Ультрафиолетовое (УФ) излучение представляет собой электромагнитное
излучение с длиной волны в диапазоне 100–400 нм, условно делимое на три
диапазона: UV-A (320–400 нм), UV-B (280–320 нм) и UV-C (100–280 нм).
Основной механизм воздействия УФ-излучения на ткани человека связан с
фотохимическими реакциями, инициируемыми поглощением фотонов молекулами
ДНК, белков и липидов. В результате происходит образование свободных
радикалов, образование димеров тимина в ДНК и окислительное повреждение
клеточных мембран, что приводит к мутациям, фотостарению кожи и
повышенному риску раковых заболеваний.
Ключевой фактор повреждающего действия — энергия
фотона. Чем короче длина волны, тем выше энергия и потенциальная
опасность для биологических молекул. UV-C полностью поглощается озоновым
слоем, UV-B частично достигает поверхности Земли и является главным
фактором фотоканцерогенеза, UV-A обладает меньшей энергией, но глубже
проникает в кожу и вызывает фотостарение.
Защита глаз от
фотохимического воздействия
Глаза особенно чувствительны к UV-B и UV-A излучению. Основные
структуры, подверженные повреждению:
- Роговица — может развиваться фотокератит вследствие
повреждения эпителия;
- Хрусталик — накопление фотохимически
модифицированных белков приводит к катаракте;
- Сетчатка — хотя в нормальных условиях УФ
практически не достигает сетчатки, длительное воздействие сильного UV-A
может способствовать оксидативному стрессу и повреждению
фоторецепторов.
Механизмы защиты глаз:
- Естественная фильтрация: Роговица и хрусталик
частично поглощают UV-излучение, предотвращая его прохождение к
сетчатке.
- Антиоксидантная система: Глаз содержит ферменты
(каталаза, супероксиддисмутаза), которые нейтрализуют свободные
радикалы.
- Оптические фильтры: Современные солнцезащитные очки
и контактные линзы с UV-фильтрами блокируют до 99–100% опасного
излучения.
Защита кожи от
фотохимического воздействия
Кожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки.
Наиболее уязвим эпидермис, особенно базальный слой, где расположены
меланоциты и активно делящиеся кератиноциты.
Основные механизмы повреждения:
- Образование димеров тимина в ДНК, вызывающее
мутации и фотоканцерогенез;
- Окислительное повреждение липидов и белков,
приводящее к фотостарению;
- Иммунодепрессивное действие UV, снижающее локальный
иммунный ответ и повышающее риск инфекций и опухолей.
Естественные механизмы защиты:
- Меланин — основной фотопротектор кожи, поглощает
UV-излучение и снижает образование свободных радикалов;
- Толстый роговой слой — действует как физический
барьер, уменьшая проникновение фотонов в глубокие слои;
- Регенерация ДНК — системы нуклеотидной эксцизионной
репарации исправляют повреждения димеров тимина.
Искусственные методы защиты:
- Солнцезащитные средства (SPF): химические фильтры
поглощают UV, а физические (титановые и цинковые оксиды) рассеивают
излучение;
- Одежда и головные уборы: плотные ткани с высоким
коэффициентом защиты (UPF) снижают интенсивность проникновения UV;
- Временные меры: избегание прямого солнечного
воздействия в часы пик, использование тени и стеклянных барьеров с
UV-фильтрацией.
Фотохимическая
стабилизация и антиоксидантные стратегии
В профилактике фотоповреждений применяются вещества, способные
поглощать или нейтрализовать фотохимически активные молекулы:
- Антиоксиданты (витамины C и E, полифенолы)
уменьшают образование ROS и предотвращают окислительное повреждение
клеточных компонентов;
- Фотостабилизаторы (например, бензофеноны и
салицилаты) обеспечивают долговременное поглощение UV и предотвращают
фотодеградацию защитных средств;
- Генные и клеточные подходы: исследуются препараты,
стимулирующие экспрессию эндогенных антиоксидантных ферментов и
репарационных механизмов ДНК.
Эффективная защита глаз и кожи требует комплексного сочетания
естественных барьеров, физических и химических фильтров, а также
биохимических антиоксидантных систем. Сочетание этих подходов
минимизирует фотохимическое повреждение и снижает риск долгосрочных
патологий, связанных с воздействием ультрафиолетового излучения.