Záření a jeho působení na organismus

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

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.

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.

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.).

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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

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