Радиация: что известно о влиянии ультрафиолетового излучения на здоровье

Ультрафиолетовое излучение UVA имеет большую длину волны, чем UVB, и поэтому проникает глубже в ткани глаз и кожи. UVA и UVB также отличаются друг от друга по энергии: энергия излучения UVA меньше. В силу указанных отличий UVA и UVB вызывают разные биологические эффекты и разные последствия для здоровья человека.

Кожа

Излучение UVA способно проникать глубоко в кожу и может достигать дермы и подкожного слоя, поражая соединительную ткань и кровеносные сосуды, что приводит к постепенной утрате эластичности кожи и преждевременному старению. Под воздействием UVA присутствующий в клетках верхнего слоя кожи пигмент меланин темнеет, в результате чего возникает загар, который быстро появляется, но и быстро сходит на нет. 

Большая часть излучения UVB поглощается эпидермисом. Под воздействием UVB в коже в течение нескольких дней вырабатывается новый меланин, и полученный таким образом загар может сохраняться относительно долго. UVB также стимулирует утолщение эпидермиса. Таким образом, UVB вместе с UVA стимулирует синтез, потемнение и утолщение клеток внешних слоев кожи, что является защитной реакцией организма и служит для предотвращения дальнейшего повреждения тканей ультрафиолетом. 

Излучение UVB – основная причина солнечных ожогов. Солнечный ожог является следствием чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения и одним из факторов, серьезно повышающих риск развития рака кожи. При этом, вероятность развития меланомы и немеланомного рака кожи повышается даже под воздействием UVB в дозах, не приводящих к солнечным ожогам. Излучение UVB также стимулирует синтез витамина D в организме.

Глаза

Так же, как и при воздействии на кожу, излучение UVA и UVB проникают в ткани глаза на разную глубину. Роговица и хрусталик полностью поглощают излучение UVB, но пропускают небольшое количество лучей UVA до сетчатки. Вопрос о том, может ли это привести к повреждению сетчатки и осложнениям со зрением в более позднем возрасте, пока до конца не изучен. У взрослых до сетчатки доходит от 1 до 2% излучения UVA, в то время как у детей количество проникающего до сетчатки излучения сильно зависит от возраста: у новорожденных эта величина составляет порядка 20% и постепенно снижается по мере взросления ребенка. Таким образом, глаз ребенка более чувствителен к ультрафиолетовому излучению и требует специальной защиты для предотвращения повреждений от ультрафиолета.

Иммунная система

До настоящего времени большинство исследований были сосредоточены на изучении влияния UVB, поскольку, как представляется, этот тип ультрафиолетового излучения в большей степени подавляет иммунную систему, чем излучение UVA. Существует гипотеза, согласно которой лучи UVA и UVB поглощаются разными молекулами, присутствующими в коже. Это приводит к изменениям в распределении и активности некоторых ключевых молекулярных и клеточных факторов иммунной системы. Изменение баланса иммунного ответа, который реализуется клетками и антителами, может снизить способность организма защищаться от определенных заболеваний.

Единственным полезным эффектом облучения ультрафиолетом является стимуляция выработки витамина D под воздействием лучей UVB. Витамин D играет важную роль в усвоении кальция и фосфора, поступающих с пищей, и крайне необходим для развития скелета, иммунной функции и выработки клеток крови. Этот положительный эффект от воздействия ультрафиолета необходимо соизмерять с сопутствующим неблагоприятным воздействием ультрафиолетового излучения на здоровье глаз и кожи.

Согласно имеющимся на сегодняшний день научным знаниям, синтез достаточного количества витамина D у здорового человека достигается при воздействии ультрафиолета на открытые участки кожи лица, кистей и предплечий без солнцезащитного крема два-три раза в неделю с продолжительностью, равной половине времени, в течении которого обычно возникает солнечный ожог незащищенной кожи (то есть порядка 12 минут для людей с чувствительной кожей (II тип кожи)) при УФ-излучении с индексом 7.

Развитие дефицита витамина D возможно у тех, кто очень мало времени проводит на солнце, например, у пожилых людей, которые не выходят из дома или у которых синтез витамина D понижен в связи с возрастом, у людей с темной пигментированной кожей, живущих в высокоширотных странах с относительно низким уровнем ультрафиолетового излучения, людей, в силу культурных традиций носящих покрывающую все тело одежду, а также людей с нарушениями метаболизма витамина D. Определить наличие дефицита витамина D и назначить его лечение может только врач. Прием добавок витамина D или терапия дефицита витамина D должны проводиться под наблюдением врача. Ввиду важности витамина D во многих странах он вводится в состав обычных продуктов питания, таких как мука, крупы или молоко. Природный витамин D содержится в очень небольшом количестве продуктов питания, в основном в жирной рыбе и жире печени трески. Большинство пероральных поливитаминных комплексов также содержат достаточную суточную дозу витамина D.

УФ-излучение может вызывать краткосрочные и долгосрочные негативные последствия для здоровья кожи. В дополнение к хорошо известным краткосрочным эффектам, таким как солнечный ожог или аллергические реакции, долгосрочные последствия, такие как рак кожи, представляют собой хронический риск для здоровья. Риск развития рака кожи сильно коррелирует с продолжительностью и частотой пребывания на солнце в течение всей жизни. Кумулятивное воздействие ультрафиолетового излучения приводит к развитию плоскоклеточной карциномы, в то время как периодическое, но интенсивное воздействие ультрафиолета и солнечные ожоги являются фактором риска меланомы.

Загар

Такого понятия, как здоровый загар, не существует! Кожа вырабатывает пигмент темного цвета меланин в качестве защиты от дальнейшего повреждения ультрафиолетовым излучением. Потемнение кожи обеспечивает небольшую защиту от солнечных ожогов. С помощью загара, вызванного излучением UVA и UVB, можно достичь фактора защиты от УФ-излучения в пределах от 2 до 4. Тем не менее, такой загар не обеспечивает защиты от долгосрочных последствий повреждения кожи ультрафиолетом, таких как рак кожи. Загар может быть привлекательным с эстетической точки зрения, но на самом деле его появление – это признак того, что кожа была повреждена и пыталась защититься от дальнейшего повреждения ультрафиолетом.

Солнечные ожоги

Солнечный ожог — это воспаление кожи, в значительной степени вызванное излучением UVB. Оно проявляется в виде покраснения и отека пораженных участков кожи и в тяжелых случаях сопровождается образованием волдырей. Дискомфорт от солнечного ожога достигает своего пика через 12-36 часов. Частые солнечные ожоги в детском и подростковом возрасте серьезно повышают риск развития рака кожи (меланомы). Дерматологическим индикатором чрезмерного воздействия ультрафиолетового излучения на кожу является возникновение эритемы (покраснения). При этом повреждения ДНК, способные вызвать рак кожи, могут иметь место еще до достижения порога возникновения эритемы.

Аллергия на УФ-излучение

«Аллергия на солнце» – одно из заболеваний кожи, вызываемых ультрафиолетовым излучением. Наиболее распространенной формой аллергии на солнце является полиморфный фотодерматоз. После воздействия ультрафиолета, в частности UVA, на коже могут появиться красные пятна, волдыри и узелки (папулы), вызывающие интенсивный зуд и обычно поражающие шею, верхнюю часть груди, верхнюю часть рук, тыльную сторону рук или бедра. «Акне Майорка» — это особая форма полиморфного фотодерматоза, при которой повреждения кожи вызваны взаимодействием ультрафиолетового излучения и липидов в составе солнцезащитного крема (или выделений сальных желез кожи).

Фототоксические реакции

Вещества, присутствующие в составе некоторых лекарственных препаратов, растительных лекарственных средств или косметики, например духов или мыла, могут вызвать фототоксические реакции кожи. Такие вещества называют фотосенсибилизирующими. В их присутствии даже небольшой дозы ультрафиолетового излучения может быть достаточно для развития аллергической реакции, сопровождающейся сыпью, или сильного солнечного ожога. Фотосенсибилизирующие вещества также могут содержаться в некоторых растениях и продуктах питания, таких как цитрусовые, сельдерей или борщевик гигантский. Ультрафиолетовое облучение после употребления этих растений в пищу или прикосновения к ним может привести к кожным заболеваниям.

Преждевременное старение кожи и появление морщин

Воздействие солнечных лучей способствует старению кожи, что связано с сочетанием нескольких факторов. Фотостарение часто можно наблюдать у людей, проводящих много времени на открытом воздухе и регулярно подвергающихся воздействию солнечных лучей.  Фотостарению способствуют как UVB, так и UVA. Это постепенный и необратимый процесс, при котором кожа со временем теряет свою эластичность. Морщины, дряблость и мешки под глазами – частые признаки этой потери эластичности.

Рак кожи

Ультрафиолетовое излучение является основной причиной рака кожи – наиболее распространенного онкологического заболевания у светлокожих людей. К факторам риска развития рака кожи относятся тип кожи, большие врожденные или клинически атипичные родинки, количество родинок, наличие рака кожи в семейном анамнезе, а также приобретенные факторы риска, такие как иммуносупрессивные заболевания, а также характер воздействия ультрафиолета, величина воздействия ультрафиолета на протяжении жизни (кумулятивная доза), периодическое воздействие ультрафиолета и солнечные ожоги.

Ниже перечислены основные типы рака кожи в порядке возрастания тяжести и снижения распространенности заболевания.

Базально-клеточный рак

Базально-клеточный рак (базалиома) развивается из клеток эпителия и является наиболее распространенным типом рака кожи. В большинстве случаев он поражает части тела, которые обычно подвергаются воздействию солнца: уши, лицо, шея и предплечья. За последние десятилетия число зарегистрированных случаев базально-клеточного рака резко возросло и продолжает расти. Обычным проявлением заболевания является возникновение красного бугорка или участка с отслаивающейся кожей; явных предраковых признаков не выявлено. Такие раковые поражения растут медленно, редко вызывают метастазы, но могут вызывать глубокие изъязвления при отсутствии хирургического лечения.

Плоскоклеточный рак

Плоскоклеточный рак также развивается из клеток эпителия и является вторым по распространенности типом рака кожи. Он проявляется в виде красного чешуйчатого утолщения на участках кожи, наиболее подверженных воздействию ультрафиолетового излучения; предраковым поражением в данном случае является актинический кератоз в виде покраснения с резкими границами и грубой, похожей на наждачную бумагу поверхностью. Поскольку данный тип рака в некоторых случаях приводит к метастазам, он считается более опасным по сравнению с базалиомой. Тем не менее, для него также характерен медленный рост, и он также поддается хирургическому лечению до того, как начнет представлять серьезную угрозу.

Меланома кожи

Меланома является наименее распространенным, но наиболее опасным типом рака кожи, который вызывает большинство случаев смерти от рака кожи. Она относится к развивающимся из меланоцитов злокачественным новообразованиям кожи и может проявляться в виде новой родинки или в виде изменения цвета, формы, размера или поверхности уже существующего пигментного пятна, веснушки или родинки. Обычно меланомы имеют неправильный контур и неравномерную окраску. Еще одним распространенным симптомом является зуд, но он может быть вызван и доброкачественными родинками. При условии раннего выявления и лечения на ранней стадии прогноз при меланоме благоприятный. При отсутствии лечения опухоль может стремительно развиваться и метастазировать (распространяться в другие органы). Меланома может возникать в достаточно раннем возрасте, и ее распространенность во всем мире быстро растет. Существуют убедительные доказательства того, что меланома возникает в результате периодического воздействия ультрафиолета (периодическое интенсивное воздействие солнечных лучей в течение коротких периодов времени) и тяжелых солнечных ожогов в детстве или подростковом возрасте. 

В ходе эволюции в организме человека сформировался ряд механизмов, обеспечивающих защиту глаз от воздействия солнечных лучей. Глаза расположены на некотором углублении в орбитах и защищены надбровными дугами и ресницами. Сужение зрачка, смыкание век или рефлекторное прищуривание снижают количество проникающего в глаз солнечного света. Посредством этих механизмов организм реагирует на яркий видимый свет, но не на ультрафиолетовое излучение; при этом интенсивность ультрафиолетового излучения может быть высокой даже в пасмурный день. Таким образом, эффективность этих анатомических адаптаций и естественных защитных механизмов в защите от ультрафиолетового излучения ограничена.

Воздействие ультрафиолета на глаза имеет ряд острых и долгосрочных последствий.

Фотокератит и фотоконъюнктивит

Фотокератит — это воспаление роговицы, а фотоконъюнктивит — воспаление конъюнктивы, оболочки, которая покрывает внутреннюю поверхность век и глазное яблоко. Эти воспалительные реакции являются следствием солнечного ожога очень чувствительных поверхностных тканей глазного яблока и век и обычно проявляются в течение нескольких часов после воздействия УФ-излучения. Хотя фотокератит и фотоконъюнктивит могут сопровождаться сильной болью, они обратимы и, как представляется, не приводят к каким-либо долгосрочным повреждениям глаз или зрения.

Экстремальной формой фотокератита является снежная слепота. Это состояние может развиваться у лыжников и альпинистов при экстремально высоких уровнях ультрафиолетового излучения на больших высотах вследствие интенсивного отражения УФ-лучей от снега, который может отражать до 80% ультрафиолетового излучения. В таких условиях экстремальная интенсивность ультрафиолетового облучения приводит к разрушению клеток поверхности глазного яблока и вызывает слепоту. Снежная слепота сопровождается сильной болью в результате отпадения омертвевших клеток. В большинстве случаев поврежденные клетки быстро восстанавливаются, и в течение нескольких дней зрение возвращается. В тяжелых случаях снежная слепота может сопровождаться осложнениями, такими как хроническое раздражение глаз или хроническое слезотечение.

Птеригий

Птеригий – это распространенное патологическое состояние, которое ассоциируется с чрезмерным воздействием солнечных лучей и проявляется в зарастании роговицы тканью конъюнктивы. Как представляется, фактором формирования птеригия является ультрафиолетовое излучение. Птеригий может доходить до центрального участка роговицы и тем самым снижать остроту зрения. Кроме того, он нередко сопровождается воспалением. Такие наросты могут быть удалены хирургическим путем, но имеют тенденцию к рецидиву.

Климатическая капельная кератопатия

Климатическая капельная кератопатия – это сфероидальная дегенерация поверхности стромы роговицы, распространенная, главным образом, в районах с высоким уровнем интенсивности УФ-излучения, например в Арктике или тропических странах. Причиной развития климатической капельной кератопатии является хроническое воздействие UVA и UVB.

Катаракта

Катаракта – это основная причина потери зрения в мире. При катаракте происходит нарушение структуры белков хрусталика глаза (раскручивание или запутывание) с накоплением пигментов, затуманивающих хрусталик, что в конечном итоге приводит к слепоте. Несмотря на то, что с возрастом катаракта в той или иной степени развивается у большинства людей, ряд исследований убедительно доказывает, что фактором риска развития кортикальной катаракты является излучение UVB.  Катаракта может быть удалена хирургическим путем, и для восстановления зрения проводится имплантация искусственного хрусталика, или применяются другие средства коррекции зрения.

Каждый год во всем мире около 16 млн человек страдают от слепоты из-за снижения прозрачности хрусталика. По оценкам ВОЗ, до 10% случаев катаракты могут быть вызваны чрезмерным воздействием ультрафиолетового излучения и, таким образом, поддаются профилактике.

Рак глаза

По современным научным данным, различные формы рака глаза могут быть связаны с воздействием ультрафиолетового излучения. Увеальная меланома, наиболее распространенная форма рака глазного яблока, в некоторых случаях требует хирургического вмешательства и ассоциируется с высокой смертностью. Данные о связи онкологических заболеваний глаза с воздействием ультрафиолета неоднозначны. Двумя наиболее распространенными опухолями века являются базальноклеточная (примерно 90 % всех случаев злокачественных новообразований века) и плоскоклеточная карцинома. 

Одним из основных эффектов УФ-излучения является подавление иммуного ответа организма на антигены. Воздействие ультрафиолета вызывает ряд реакций в коже, которые могут привести к местной, но также и системной иммуносупрессии. Эти реакции являются результатом сложного взаимодействия с участием широкого спектра различных типов клеток, таких как клетки кожи и клетки иммунной системы. Точные механизмы этого процесса до конца не изучены. Одним из примеров иммуносупрессии, вызванной УФ-излучением, является периодическое появление "простуды" на губах, когда ослабленная иммунная система больше не может держать вирус герпеса под контролем.

Да, нужно. По сравнению с людьми со светлой кожей темнокожие в гораздо меньшей степени подвержены риску развития меланомы или немеланомного рака кожи, однако это не означает, что такой риск полностью отсутствует. Людям с более темной кожей необходимо больше солнечного ультрафиолета для выработки достаточного количества витамина D, поэтому при проживании в высоких широтах у них может развиваться дефицит этого витамина. Тем не менее, независимо от цвета кожи человека ультрафиолетовое излучение создает риск повреждения ДНК, старения кожи, повреждения глаз и вредного воздействия на иммунную систему, поэтому в любом случае рекомендуется принимать все меры для защиты от УФ-лучей.