымен іске асырылады. Фотосенсибилизаторлар деп, сәуле энергиясының кванттарын алып, қысқа уақыттық өзгерістерге ұшырайтын, ал содан кейін, бұл энергияны қоршаған тіндерге шоғырланған түрінде беріп, өз қасиеттерін қайтадан қалпына келтіретін заттарды айтады. Осындай фотосенсибилизаторлардың бірі - көз торының пигменттері болып табылады. Күннің көрінетін сәулелері бұл пигменттермен әсерлесіп, көру талдағышының жұмысын қамтамасыз етеді. Бұл кезде көрінетін сәуленің ең маңызды қабілеттілігі біртүсті емес, түрлі түсті қөру ақпараттарың қамтамасыз етуі болып табылады, себебі оның спектріне түрлі түсті сәулелелер: қызыл, қызғылт-сары, жасыл, сары, көгілдір, көк, күлгін түстер кіреді. Күн жарығынан пайда болған түстердің гаммасы ағзаға әр түрлі әсер етеді, ең әуелі, оның психоэмоционалдық саласына: көк және күлгін түстер көңіл-күйді төмендетеді, көгілдір - тыныштандырады, жасыл – индифферентті болады, ашық сары түс – тітіркендіреді, қызыл - қоздырады. Көрінетін жарық спектріндегі жасыл және сары дипазонындағы толқындар көру талдағыштарының жұмысы үшін ең қолайлы деп есептеледі.

Күннің жарығы рефлекторлы түрде көру талдағыштары және біршама дәрежеде шеткі жүйке ұштары арқылы әсер етіп, жалпы биологиялық әсер береді. Ол ағзада зат алмасу үрдістерін ынталандырады, үлкен ми сыңарлары қыртысының белсенділігін жоғарылатады, гипофиз секрециясын күшейтеді, осыған байланысты адамның тіршілік тонусы жоғарылайды, өзін сезінуі және эмоционалдық күй-жайы жақсарады. Ағзаның дамуы мен өсу үрдістерінде де күннің көрінетін сәулесі белгілі рөл атақарады.

Жарық адамның биологиялық ырғақтарының: тәуліктік, мезгілдік, жылдық және т.б. басты синхронизаторы болып табылады. Биоырғақты табиғи (жарық) және техногенді (сағат, радио, теледидар, жасанды жарық, жұмыс орны мен кестесі және т.б.) реттегіштердің арасындағы үйлеспеуішілік ұйқының және сергектіктің бұзылуына, көңіл күйдің нашарлауына, депрессияның дамуына әкеп соғады.

Күннің көрінетін сәулесі, әсіресе, инфрақызыл сәулесімен шектесетін толқын диапазонында, жылылық әсер береді. Оның үлесі күн сәулесінен берілетін жылу энергиясының жартысына жуығын құрайды. Ультракүлгін сәулеленудің ұзын толқынды бөлігімен шектесетін көрінетін сәуле спектрінің қысқатолқынды күлгін бөлігі ұзын толқынды ультракүлгін сәулелердің эритемдік, күнге күю және әлсіз бактерицидтік әсерлері сияқты әсерлер береді.

Ағза сыртқы әлем туралы ақпараттардың 80 % дейін көру мүшесі арқылы алатындықтан, көру мүшесінің жұмысы үшін күннің көрінетін жарығының гигиеналық маңызы ерекше. Сол себептен бөлмелерге тікелей де (инсоляция), шашырап және шағылысып та түскен күн сәулесінің есебінен, жеткілікті деңгейде табиғи жарық жасауды қажет етеді (VII тарауды қараңыз).

Ультракүлгін сәулесінің гигиеналық маңызы. Ультракүлгін сәулесі, инфрақызыл және көрінетін сәулелерге қарағанда, энергияға едәуір бай. Бірақ, фотондардың энергиясы бойынша сәулеленудің өзінің спектрі біркелкі емес, сондықтан оларды, толқын ұзындығы мен биологиялық белсенділігі бойынша бір-бірінен айырмашылығы бар, 3 аймақтарға бөледі: А аймағы - толқын ұзындығы 400-320 нм, ұзын толқынды сәулеленуі (жақын ультракүлгін, эритемді - күнге күю әсері бар), В аймағы - толқын ұзындығы 320-280 нм, орта толқынды сәулеленуі (дәрумен түзуші), С аймағы - толқын ұзындығы 280-210 нм, қысқа толқынды сәулеленуі (қашықтағы ультракүлгін, бактерицидтік). Жоғарыда айтылғандай, жердің бетіне дейін тек ұзын және орта толқынды ультракүлгін сәулелер ғана жетеді. Ал қысқа толқынды ультракүлгін сәулелерін алу үшін, әдетте, олардың жасанды көздерін қолданады.

Ультракүлгін сәулелер пайдалы (биогенді) және зақымдайтын (абиогенді) әсер етуі мүмкін. Әсер ету сипаты сәулеленудің толқын ұзындығына және оның дозасына байланысты. Биогенді эффектісі ұзын және орта толқынды сәулелердің, дозалары қолайлы деңгейден аспайтын, аз мөлшерде әсер етуі кезінде байқалады. Абиогенді әсерлері, ең алдымен, энергиясы басқа диапазондардағы ультракүлгін сәулелердің энергиясынан анағұрлым жоғары болатын, қысқа толқынды ультракүлгін сәулеленулерге тән. Алайда, ұзын толқынды да, орта толқынды да сәулелер абиогенді әсер ете алады, егер олардан алатын дозасы табалдырықтық эритемдік дозадан көп артық болса.

Биогенді әсері жалпы ширататын, эритемды- күнге күю, рахитке қарсы (Д дәруменін түзуші) әсер салдары түрінде білінеді. УК сәулесінің әсер ету механизімінде биофизикалық, гуморалдық, жүйкелік-рефлекторлық сияқты, бірнеше компоненттерін ажыратады. Гуморалдық компоненті ағзада фотохимиялық реакциялар нәтижесінде зат алмасу үрдісін ынталандыратын биологиялық белсенді қосылыстардың (гистамин, гистамин тәрізді заттар, ацетихолин, серотонин және т.б.) түзілуімен байланысты.

Биофизикалық компоненті УК сәулесінің фотоэлектрлік әсері салдарынан жасушалардағы ақуыздың коллоидтық жағдайы мен иондық құрамының өзгеруімен байланысты.

Ал жүйкелік-рефлекторлық компоненті, теріде түзілген гистамин және гистамин тәрізді заттардың және басқа да қосылыстардың терідегі жүйке ұштарын тітіркендіруі нәтижесінде, ағзадағы көптеген қызметтерді ширатуымен сипатталынады.

Гуморалдық, биофизикалық және жүйкелік-рефлекторлық әсерлерінің бірге жүруі арқасында, УК-сәуленің айқын жалпы ширататын әсері пайда болады. Атап айтқанда, тіндік тыныс алуға қатысатын ферменттерінің белсенділігі жоғарылайды, ақуыздың, майдың, көмірсулардың, минералды заттардың алмасу үрдістерінің белсенділігі арттады, қан түзілу, жасушалардың өсуі, тіндердің қайта қалпына келуі ынталанады. Сонымен бірге, ағзаның жұқпаларға қарсы тұру қабілетінің жоғарылауы да өте маңызды болып табылады. Бұл, антиденелердің синтезінің ынталануымен, тері мен қанның бактерицидтік қасиеттерінің және лейкоциттердің фагоцитарлық белсенділігінің күшейуімен түсіндіріледі. УК-сәулеленудің әсерінен ағзаның төзімділігі жұқпаларға ғана емес, сонымен қатар, иондаушы сәулелердің, уландыратын және канцерогенді агенттердің, фиброгенді шаңдардың әсеріне де жоғарлайды

УК-сәулесінің жалпы ынталандыратын (ширататын) әсері ұзын толқынды да, орта толқынды да УК-сәулеленуде бар, бірақ, ең айқын әсері орта толқынды УК-сәулеленуде байкалады. Жалпы биологиялық әсерінен басқа, УК сәулесінің әр диапазонына тән өзінің ерекше әсерлері бар. Мысалы, ұзын толқынды УК-сәулелену эритемды-күнге күю әсер көрсетеді, ал орта толқындысы – терідегі Д дәруменінің синтезін ынталандырады және әлсіз бактерицидтік әсер етеді. Ультракүлгіндік эритема сәулеленудің әсерінен соң 1-3 сағаттан кейін, кейде одан да ертерек дамиды. Терідегі эритема шекарасының айқын болуы және біраздан кейін меланиннің түзілуі (күнге күю) оның ерекшелігі болып табылады. УК-сәулесінің әсерінен пайда болатын күнге күю және эпидермистің қалыңдауы, күн радиациясының әсеріне ағзаның қорғаныстық реакциясы болып табылады. Күнге күюдің тез түзілуі - ағзаның реактивтілігінің жақсы екендігін көрсетеді.

Орта толқынды УК-сәулеленулер рахитке қарсы әсер етеді, себебі олар фотохимиялық реакцияларда Д дәрумендердің алдыңғы өнімдерін изомерлеу арқылы теріде Д₂, Д₃, Д₄ дәрумендерінің түзілуіне ықпал етеді. 313 ммк толқын ұзындығындағы сәулелердің рахитке қарсы әсері ең жоғары болып келеді. УК сәулесі жеткіліксіз болғанда, Д дәруменінің түзілуі баяулайды, соның нәтижесінде фосфор-кальций алмасуы мен сүйектену үрдістері бұзылады. Балаларда рахит және тетания дамиды, бойы мен дене дамуы кешеуілдейді. Үлкен адамдарда остеопороз көріністері байқалуы мүмкін, байлам аппараттары әлсізденеді, сынған сүйектердің бітуі нашар жүреді, тістердің эмалі нәзік болып, тез бұзылады.

Сонымен, орта толқынды УК сәулелері биологиялық тұрғыдан ең пайдалы болып табылады, себебі дәл осы сәулелер айқын жалпы ынталандырушы, рахитке қарсы және ағзаны шынықтыратын әсер етеді, ағзаның иммундық статусын нығайтады, тіндердің қалпына келуіне мүмкіндік туғызады, даму мен өсу үрдістерін ынталандырады.

Сондай ақ, УК сәулелердің жоғарғы жүйке қызметі үрдістерінің белсенділігін жоғарлатуының да маңызы аз емес, соның арқасында ой еңбегіне қабілеттілік жоғарылайды, қажудын ерте дамуының алдын алады. Гипертониялық ауруларымен және жүректің ишемиялық ауруының асқынбаған түрлерімен ауыратын науқастарды УК сәулесіне түсіргенде, оң эффект болғаны жазылған.

Қазіргі орта ультракүлгін сәулесі жетіспеушілігі («күн сәулесіне ашығу») дамуының жоғары қауіптілігімен сипатталады, бұл аймақтың климаттық ерекшеліктерімен ғана емес, сонымен бірге, адамдардың тұрмыс және еңбек жағдайымен, ауаның ластануымен, тұрғын және қоғамдық ғимараттардың тиімді жоспарланбауымен, тұманды және бұлтты күндердің басым болуымен және т.б. байланысты. Ең жиі УК жетіспеушілікке тән белгілер солтүстік ендікте тұратын адамдарда, тау кен, көмір өндірісінде істейтін жұмысшыларда, метро құрылысшыларында, уақыттарының көп бөлігін жабық бөлмелерде өткізетін жоғарғы оқу орындары мен мектептерде оқитын оқушыларда кездеседі. «Күн сәулесіне ашығудың» алдын алу үшін, елді мекендерді жоспарлау мен салынуы тұрғын үй бөлмелердің терезелерінен тікелей түсетін күн сәулесі тәулігіне 3 сағаттан кем болмауын қамтамасыз етуі қажет (VII тарауды қараңыз).

Ультракүлгін сәулелері терезе әйнектерінен оңай өтуі керек, бірақ бұл қазіргі құрылыс жағдайларында көп ескеріле бермейді, керісінше, көптеген қоғамдық ғимараттардың терезелеріне күңгірт-қара әйнектер салынады. Атмосфералық ауаның шаңмен, түтінмен, күйемен және химиялық заттармен ластануының алдын алу үшін, белсенді шаралар жүргізілу қажет.

Көрсетілгендермен бірге, күн сәулесіне ашығудың алдын алу үшін, адамдарды УК сәулеленудің селективті және интегралды жасанды көздерін қолданып, УК-сәулесіне түсіруі жүргізіледі. Селективті көздері (эритемды люминесцентті шамдар –ЭЛШ), максимумы УК спектрінің жеке аймағының жіңішке бір бөлігінде шоғырланған сәулеленуді береді. Интегралды көздерінің шығаратын сәулелену спектрінде (тікелей сынапты - кварцтық шамдар - ТСК) УК спектрінің және көрінетін спектрінің барлық диапазондарындағы сәулеленулері бар.

УК сәулесіне түсіру үшін, ұзақ уақыт және қысқа уақыт әсер ететін УК сәулесін шығаратын қондырғылар қолданылады. Ұзақ уақыт әсер ететін УК сәулесін шығаратын қондырғыларда шамдар бөлменің шырақтарына жарық беру үшін қолданылатын әдеттегі люминесценттік шамдармен бірге орнатылады. Бұл жағдайда, алдын алу мақсатындағы дозаны адам бөлме ішінде 3-6 сағат бойына болған уақытта алады. Арнайы бөлмелерде – фотарийлерде қысқа уақыт УК сәулесіне түсіру кезінде, алдын алу жөніндегі доза бірнеше минут ішінде алынады. Күн сәулесіне ашығудың орнын толтыру әсіресе балалар үшін өте маңызды, себебі олардың ағзасы УК жетіспеушілігіне аса сезімтал. УК сәулесіне түсіргенде, оны міндетті түрде мөлшерлеу және дозасын бақылап отыру қажет. Әуелде биологиялық (эритемдік) дозаны И.Ф. Горбачевтың биодозиметр аспабының көмегімен анықтайды. Ол, білек пен іштің күймеген терісін сәулеленуге түсергеннен кейін 8-14 сағаттан сон, терінің сәулеленуге ұшыраған жерінде, айқындығы минимальды, эритема тудыратын, сәулелену әсерінің минимальды уақытына тең.

УК сәулесіне алдын алу мақсатында түсіргенде, күнделікті тәуліктік доза биодозаның 1/8-3/4 мөлшерін құрайды. Әдетте, қысқа мерзімді әсер ететін қондырғыларда сәулеленуге түсіруді, адамның жағдайына байланысты биодозаның 1/4 немесе 1/8 мөлшерінен бастайды және күн сайын немесе күн ара осы мөлшерде қосып отырып, сәулеленуге түсіруді 1,5 биодозаға дейін жеткізеді, содан кейін 2-3 айға үзіліс жасайды.

Ұзақ уақыт әсер ететін УК сәулесін шығаратын қондырғыларды бала бақшаларда, балалар үйлерінде, мектептерде, ауруханаларда, шипажайларда, демалыс үйлерінде, жатақханаларда, табиғи жарығы жоқ өндірістік бөлмелерде, спорт залдарында орнатады. Бұл бөлмелерде алдын алу мақсатындағы тәуліктік доза күн бойына алынады.

Қысқа толқынды УК сәулелері айқын бактерицидтік әсер етеді, сондай-ақ, адам ағзасына да зиянды әсерін тигізеді. Ұзын және орта толқынды сәулелер де абиогенді әсер етуі мүмкін, егер, сәулелену әсерінің қарқындылығы жоғары (5 және одан да көбірек минимальды эритемды биодоза) болса. Ультракүлгін сәулесінің абиогенді әсеріне күйік, фотодерматиттер, эрозиялар, жаралар, кератоконьюктивиттер, кератиттер, катаракта, птеригий, күн сәулесінін әсерінен дамитын эластоз, фотосенсибилизация, ішкі мүшелердің созылмалы ауруларының асқынуы, канцерогендік және мутагендік әсерлер жатады. Канцерогендік әсері көбінесе толқын ұзындығы 280-340 нм сәулеленуге тән, бірақ, ол күн сәулесінің және жасанды көздерінен сәулеленудің өте үлкен дозасы (40 биодозадан жоғары) ұзақ уақыт әсер еткен кезде ғана пайда болады.

Сонымен қатар, озон тесіктерінің өлшемі үлкеюі мен санының көбеюі салдарынан, тері обырымен аурушаңдықтың көбеюі болжамдалып отыр. Абиогенді эффектілері тек күн сәулесімен ғана емес, сонымен қатар, ультракүлгін сәулесінің әр түрлі жасанды көздерімен де: бактерицидтік сәуле шығаратындармен, электрлік дәнекерлеуші аппараттармен, плазмалық оттықпен, фотоэлектрлік сканнермен, лазерлермен, флюоресценттік панельдермен және басқаларымен байланысты болуы мүмкін.

Күннің УК сәулесінің қолайсыз әсерінің алдын алу үшін, ашық ауада жұмыстар 10-14 сағат аралығында жүргізілмеуі керек немесе, күннің астында болу уақытын шектеп және күннен қорғайтын киімдер мен заттарды қолданып, жүргізілуі тиіс. УК-сәулесінің жасанды көздерімен жұмыс істегенде, УК-сәулеленуі міндетті түрде нормаланауы және қорғайтын заттар, тиісті дабыл қағушылар қолданылуы тиіс.