3 Виды фотобиологического воздействия

Энергия оптического излучения непосредственно воз­действует на человека, животных, растения, микроорга­низмы и другие приемники. Основные виды фотобиоло­гического воздействия следующие. Световое воздействие выражается в зритель­ном ощущении человека и животного, позволяющем ори­ентироваться в окружающем пространстве. Фотосинтезное действие выражается в том, что видимое и длинноволновое УФ излучения обеспечи­вают процесс, в результате которого в зеленых расте­ниях из минеральных веществ синтезируются вещества органические. Фотопериодическое действие выражается в том, что при различном чередовании и длительности периодов освещенности (облученности) и темноты про­является влияние на развитие растений, животных, пти­цы. Терапевтическое (эритемное, антирахитное) д ей с тв и е оптического излучения заключается в сле­дующем. Облучение людей, животных, птицы дозирован­ными количествами УФ, видимого, ИК излучений улуч­шает обмен веществ, повышает сопротивляемость орга­низма к заболеваниям. Бактерицидное действие состоит в том, что облучение УФ излучением и в больших количествах ви­димым и ИК излучением вызывает гибель бактерий, ра­стений, насекомых. Мутагенное действие оптического излучения выражается в том, что длительное воздействие на жи­вотных и растения УФ излучения приводит к наследст­венным изменениям, которые можно использовать для выведения растений и других организмов с новыми свойствами. Для каждого фотобиологического процесса [можно построить зависимость его интенсивности от длины вол­ны излучения. Такую графическую зависимость называ­ют спектром действия излучения. Спектр дей­ствия имеет важное значение 'при создании эффективных и экономичных источников излучения и проектировании облучательных установок. Если объект подвергать облучению активным в отно­шении данного процесса излучением и одновременно воз­действовать на него излучением неактивным в отношении того же процесса, то последнее может повысить или сни­зить эффективность облучения. Например, при сопро­вождении ультрафиолетового облучения животных ин­тенсивным освещением эффективность ультрафиолето­вого облучения будет значительно меньшей, чем одного облучения. Это явление взаимной связи излучений раз­личных диапазонов длин волн при воздействии на один объект называется фот о реактивацией.

4. Воздействие оптического излучения на человека

Излучения всех трех диапазонов оптической части спектра активно воздействуют на человека. Результат воздействия различен и определяется энергией квантов излучения, уровнем облученности и продолжительностью действия. Он может быть как положительным (благо­творным), так и отрицательным для отдельных органов человека и для организма в целом. Ультрафиолетовое солнечное излучение в опреде­ленных дозах дает благотворные результаты, так как под его влиянием образуются биологически активные вещества (витамин D и др.). Распространяясь по орга­низму, эти вещества оказывают положительное терапев-тичеокое и тонизирующее действие на организм. В ре­зультате поглощения квантов ультрафиолетового излуче­ния на коже человека спустя несколько часов возникают эритема и пигментация. Переоблучение приводит к вос­палительным процессам и, следовательно, вредно для здоровья. Недостаток естественного ультрафиолетового излучения в северных районах -нашей страны, особенно в зимний период, приводит к ослаблению организма, по­этому в настоящее время в этих районах используют ис­кусственное ультрафиолетовое облучение людей. Корот­коволновое ультрафиолетовое излучение может вызы­вать заболевание глаз конъюнктивит, если они не защищены. Воздействие видимого излучения изучено в основном применительно к органам зрения человека. Глаз пред­ставляет собой орган, в котором энергия видимого излу­чения преобразуется в энергию нервных импульсов, пе- редающихся по зрительному нерву в головной мозг. Бла­годаря им возникают зрительные ощущения, которые яв­ляются основным источником информации об окружаю­щем нас мире. Зрительное ощущение позволяет судить о яркости, цвете, размерах и форме предметов, а также об их движении и взаимном расположении.

Глаз человека способен активно воспринимать осве­щенность от 0,1 лк до 100 000 лк благодаря способности приспосабливаться к различным уровням освещенно­сти — адаптации. Глаз является избирательным при­емником оптического излучения, то есть при одной и той же мощности видимого излучения, но разных дли­нах волн получаются разные уровни светового ощуще­ния. Спектральная чувствительность глаза непостоянна даже для одного человека. Она определяется уровнем яркости наблюдаемого объекта В сетчатой оболочке глаза содержатся два типа све­точувствительных элементов. Одни работают при высо­ких уровнях освещенности сетчатки, другие — при низ­ких. Соответственно этому различают кривые спектраль­ной чувствительности для дневного и ночного зрения (рис. 2.1, а, кривые 1 и 2). Основной принято считать кривую, характеризующую спектральную чувствитель­ность дневного зрения с максимумом при длине волны 555 нм. Кривая ночного зрения смещена в сторону меньших длин волн. При переходе от освещенностей, соответ­ствующих ночному зрению, к оовещенностям дневного зрения глаз находится в режиме сумеречного зре­ния, когда работают оба типа чувствительных элементов сетчатки. Сумеречный режим работы наиболее неблаго­приятен для зрения. Инфракрасное излучение обладает значительной про­никающей способностью, позволяющей нагревать глу­бинные ткани человека, и оказывает тепловое действие.

Рис. 2.1. Спектры действия видимого (а) и ультрафиолетового (б) излучений:

/ — спектральная чувствительность глаза человека при дневном зрении; 2— то же, при ночном зрении; 3 — спектральная чувствительность среднего ли­ста растения; 4 — спектр эритемного действия УФ излучения; 5 — спектр бак­терицидного действия УФ излучения.