170082 (Влияния излучения на человека)

Содержание

Введение

1. Влияние ультрафиолетового излучения на человека

2. Причины возникновения озоновых дыр и их влияние на здоровье людей

Заключение

Введение

Экология изначально возникла как наука о среде обитания живых организмов: растений, животных (в том числе и человека), грибов, бактерий и вирусов, о взаимоотношениях между организмами и средой их обитания и о взаимоотношениях организмов друг с другом. Само же слово «экология» возникло гораздо позже в сравнении со временем появления собственно экологических знаний. Оно было введено немецким биологом Эрнстом Геккелем (1869 г.) и образовано от греческого слова «ойкос» - дом, жилище. До 30-х годов ХХ столетия общей экологии, как общепризнанной науки, еще не существовало.

Все процессы в биосфере взаимосвязаны. Человечество – незначительная часть биосферы, а человек – один из видов органической жизни – Homo sapiens (человек разумный). Разум выделил человека из животного мира и дал ему огромное могущество. Человек на протяжении веков стремился не приспособиться к природной среде, а сделать ее удобной для своего существования. Теперь мы осознали, что любая деятельность человека оказывает влияние на окружающую среду, а ухудшение состояния биосферы опасно для всех живых существ, в том числе и для человека. Всестороннее изучение человека, его взаимоотношений с окружающим миром привели к пониманию, что здоровье – это не только отсутствие болезней, но и физическое, психическое и социальное благополучие человека. Здоровье – это капитал, данный нам не только природой от рождения, но и теми условиями, в которых мы живем.

Цель работы – изучить некоторые факторы, влияющие на здоровье человека.

Задачи: рассмотреть ультрафиолетовое излучение, изучить причины возникновения озоновых дыр, выявить их влияние на здоровье человека.

1. Влияние ультрафиолетового излучения на человека

Сегодня экономия денежных средств является актуальной задачей для лечебно-профилактических учреждений любого профиля. При этом значительная часть средств часто расходуется на приобретение новых медицинских изделий и инструментов, хотя продлить срок службы старых - вполне решаемая и более экономически выгодная задача.

Вопрос о влиянии ультрафиолетового из лучения (УФИ) на трофические, регуляторные и обменные процессы у растений и живых организмов находится под постоянным и пристальным вниманием. Энергия света и, особенно, ультрафиолетовая часть спектра излучения уже давно используется в медицине для профилактики и лечения ряда заболеваний, так как велика его роль в различных биологических процессах в организме человека.

Единственным естественным источником УФИ является Солнце, основная энергия которого достигает поверхности Земли в видимом и инфракрасном спектральном диапазоне. Ультрафиолетовое излучение занимает участок электромагнитного спектра длин волн от 100 до 400 нм. В этом диапазоне выделяют три области ультрафиолетового излучения: УФ-А (315-400 нм), УФ-В (280-315 нм) и УФ-С (100-280 нм), которые различаются по биологическому воздействию и проникающей способности. Ультрафиолетовое излучение области УФ-А не задерживается озоновым слоем, проходит через роговой слой кожи (Рис.1). Не отмечается существенных колебаний в интенсивности УФ-А в разные времена года. За счет поглощения, отражения и рассеивания при прохождении через эпидермис, в дерму проникает только 20-30% УФ-А и около 1% от общей его энергии достигает подкожной клетчатки.

Большая часть излучения области УФ-В поглощается озоновым слоем, на 70% отражается роговым слоем, на 20% ослабляется при прохождении через эпидермис, в дерму проникает менее 10%.

Ультрафиолетовое излучение области УФ-С, практически, целиком задерживается озоновым слоем атмосферы Земли и не оказывает существенного влияния на организм человека.

Излучение области УФ-В поглощается озоном, водяными парами, кислородом, окисью углерода атмосферы приблизительно на 90%, а УФ-А мало поглощается в атмосфере Земли. Таким образом, поток ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, представляет собой композицию, в основном, из спектра УФ-А и небольшой части УФ-В (Рис.2) области ультрафиолетового излучения.¹

Следует обратить особое внимание, что высота Солнца над горизонтом влияет не только на уровень потока солнечной энергии, но особенно и на соотношение УФ-А и УФ-В составляющих ультрафиолетового излучения. Уровень потока ультрафиолетового излучения меняется и в течение дня, и от времени года. При этом среднее значение в полдень в летние месяцы потока УФ-А по отношению к УФ-В приблизительно в два раза выше на уровне Полярного Круга, чем на экваторе.

Таким образом, абсолютное значение области УФ-В в потоке ультрафиолетового излучения гораздо ниже по отношению к УФ-А в высоких широтах, то есть ближе к северу или к югу от экватора. Считалось, что основным повреждающим фактором является УФ-В составляющая область ультрафиолетового излучения. Однако эта область является наиболее энергетически активной частью ультрафиолетового спектра излучения, которая в основном поглощается эпидермисом кожи. В результате возникающих фотохимических реакций образуется гистамин и другие биогенные амины, приводящие к расширению сосудов и возникновению эритемы. При этом происходит синтез витамина D, который регулирует обмен кальция и фосфора и оказывает антирахитическое действие.

В целом ряде исследований подтверждено, что для городов, расположенных в северных регионах, длительный период ультрафиолетового дефицита может привести к развитию патологического состояния, известному как "световое голодание". Проявлениями этого состояния являются: нарушение минерального обмена, развитие дефицита витамина D, приводящее к рахиту у детей, резкое сокращение защитных сил организма. Так установлено, что индексы заболеваемости рахитом на широте 65 градусов северной широты в 2,5-3 раза выше, чем на широте 45 градусов. Отмечена взаимосвязь дефицита витамина D и зубного кариеса

Исследования, выполненные различными авторами, привели к выводу, что солнечный свет играет защитную роль в отношении заболеваний раком молочной железы, яичников, предстательной железы и рака толстой кишки (John Е.М., G. Schanart, 1999). Данная группа заболеваний составляет значительную часть общей смертности от злокачественных заболеваний в развитых странах.

Большинство исследователей видят эту взаимосвязь в синтезе витамина D под воздействием ультрафиолетового излучения УФ-В.

Рис. 1. Глобальное распределение интенсивности ультрафиолетового излучения, мВт/см2

Парадоксально, но оказалось, что смертность от меланомы также уменьшается при увеличении дозы ультрафиолетового излучения УФ-В.

Ряд исследований позволяет предположить, что ультрафиолетовое излучение подавляет реакции иммунной системы человека, где основную роль возлагали на воздействие излучения УФ-В. Последние данные позволяют сделать вывод о большем значении повреждающего действия на иммунитет ультрафиолетового излучения области УФ-А (Baron E.D.2003.)/ Отдельные области ультрафиолетового излучения по-разному влияют на физиологические реакции тканей и организма в целом. Потемнение меланина (легкий, быстро проходящий загар) возникает под влиянием УФ-А уже через несколько часов. Замедленный загар (синтез меланина и увеличение количества ме-ланосом) развивается примерно через три дня и вызывается излучением в УФ-В диапазоне. Это снижает поступление ультрафиолета до базаль-ного слоя и меланоцитов. Замедленный загар более устойчив. Наблюдается также пролиферация кератиноцитов, которая приводит к утолщению рогового слоя, что обеспечивает рассеивание и ослабление восприятия ультрафиолетового излучения. Данные изменения носят адаптационный характер.

Ультрафиолетовое излучение области УФ-А, которое используется в настоящее время в профессиональных и домашних соляриях, не вызывает солнечных ожогов и считается безопасным. Однако, именно эта область ультрафиолетового излучения, главным образом, ответственна за появление признаков фотостарения, а также за УФ-индуцированный канцерогенез, так как является основным фактором цитотоксического воздействия излучения в базальном слое эпидермиса за счет образования свободных радикалов и повреждения цепей ДНК. УФ-А излучение не дает утолщение эпидермиса, вызываемый им загар, хотя и кажется привлекательным с косметической точки зрения, малоэффективен в качестве защиты от последующего ультрафиолетового облучения, в отличие от пигментации, вызванной излучение УФ-В диапазона. Кроме того, при УФ-А облучение не происходит существенного увеличения синтеза меланина, загар будет кратковременным, а отсутствие в спектре излучения УФ-В не приведет к увеличению синтеза витамина D. С другой стороны, повреждающее действие на кожу (фотостарение, образование свободных радикалов) будет не только сохраняться, но, возможно, и усиливаться, поскольку определить минимальную энергетическую экспозицию ультрафиолетового излучения, вызывающую заметную эритему необлученной ранее кожи (Минимальную эритемную дозу МЭД) для УФ-А крайне сложно. Облучение лампами УФ-А диапазона, используемыми в соляриях, также не лишено риска с точки зрения канцерогенеза. Недавно опубликованные результаты исследований могут свидетельствовать о взаимосвязи УФ-А и меланомы при использовании искусственных источников УФ-А диапазона для женщин и молодых людей с 1-2 типами кожи, характерных для рыжих и блондинов. В то же время, не отмечено увеличения риска возникновения меланомы при использовании светолечебными облучателями с лампами со спектром УФ-В.

Таким образом, для получения косметического эффекта, а также с лечебной и профилактической целью необходимо проводить дозированные светолечебные процедуры с использованием облучателей светолечебных ультрафиолетово-инфракрасных, работающих в диапазоне УФ-А+УФ-В+ИК спектрах излучения, то есть излучения близкого к спектру солнца в нижних широтах.

2. Причины возникновения озоновых дыр и их влияние на здоровье людей

Озон является аллотропной модификацией кислорода. Его молекула диамогнитна (в отличие от парамагнитной О2 ), имеет угловую форму, связь в молекулу является делокализованной трехцентровой, предполагается также донорно-акцепторный механизм образования химических связей в озоне.²

Характер химических связей в озоне обусловливает его неустойчивость (через определенное время озон самопроизвольно переходит в кислород: 2О3 —>3О2) и высокую окислительную способность (озон способен на ряд реакций в которые молекулярный кислород не вступает). Окислительное действие озона на органические вещества связанно с образованием радикалов: RH+ О3 RО2 +OH

Эти радикалы инициируют радикально цепные реакции с биоорганическими молекулами (липидами, белками, нуклеиновыми кислотами), что приводит к гибели клеток. Применение озона для стерилизации питьевой воды основано на его способности убивать микробы. Озон не безразличен и для высших организмов. Длительное пребывание в атмосфере, содержащей озон (например, в кабинетах физиотерапии и кварцевого облучения) может вызвать тяжелые нарушения нервной системы. Поэтому, озон в больших дозах является токсичным газом. Предельно допустимая концентрация его в воздухе рабочей зоны – 0,0001 мг/литр. Загрязнение озоном воздушной среды происходит при озонировании воды, вследствие его низкой растворимости.

Известно, что основная часть природного озона сосредоточена в стратосфере на высоте от 15 до 50 км над поверхностью Земли. Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти км. Однако плотность озона очень низкая, и если сжать его до плотности, которую имеет воздух у поверхности земли, то толщина озонового слоя не превысит 3,5 мм. Озон образуется, когда солнечное ультрафиолетовое излучение бомбардирует молекулы кислорода (О2 —> О3).

Больше всего озона в пятикилометровом слое на высоте от 20 до 25 км, который называют озоновым. Концентрация озона в этом слое невелика, однако общее его количество в стратосфере достигает очень внушительной цифры – более 3 млрд тонн.

Образование озона из обычного двухатомного кислорода требует довольно большой энергии – почти 150 кДж на каждый моль. Такая насыщенность озона энергией делает его взрывоопасным. Как же образуется это вещество? Основная реакция – взаимодействие обычного двухатомного кислорода с атомарным: