Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 6/2016 vyšlo tiskem
5. 12. 2016. V elektronické verzi na webu od 5. 1. 2017.

Osvětlení interiérů
Seminář Interiéry 2016 – páté výročí
Součinnost bytového interiéru a osvětlení 

Normy, předpisy a doporučení
Nové normy pro osvětlení pozemních komunikací

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Pražské Quadriennale představuje nový projekt věnovaný světelnému a zvukovému designu 36Q° Ve dnech 8. – 12. listopadu uvede site-specific výstavu v unikátním prostoru Lapidária…

THEATRE TECH & EVENT PRODUCTION v novém formátu a termínu Výstava divadelní a jevištní techniky THEATRE TECH & EVENT PRODUCTION se nebude konat…

Více aktualit

Záření a jeho působení na organismus

číslo 2/2002

Záření a jeho působení na organismus

MUDr. Milena Jirásková, CSc., Kožní klinika I. LF UK a VFN v Praze,
Ing. Lubor Jirásek, CSc., ČVUT – FEL v Praze

Obr. 1.

Obvykle začínáme slovy: „Již staří Babyloňané, Číňané, Egypťané, ….“, ale ve starověku si skutečně vážili Slunce a znali jeho působení, uměli je využít i pro léčebné účely. O tom svědčí kult boha Slunce existující ve všech těchto civilizacích a zprávy v dochované literatuře jejich lékařů a filozofů. Některé země si dokonce zvolily symbol Slunce do svého znaku. V době tzv. středověku se na jeho příznivé působení zapomínalo. Obnovení a vyvrcholení jeho „kultu“ v poněkud jiné podobě nastalo v první polovině minulého století, kdy mít „bronzovou“ pokožku bylo stejně módní jako v dřívějších dobách bylo u vybraných jedinců nezbytné, aby jejich pleť byla čistě bílá a sluncem netknutá. Ani jeden z extrémů však nelze doporučit.

Slunce je nezbytné pro přežití rostlin i živočichů. Ovlivňuje různé fyziologické procesy odehrávající se v kůži i v organismu. Ve spektru slunečního záření (tab. 1) dopadajícího na zemský povrch (tzv. terestriální záření) se vyskytují UVB paprsky (280 až 320 nm), UVA paprsky (320 až 400 nm), viditelné záření (400 až 700 nm) a infračervené záření (700 nm až 1 mm). UVC záření (280 až 100 nm) by mělo být filtrováno ve stratosféře ozonovou vrstvou. Riziko zvětšování jeho obsahu v terestriálním záření je z důvodu ztenčování ozonové vrstvy (obr. 1) stále větší. Terestriální záření (obr. 2) obsahuje 5 % UV paprsků, z toho je 95 % UVA a 5 % UVB [1]. Proto je třeba varovat osoby svátečně se vystavující vlivu slunečních paprsků a zejména osoby pracující mimo budovy před jejich negativním účinkem. Pochopitelně, čím více, resp. déle je kůže vystavena jejich působení, tím více roste riziko jejího poškození slunečním zářením. Poškození může být okamžité, může však být pozorováno až po mnoha letech opakovaného dlouhodobého vystavování se účinku paprsků. To se týká zejména obličeje a hřbetních stran rukou a předloktí, u žen nosících krátké sukně i dolních končetin, zejména pod koleny.

Obr. 2.

Záření v jednotlivých vlnových pásmech vyvolává určité pochody probíhající v kůži či v podkoží. Účinky částí spektra slunečního záření závisejí na schopnosti záření těchto jednotlivých vlnových délek pronikat do kůže (obr. 3) [7].

UVC záření, pokud se v terestriálním záření vyskytuje, proniká jen do povrchové vrstvy, kde je pohlcováno buňkami, v jejichž jádrech je schopno vyvolat mutace chromozomů s následnými změnami v buněčné struktuře a chování buněk, zejména jejich rychlý růst, což může vést, mimo jiné, k tvorbě nádorů.

UVB záření proniká hlouběji a je nejúčinnější při vzniku slunečního opálení a při tvorbě vitaminu D. UVB paprsky jsou odpovědné za „pozdní“ zarudnutí, vznikající asi do dvou až osmi hodin po vystavení kůže slunečním paprskům při opalování. Způsobují tvorbu ochranného pigmentu melaninu, což se projevuje tzv. pozdním hnědnutím kůže, které nastupuje až druhý den po proběhlém zánětu kůže. Mají též vliv na vývoj zhoubných novotvarů kůže.

Obr. 3.

UVA paprsky způsobují časnou pigmentaci. Hrají roli při oxidaci redukovaného melaninu (ochranného hnědého pigmentu), vzniklého již při minulém opalování a dále v kůži setrvávajícího, a tím vyvolávají „okamžité“ hnědnutí kůže (obr. 4). Způsobují však i abnormální – patologické reakce kůže, stejně jako viditelné záření, zejména při spoluúčasti fotoaktivních látek.

O viditelném záření není známo, že by u zdravých osob na kůži působilo patologické změny. Přesto existují jedinci, u kterých může viditelné záření vyvolat různá onemocnění kůže. Hovoří se o těchto chorobách jako o fotodermatózách (např. erythematodes, solární kopřivka, fototoxické reakce po lécích aj.).

Obr. 4.

Infračervené záření způsobuje „časné“, při opalování ihned nastupující zarudnutí kůže. V prostředí, kde působí toto záření, na kůži dlouhodobě vyvolává změny, které jsou hodnoceny jako erytema ab igne (zarudnutí způsobené cévkami rozšířenými ohněm nebo sálavým teplem). Na postižené kůži se objevují trvalé změny v podobě síťovité pigmentace a někdy i mírného ztenčení kůže. Postiženy jsou mnohdy osoby používající k prohřívání elektrické dečky, často si nahřívající kůži před infrazářiči nebo osoby vystavené tomuto působení při práci (tab. 2) u pecí v hutích nebo sklárnách apod. V poslední době se uvažuje i o negativním působení infračerveného záření na buňky ve smyslu stimulace jiných faktorů podporujících rakovinné bujení. Jsou známy případy vzniku rakoviny kůže u osob vystavených déletrvajícím vlivům sálavého tepla (nádory kůže v podbřišku po zahřívání žhavými uhlíky v Tibetu). Postižení oka by mělo být předmětem jiného článku. Lze však říci, že bývá závažnější. Kratší vlnové délky infračerveného záření způsobují zákal čočky po několika letech expozice.

Obr. 5.

Kvalita a kvantita záření působícího na kůži mohou být ovlivněny množstvím faktorů. Je třeba si uvědomit, že UV záření nepůsobí na kůži pouze přímým osluněním. Paprsky těchto vlnových délek jsou schopny (obr. 4, tab. 3) pronikat mraky (až 90 %), sníh je odráží až v 80 %, ve stínu působí až 50 % UV na náš organismus, písek odráží až 25 % a vodní plocha dokonce až 95 % dopadajícího UV záření. I pod vodní hladinu se dostává část UV záření. Jeho procento se zvětšující se hloubkou klesá. Naopak s rostoucí nadmořskou výškou je nutné počítat se zvýšením obsahu UV záření asi o 4 % na každých 300 m výškového rozdílu [1]. Pochopitelně, že pro množství UV záření je směrodatná vzdálenost Slunce nad obzorem v průběhu dne, ale též zeměpisná šířka. Také oblečení má různou schopnost propouštět paprsky a může být u některých pacientů s tzv. fotodermatózami nedostatečnou ochranou kůže vůči záření. Stejně tak nemusí být dostatečnou ochranou pro tyto pacienty okenní tabule (obr. 5).

Riziko zvyšování obsahu UVC je z již uvedených důvodů stále větší. Není to však jen sluneční záření, které člověka ohrožuje. Zatímco v předminulém, tj. 19. století bylo Slunce skutečně jediným významnějším zdrojem záření, s příchodem umělých zdrojů, s rozvojem průmyslu, osvětlovací a léčebné techniky příležitost pro přídatnou expozici nejen UVA a UVB, ale i UVC a infračerveného záření vzrostla. WHO (Mezinárodní zdravotnická organizace, se sídlem v Ženevě) ve své publikaci [6] zabývající se výskytem nádorových onemocnění a karcinogenními riziky v návaznosti na sluneční a UV záření udává množství možností působení UV paprsků vyzařovaných různými zářiči používanými v pracovních a výrobních procesech (tab. 4).

Obr. 6.

UVA záření se např. využívá v medicíně zejména v dermatovenerologii k léčbě různých kožních onemocnění nebo k testování pacientů s fotodermatózami, ale i k tvrzení některých hmot používaných v protetice ve stomatologii. Je obsaženo i ve vyzařovaném spektru některých lamp veřejného osvětlení, jako jsou starší typy rtuťových výbojek s luminoforem. UVA paprsky mohou způsobit lehké opálení a potlačení imunitních pochodů, mohou vyvolat šedý zákal oční čočky.

Umělé zdroje UV záření se používají v různých pracovních odvětvích, např. v průmyslových fotoprocesech, k testování odolnosti různých materiálů, např. polymerů vůči zevním vlivům, při sterilizaci a dezinfekci zejména operačních sálů, v UV fotografii nebo u UV laserů v průmyslu ke zjišťování kvality výrobků, na lapací pasti na hmyz, v kosmetických salonech, obchodech, diskotékách a úřadech. Někteří další autoři, jako např. Bergner a Przybilla [2], upozorňují na další pracovní místa, mimo uvedené v tab. 4, kde jsou pracovníci kromě přírodního záření při práci venku vystaveni i UV záření (tab. 5).

UVC záření není vyzařováno běžně, ale lze jej prokázat např. při svařování a je přítomno v záření germicidních výbojek. Všechny tyto zdroje zvyšují množství záření běžně působícího na organismus, zejména na kůži. Výsledný účinek je dán jejich množstvím, délkou působení a vlastní vnímavostí ozařované osoby.

Obr. 7.

Vnímavost osob k působení UV záření je individuální a je dána mnoha faktory. Nejdůležitějším je tzv. typ kůže, kde hraje hlavní úlohu schopnost pigmentace. Nejméně odolní jsou lidé tzv. keltského typu (pominou-li se albíni), osoby se světlými vlasy a modrýma očima, s minimální schopností tvořit ochrannou pigmentaci a se snadnou tvorbou pih na místech vystavených slunci. Opakem jsou osoby s tmavými vlasy a se schopností dosti rychle pigmentovat po oslunění. Mezi těmito hraničními typy (extrémy) jsou dva až čtyři další typy (tab. 6).

Jak působí sluneční a UV záření na organismus, zejména na kůži? Jak již bylo řečeno, odpověď kůže na sluneční záření do ní pronikající závisí na proniknutí tohoto záření do kůže (obr. 3). Vliv paprsků se projeví v příslušných hloubkách odpovídajícími změnami. Kožní choroby vyvolané UV a viditelným zářením se nazývají fotodermatózy. Lze je rozdělit na změny vyvolané samotným zářením, nebo zářením se spoluúčastí chemických látek působících zevně nebo se vyskytujících uvnitř lidského organismu.

Do první skupiny patří okamžitá (akutní) odpověď, tj. opálení nebo spálení kůže (obr. 6), nebo změny vznikající sumací záření po dlouhé období (chronické). K nim se řadí degenerativní změny kůže projevující se omezením její pružnosti, tvorbou vrásek, přesuny pigmentu a tvorbou tzv. elastoidosis cutis, označované jako „kůže zemědělců nebo námořníků“, postihující kůži krku a obličeje tvorbou četných hlubokých vrásek. Dále jsou to ložisková zhrubnutí kůže (solární keratomy), vyskytující se zejména v tzv. solární lokalizaci. Sem lze zařadit přednádorové stavy a z nich postupně vznikající nádory kůže, tj. basocelulární (obr. 7), spinocelulární karcinom a v poslední době často zmiňovaný nádor z pigmentových buněk – melanom (obr. 8). Všeobecně se soudí, že v těchto případech se nejvíce negativně uplatňuje UVB, popř. UVC záření pronikající ionosférou.

Obr. 8.

Existuje i mnoho kožních nemocí, které nevznikají jako pravé fotodermatózy. Jsou to choroby, které se běžně vyskytují bez působení záření, ale u některých jedinců může být zářením vyprovokovaná jejich nová ataka. Ozáření sluncem může u některých disponovaných pacientů zapříčinit např. nový výsev lupénky (psoriázy), ač se naopak lupénka běžně léčí působením slunečních paprsků, dále prostého oparu (herpes simplex), růžovky (rosacey), je známa i solární kopřivka a další, poněkud vzácnější choroby kůže odpovídající na působení slunečních paprsků.

U pravých fotodermatóz (chorob vyprovokovaných zářením) se předpokládá spoluúčast látek zvyšujících účinek paprsků jednotlivých vlnových délek, které mohou zevně působit na kůži – např. šťávy z některých rostlin obsahující tzv. furokumariny, vyvolávající fytofotodermatózu (např. miříkovité nebo třemdava bílá, routa vonná, citrusovité a fíkovité – obr. 9, obr. 10). Ty mohou být navíc obsaženy i v kosmetických přípravcích. Sem lze zařadit např. eosin, míchaný do lacinějších druhů rtěnek, nebo salány a blankofory, obsažené v pracích a mycích prostředcích, či dehet, karbolineum a nafta, s nimiž mohou některé osoby třeba ve svém povolání nebo doma přijít do styku. Tyto látky mohou též proniknout do organismu některou z možných cest: požitím potravin, např. různé rostliny v zeleninových salátech a dietách (miříkovité – celer, mrkev, petržel, pastinák, kerblík a jim příbuzné), umělá sladidla (Ducaryl), nebo užitím léků (tetracykliny, sulfonamidy, hydrochlorothiazid, často používaný na odvodňování, cordipin aj.), dále vdechováním, injekcemi, vstřebáváním léků kůží, ale i v podobě čípků. Ve třetím případě si je může organismus vyrábět sám při různých patologických procesech. Tato onemocnění patří do péče lékařů-dermatologů nebo jiných specialistů. Je však vhodné si uvědomit, že všechny osoby takto postižené nebo vystavené působení uvedených látek v jakékoliv podobě jsou potencionálními pacienty, u nichž může nejen slunce, ale i umělý zdroj vyzařující příslušné paprsky o příslušné vlnové délce aktivující látku vyvolat nežádoucí projevy v organismu, zejména na kůži, a v některých případech způsobit i poškození očí.

Obr. 9.

Poslední situací, kdy je kůže člověka vystavena UV paprskům, je záměrné zvýšení citlivosti organismu na UV složku speciálními, k tomu účelu vyrobenými léky, s následným ozářením speciálními výbojkami za účelem léčby některých onemocnění (tzv. fototerapie nebo fotochemoterapie), což jsou metody patřící do kompetence lékařů-specialistů.

Závěrem je třeba říci, že tento článek nemá v úmyslu zavrhovat zmiňované pracovní metody využívající záření o různých vlnových délkách. Jeho účelem je připomenout, že se při různých příležitostech (v práci i mimo ni) lze setkat se zdroji vyzařujícími vlnové délky, které mohou za určitých okolností pozměnit kvalitu i kvantitu buněk lidského organismu, zejména kůže a očí. O možnosti ochrany organismu bude pojednáno v příštím čísle časopisu Světlo.

Literatura:

[1] BEITZEN, R. – LAMBRECHT, K.: Slunce a solária. Pouzar – sport 1990.

[2] BERGNER, T. – PRZYBILLA, B.: UV-Exposition am Arbeits- platz. Zur Frage der Festiegung von Dosisgrenzwerten. Hautarzt, 1990, č. 41, s. 523-526.

[3] BROWN, S. – LANE, P. R. – MAGNUS, I. A.: Skin Photosensitivity from Fluorescent Lighting. Brit. J. Derm., 1969, č. 81, s. 420-427.

[4] COHEN, R. – ADAMS, R. M.: Radiation. Kapitola z knihy Adams, R. M.: Occupational skin disease, s. 65-72., Frain-Bell, W.: Cutaneous Photobiology. Oxford University Press 1985.

[5] ARC monographs on the evaluation of carcinogenic risks to humans. Vol. 55. Solar and ultraviolet radiation. Lyon, WHO 1992.

[6] JIRÁSKOVÁ, M. – JIRÁSEK, L.: Sluneční záření a jeho působení na kůži. Pracovní lékařství, 52, 2000, č. 2, s. 90-95.

[7] STÜTTGEN, G.: Die normale und pathologische Physiologie der Haut. Stuttgart, Gustav Fisher Verlag 1965.

[8] KOBRA, A. – RAMSAY, C. A. – MAGNUS, I. A.: Photosensitivity due to the sunburn ultraviolet content of white fluorescent lamps. Brit. J. Derm., 89, 1973, s. 351-359.

[9] NOŽIČKOVÁ, M.: Kožní přecitlivělost na světlo fluorescenčních zářivek u nemocných s pozdní kožní porfyrií. Čs. derm., 49, 1974, č. 3, s. 158-162.

[10] WEISS, J. – JUNG, E. G.: Solariumpseudoporfyrie. Hautarzt, 1990, č. 41, s. 671-674.

[11] KRUTMAN, J. – HÖNIGSMANN, H.: Handbuch der dermatologischen Phototherapie und Photodiagnostik. Berlin, Heidelberg, Springer--Verlag 1997.

Tab. 1. Spektrum slunečního záření dopadajícího na zemský povrch (terestriálního) podle Junga a Bonerta
Druh záření Vlnová délka (nm)
UV UVC 100 až 280
UVB 280 až 320
UVA 320 až 400
viditelné fialové 400 až 450
indigo 450 až 490
modré 490 až 530
zelené 530 až 560
žluté 560 až 600
oranžové 600 až 650
červené 650 až 760
infračervené krátkovlnné 760 až 1 400
střední 1 400 až 3 000
dlouhovlnné >3000

Tab. 2. Zaměstnání s vysokou expozicí infračervenému záření

pekaři lakýrníci – sušení barev
kováři zaměstnanci u vypalovacích pecí
železáři přenašeči košíků žhavého uhlí
struskaři pracovníci s lasery
páječi obsluha kinematografických přístrojů
kuchaři pokovování
hasiči obsluha plazmatických hořáků
oceláři lékárníci (chemici)
topiči kontroloři oděvů
svářeči elektrotechnici
foukači skla obsluha pecí
slévači sušení textilu, papírů a kůží
termoterapeuti svařování plastů s kovem
tiskaři výroba punčošek do plynových lamp

Tab. 3. Přehled schopnosti odrážet paprsky v terénurůznými plochami (podle Slineyho, 1986)

Materiál Odraz (%)
letní pěstěný trávník 2,0 až 3,7
zimní pěstěný trávník 3,0 až 5,0
divoká louka 0,8 až 1,6
kvetoucí zahrada 1,6
půda, hlína, humus 4,0 až 6,0
světlý chodník 10,0 až 12,0
letitý chodník 7,0 až 8,2
nová asfaltová silnice (černá) 4,1 až 5,0
dva roky stará asfaltová silnice (šedá) 5,0 až 8,9
bílá omítka 22
lodní paluba, ratanové krytí 6,6
lodní paluba, bílý laminát 9,1
lodní plátno 6,1
suchý zvětralý hliník 13
pěna vodní hladiny 25,0 až 30,0
suchý písek 15,0 až ,0
mokrý písek 7,1
čerstvý sníh 88
dva dny starý sníh 50

Tab. 4. Přehled pracovních míst s působením UV záření podle údajů WHO, 1992 (solar and ultraviolet radiation)

kosmetika (solária)
kožní lékařství (léčba)
stomatologie (tvrzení pryskyřic)
operační sály aj. (dezinfekce)
některé druhy veřejného osvětlení – rtuťové výbojky s luminoforem staršího typu
průmyslové fotoprocesy
testování materiálů
dezinfekce ve výrobě – germicidní výbojky (254 nm)
UV fotografie a fotokopírování
UV lasery
lapací pasti na hmyz
diskotéky
běžné osvětlení obydlí – zářivky
ověřování listin a podpisů UVA

Tab. 5. Expozice UV záření při práci (podle Bergnera a Przybilly)

dezinfekce – dopravní pásy (plniče lahví), balicí materiál (potravinářství)
dezinfekce místností – medicína, zemědělství, potravinářství
tvrzení laků
sušení barev – tiskařský průmysl
práce v laboratořích – spektroskopie, mikroskopie, radiometrie
svařování
ověřování pravosti bankovek a etiket
testování vad materiálů v kombinaci s fluorescenčními látkami
syntetická chemie

Obr. 6. Typy pleti s doporučenými dobami osvitu slunečními paprsky

Typ pleti Charakteristika pleti Označení Reakce na slunci Doba ochrany na slunci
spálení opálení
I. nápadně světlá, silné pihy, vlasy rezavé, oči modré keltský typ těžké bolestivé zčervenání po 1 až 2 dnech olupování 5 až 10 min
II. lehce tmavší, pihy řídké, vlasy blond oči mod. zel. šedé Evropan se světou pletí těžké bolestivé malé s olupováním 10 až 20 min
III. světle hnědá, pihy žádné, vlasy tmavě hnědé, oči šedé, hnědé Evropan s tmavou pletí zřídka mírné průměrné 20 až 30 min
IV. hnědá olivová, vlasy tmavě hnědé, oči tmavé středomořský typ vůbec rychlé silné 40 min