Slnečné žiarenie

Slnečné žiarenie je hlavnou súčasťou vonkajšieho prostredia človeka a ovplyvňuje priamo aj nepriamo väčšinu živých foriem na Zemi. Ako prvá bola zistená zdraviu pozitívna vlastnosť slnečného žiarenia v prevencii nedostatku vitamínu D a pri liečbe detského ochorenia krivica – rachitída.

Na druhej strane už koncom 19. storočia dermatológovia upozorňovali na možnosť nepriaznivých účinkov pri dlhodobom vystavení. Moderná „honba za bronzom“ a zavádzanie fototerapie do laickej kozmetológie sa nepriaznivo premieta do urýchleného starnutia kože, nárastu počtu karcinómov kože, nemelanómových nádorov, malígneho melanómu kože a do nárastu poškodení oka rôzneho druhu.

Novou skutočnosťou s významnými dôsledkami je redukcia ozónovej vrstvy stratosféry. Po rade výkyvov až k hodnotám 20 % – 40 % úbytku oproti hodnotám za posledných 30 rokov sa hodnoty ustálili na hranici absolútneho minima.

Fyziologické a patofyziologické aspekty

Slnečné žiarenie predstavuje časť žiarenia patriacu do spektra tzv. neionizujúceho elektromagnetického vlnenia. Vlnový rozsah celého spektra prekrýva viac ako 15 radov. Rozsah pôsobenia a vedľajších účinkov je závislý na vlnovej dĺžke a na dávke ožiarenia. Čím je vlnová dĺžka kratšia, tým má žiarenie väčšiu energiu a tým má zároveň negatívnejší (agresívnejší) resp. vyšší biologický účinok.

Celé elektromagnetické spektrum slnečného žiarenia sa skladá zo súboru vĺn plynule sa meniacich frekvencií. Oko vníma túto vlnovú oblasť ako spektrum farieb od fialovej cez modrú, zelenú, žltú, oranžovú až k červenej. Viditeľné svetlo vyvoláva zrakový vnem a je bezpodmienečne nutným prostriedkom k získaniu zrakovej informácie o vonkajšom svete. Dlhšie vlnové dĺžky prislúchajú infračervenému žiareniu. Kratšie vlnové dĺžky má žiarenie ultrafialové.

Slnečné žiarenie, ktoré dopadá na zemský povrch sa skladá približne z 5 % ultrafialového žiarenia, 50 % viditeľného žiarenia a 45 % infračerveného žiarenia. Slnečné žiarenie s vlnovou dĺžkou približne 780 – 106 nm má charakter infračerveného žiarenia. Tento typ žiarenia vníma človek prevažne povrchom tela vo forme pôsobenia tepla. Viditeľné svetlo a jeho spektrum tvorí len nepatrnú časť rozsahu slnečného žiarenia. Jeho vlnové dĺžky sa pohybujú v rozmedzí 400 – 780 nm. Toto žiarenie preniká do pokožky a svalov, spôsobuje lepšie prekrvenie. Slnečné žiarenie s vlnovou dĺžkou nižšou ako 400 nm patrí do oblasti ultrafialového žiarenia.

Ultrafialové žiarenie (UV) a jeho vplyv na ľudský organizmus

Podľa účinkov na biologické systémy sa konvenčne UV žiarenie delí na pásma:

Rozhodujúca pre kvantitu a kvalitu žiarenia na Zemi je predovšetkým redukcia ultrafialového žiarenia ozónovou vrstvou stratosféry a pohlcovanie infračerveného žiarenia vodnými parami.

Ozón absorbuje všetko UVC a veľkú časť UVB žiarenia, takže ultrafialové spektrum na Zemi je tvorené predovšetkým UVA (90 – 99 %) a malou časťou UVB žiarenia (1 – 10 %). Intenzita ultrafialového žiarenia sa podstatne zosilňuje odrazom od snehu, ľadovcov, bieleho piesku, vodných plôch a to až o 85 %.

Významným faktorom je nadmorská výška. Pre každých 300 m nad morom rastie intenzita zložky vyvolávajúcej začervenanie a spálenie kože (erytematogénna zložka) až o 4 %, takže vo výške asi 1 500 m nad morom je intenzita asi o 20 % väčšia ako na hladine mora. Erytematogénne pôsobenie slnka je ovplyvňované aj vlhkosťou vzduchu a teplotou. Mraky absorbujú menej UV žiarenia ako viditeľného spektra, takže pri zamračenej oblohe sa znižuje intenzita UV len o 20 – 40 % oproti jasnému dňu.

Riziko z vystavenia slnečného žiarenia

Koža je vystavená pôsobeniu značných energetických dávok UV žiarenia počas celého života. Najviac chronických zmien sa objavuje vo väzivovom tkanive na nezakrytých miestach tela.

Najvýraznejšie biologické účinky v akútnych a chronických reakciách sú prisudzované UVB. Hoci UVA oblasť je charakterizovaná menej energetickým žiarením, jej vlnové dĺžky predstavujú až 90 % z UV spektra slnka a navyše penetruje podstatne hlbšie ako UVB a absorbuje sa väčšinou v spojivovom tkanive. Môže sa tak podieľať nielen na chronických, ale aj akútnych reakciách.

Pozitívne účinky UV žiarenia

• UV žiarenie v primeranej dávke zabezpečuje premenu a aktiváciu tvorby vitamínu D3 z dehydrocholesterolu, čo je dôležitou prevenciou rachitídy – krivice hlavne v detskom veku,
• primeraný pohyb a vplyv nielen UV ale komplexne slnečného žiarenia môže pozitívne vplývať na nešpecifickú imunitu.

Škodlivé účinky UV žiarenia na kožu

• Tvorba kožného erytému a edému. Ide o začervenanie kože s určitou dobou vznikajúcou až niekoľko hodín po ožiarení. V odbornej terminológii sa označuje ako tzv. latentný erytém, ktorý sa prejavuje po niekoľkohodinovom vystavení slnku. Ku zvýšenému prekrveniu kože dochádza často už mimo času pobytu na slnku na rozdiel od erytému - začervenania vyvolaného infračerveným žiarením, ktorý je okamžitý.
• Pigmentačné účinky. Po počiatočnom erytéme a opuchu (edéme) pokožky dochádza ku zhnednutiu pokožky stimuláciou melanocytov a oxidáciou pigmentu melanínu. Pigment, ktorý na pokožke vytvára hnedé sfarbenie vystupuje z bazálnych buniek epidermis do povrchových vrstiev coria.
• Starnutie kože označované ako aktinická elastóza. Starnutie kože je dominantná zmena, ktorá je pravidelne prítomná pri dlhodobom vystavení UV žiareniu. Podkladom je zhrubnutie kožného elastického tkaniva s prítomnosťou veľkého množstva zhrubnutých, prepletených, degradovaných elastických vlákien. Dochádza k úbytku a redukcii kolagénových vlákien a úbytku prokolagénu, ktoré je dôležitou látkou pre pružnosť a elasticitu kože. Po oslnení dochádza aj ku negatívnej aktivácii imunitných buniek (mastocytov), ktoré sú zmnožené a produkujú aktívne látky, ktoré vedú k poškodeniu tkaniva a zápalovej reakcii, takže je prítomný zápalový infiltrát. Degeneratívne zmeny v pokožke a podkoží sú sčasti zvratné reverzibilné. Už počas solárnom vystavení a po jej ukončení nastupuje obnovovací reparatívny proces s novotvorbou kolagénu v hlbších častiach kože. Málo známa je skutočnosť, že preťaženie regeneračných mechanizmov a poškodenie bunkových jadier s možným neskorým karcinogénnym účinkom začína už na úrovni 66 % prahu začervenania.
• Narušenie mikrocirkulácie v koži je sprevádzané dilatáciou ciev, ich atrofiou a postupnou redukciou. Môže dôjsť takmer k úplnej deštrukcii povrchového horizontálneho pletiva hlavne mechanizmom úbytku pružnosti cievnej steny.
• Karcinogénne účinky sú potvrdené experimentálne a epidemiologickými štúdiami poukazujúcimi na neustále sa zvyšujúcu celosvetovú incidenciu melanómových a nemelanómových nádorov kože. Tento dokázaný nárast incidencie kožných karcinómov a malígneho melanómu v posledných desaťročiach sa uvádza do súvislosti predovšetkým so zmenou módnych návykov a so zvýšením individuálnym vystavením UV žiareniu slnečného a arteficiálneho pôvodu. Odhaduje sa, že UV žiarenie je zodpovedné zhruba za 70 % kožných nádorov.
• Imunosupresia a imunotolerancia. UV žiarenie môže viesť k potlačeniu reakcie bunkami sprostredkovanej imunity. Najúčinnejšie je UVB, zanedbateľné nie je ani UVC a UVA žiarenie.
• Fototoxické a fotoalergické reakcie predstavujú proces fotosenzibilizačného poškodenia tkaniva „in vivo“ a následnú biologickú odpoveď na túto fototraumu. Fotosenzibilizujúcimi látkami je aj mnoho liekov, známy je napr. účinok niektorých antibiotík či chemoterapeutík. Fotosenzibilizujúcimi látkami môžu byť aj látky lokálne aplikované, napríklad s obsahom dechtov a ichtamolu. Fotoalergické reakcie vznikajú buď len ako priama imunitná reakcia navodená solárnym žiarením (väčšinou UVA), alebo v kombinácii s nejakou substanciou.

Škodlivé účinky UV žiarenia pre zrak

• Keratitis jezápalové ochorenie očnej rohovky, ktoré sa delí na povrchovú keratitídu a hlbokú keratitídu a prejavuje sa buď iba zápalovými ložiskami na okrajoch rohovky, alebo rohovkovým vredom šíriacim sa do okolia, prípadne môže postihnúť celé tkanivo rohovky a spôsobiť trvalú stratu jej priehľadnosti. Akčné spektrum pre keratitis nadobúda maximum pri vlnovej dĺžke 270 nm.
• Konjunktivitis – jezápalové ochorenie očných spojiviek, prejavujúce sa prekrvením spojivkových ciev, zvýšeným slzením a hlienovitou, alebo hnisavou sekréciou. Rovnako ako u keratitídy ide hlavne o oblasť UVC žiarenia. Maximálna vlnová dĺžka, ktorá túto reakciu vyvoláva je 260 nm.
• Katarakta je šedý zákal, porucha priehľadnosti očnej šošovky vplyvom fotochemických reakcií. Prejavuje sa zhoršením zrakovej ostrosti. Akčné spektrum pre šedý zákal ľudského oka nebolo doposiaľ určené, lebo katarakta má dlhodobú skrytú fázu a zakaľovanie očnej šošovky prebieha veľmi pomaly. UV žiarenie je jedným z hlavných rizikových faktorov pri rozvoji katarakty. Poškodenie sietnice predstavuje nepriaznivé účinky UV žiarenia na bunky sietnice. Poškodenie je spôsobené krátkovlnným žiarením (350 – 780 nm), a to cestou tak fotochemického ako aj termického poškodenia.

Iné účinky UV žiarenia

• Účinky UV žiarenia sú aj baktericídne, čo sa využíva pri dezinfekcii miestností s nutnými mikrobiologickými požiadavkami na kvalitu vzduchu, hlavne v zdravotníctve. Lampy emitujúce UV žiarenie sa označujú ako tzv. germicídne lampy a používajú sa na dezinfekciu ovzdušia v zdravotníckych zariadeniach, operačných sálach, laboratóriách, vo veterinárnych zariadeniach, vo farmaceutickej výrobe sterilných produktov a podobne.

Ochrana kože pred UV žiarením

Najlepšou ochranou kože je krytie kože odevom, čím sa zabraňuje pôsobeniu škodlivého UV žiarenia. Dočasnú ochranu kože pred nadmerným pôsobením UV žiarenia poskytujú špeciálne prostriedky označované ako opaľovacie prípravky, alebo prostriedky na slnenie. Obsahujú rôzne kombinácie UV filtrov podľa požadovaného stupňa ochrany, ktorý sa vyjadruje ako ochranný faktor. Pre nižší stupeň ochrany sa používajú len filtre pre UVB oblasť, pre vyššie hodnoty je nutná kombinácia filtrov pre UV B a UVA oblasť, prípadne UVC. Veľkosť ochrany je ovplyvňovaná nielen koncentráciou a druhom UV filtrov, ale celkovou receptúrou prípravku.

Účinnosť prípravku musí spĺňať nasledujúce ciele:

• znížiť pôsobenie škodlivých lúčov prirodzeným fotoprotektívnym ochranným mechanizmom (posilnenie pigmentácie, posilnenie rohovej vrstvy),
• predĺžiť dobu opaľovania,
• zamedziť vzniku akútnych a chronických zmien v dôsledku vystavenia slnku.