โครงสร้างของดวงอาทิตย์ สเปกตรัมรังสีจากแสงอาทิตย์: คำอธิบายคุณสมบัติและข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ

รังสีที่ให้ชีวิต

ดวงอาทิตย์ปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตสามประเภท แต่ละประเภทเหล่านี้ส่งผลต่อผิวหนังที่แตกต่างกัน

พวกเราส่วนใหญ่รู้สึกมีสุขภาพที่ดีขึ้นหลังจากใช้เวลาอยู่ที่ชายหาด เต็มไปด้วยชีวิต- ต้องขอบคุณรังสีที่ให้ชีวิต วิตามินดีจึงถูกสร้างขึ้นในผิวหนังซึ่งจำเป็นต่อการดูดซึมแคลเซียมอย่างสมบูรณ์ แต่รังสีแสงอาทิตย์ในปริมาณเล็กน้อยเท่านั้นที่มีผลดีต่อร่างกาย

แต่ผิวที่มีสีแทนจัดมากยังคงได้รับความเสียหายต่อผิวหนัง ส่งผลให้ผิวแก่ก่อนวัยและมีความเสี่ยงสูงที่จะเป็นมะเร็งผิวหนัง

แสงแดดเป็นรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากสเปกตรัมของรังสีที่มองเห็นได้แล้ว ยังมีรังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งจริงๆ แล้วมีหน้าที่ในการฟอกหนัง แสงอัลตราไวโอเลตจะกระตุ้นความสามารถของเซลล์เม็ดสีเมลาโนไซต์ให้ผลิตเมลานินมากขึ้น ซึ่งทำหน้าที่ป้องกัน

ประเภทของรังสียูวี

รังสีอัลตราไวโอเลตมีสามประเภทซึ่งมีความยาวคลื่นต่างกัน รังสีอัลตราไวโอเลตสามารถทะลุผ่านชั้นหนังกำพร้าของผิวหนังเข้าสู่ชั้นลึกได้ ซึ่งจะกระตุ้นการผลิตเซลล์ใหม่และเคราติน ส่งผลให้ผิวหนังตึงและหยาบกร้านมากขึ้น รังสีดวงอาทิตย์ที่ทะลุผ่านผิวหนังชั้นหนังแท้จะทำลายคอลลาเจนและนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความหนาและเนื้อสัมผัสของผิวหนัง

รังสีอัลตราไวโอเลต ก.

รังสีเหล่านี้มีมากที่สุด ระดับต่ำรังสี ก่อนหน้านี้เชื่อกันโดยทั่วไปว่าสิ่งเหล่านี้ไม่เป็นอันตราย แต่ตอนนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าไม่เป็นเช่นนั้น ระดับของรังสีเหล่านี้คงที่เกือบตลอดวันและปี พวกมันทะลุกระจกได้ด้วย

รังสี UV A ทะลุผ่านชั้นผิวหนังไปถึงชั้นหนังแท้ ทำลายฐานและโครงสร้างของผิวหนัง ทำลายเส้นใยคอลลาเจนและอีลาสติน

รังสีอัลตราไวโอเลตช่วยให้เกิดริ้วรอย ลดความยืดหยุ่นของผิว เร่งการเกิดสัญญาณของริ้วรอยก่อนวัย ทำให้ผิวอ่อนแอลง ระบบป้องกันทำให้เสี่ยงต่อการติดเชื้อและอาจเกิดมะเร็งได้

รังสีอัลตราไวโอเลตบี

รังสีชนิดนี้จะถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์เท่านั้นที่ บางช่วงเวลาปีและชั่วโมงของวัน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของอากาศและ ละติจูดทางภูมิศาสตร์มักจะเข้าสู่บรรยากาศระหว่างเวลา 10.00 น. ถึง 16.00 น.

รังสี UVB ก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อผิวหนังเนื่องจากมีปฏิกิริยากับโมเลกุล DNA ที่พบในเซลล์ผิวหนัง รังสีบีทำลายผิวหนังชั้นนอก นำไปสู่การถูกแดดเผา รังสีบีทำลายผิวหนังชั้นนอก นำไปสู่การถูกแดดเผา การแผ่รังสีประเภทนี้จะเพิ่มการทำงานของอนุมูลอิสระ ซึ่งทำให้ระบบการป้องกันตามธรรมชาติของผิวหนังอ่อนแอลง

รังสีอัลตราไวโอเลตมีส่วนทำให้เกิดผิวสีแทนและทำให้เกิดอาการไหม้แดด นำไปสู่การแก่ก่อนวัยและจุดด่างดำ ทำให้ผิวหยาบกร้าน เร่งการเกิดริ้วรอย และอาจกระตุ้นให้เกิดโรคเกี่ยวกับมะเร็งและมะเร็งผิวหนังได้

ความโดดเด่นบนพื้นผิว

รังสีจากดวงอาทิตย์ ซึ่งรู้จักกันในชื่อแสงแดด เป็นส่วนผสมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าตั้งแต่รังสีอินฟราเรด (IR) ไปจนถึงรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ประกอบด้วยแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งอยู่ระหว่าง IR และ UV บนสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

ความเร็วการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ทั้งหมด คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า(EM) แพร่กระจายด้วยความเร็วประมาณ 3.0x10*8 เมตร/วินาที ในสุญญากาศ อวกาศไม่ใช่สุญญากาศที่สมบูรณ์แบบ แต่จริงๆ แล้วประกอบด้วยอนุภาคที่มีความเข้มข้นต่ำ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า นิวตริโน และ สนามแม่เหล็ก- เนื่องจากระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์มากกว่า 149.6 ล้านกิโลเมตร จึงใช้เวลาประมาณ 8 นาทีก่อนที่รังสีจะไปถึงโลก ดวงอาทิตย์ไม่เพียงแต่ส่องสว่างในช่วง IR, ช่วงที่มองเห็นได้ และช่วง UV เท่านั้น โดยพื้นฐานแล้ว มันจะปล่อยรังสีแกมมาพลังงานสูงออกมา

อย่างไรก็ตาม โฟตอนที่รังสีแกมมาผ่านไป ทางยาวพวกมันจะถูกดูดกลืนโดยพลาสมาแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องและปล่อยออกมาอีกครั้งพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงความถี่

เมื่อถึงพื้นผิว โฟตอนของรังสีแกมมาจะอยู่ในสเปกตรัม IR, สเปกตรัมที่มองเห็นได้ และสเปกตรัม UV รังสีอินฟราเรดนี่คือความอบอุ่นที่เรารู้สึก หากไม่มีมันและแสงที่มองเห็นได้ สิ่งมีชีวิตบนโลกคงเป็นไปไม่ได้ ในช่วงที่เกิดเปลวสุริยะ มันก็จะเปล่งแสงออกมาด้วย รังสีเอกซ์- เมื่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์มาถึงชั้นบรรยากาศโลก รังสีบางส่วนจะถูกดูดซับในขณะที่ส่วนที่เหลือไปถึงพื้นผิวโลก

โดยเฉพาะรังสียูวีจะถูกชั้นโอโซนดูดซับและแผ่รังสีอีกครั้งเป็นความร้อน ส่งผลให้ชั้นสตราโตสเฟียร์อุ่นขึ้น

ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานออกมาในทุกช่วงความยาวคลื่น แต่ในรูปแบบที่ต่างกัน พลังงานรังสีประมาณ 44% อยู่ในส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัม และพลังงานรังสีสูงสุดสอดคล้องกับสีเหลืองเขียว พลังงานประมาณ 48% ที่ดวงอาทิตย์สูญเสียไปจะถูกพาไป รังสีอินฟราเรดระยะใกล้และระยะไกล รังสีแกมมา รังสีเอกซ์ อัลตราไวโอเลต และรังสีวิทยุมีเพียงประมาณ 8% เท่านั้น

ส่วนที่มองเห็นได้ รังสีแสงอาทิตย์เมื่อศึกษาโดยใช้เครื่องมือวิเคราะห์สเปกตรัม ปรากฎว่าไม่มีเนื้อเดียวกัน - เส้นการดูดกลืนแสงที่อธิบายครั้งแรกโดย J. Fraunhofer ในปี 1814 ถูกพบในสเปกตรัม เส้นเหล่านี้จะปรากฏขึ้นเมื่อโฟตอนถูกดูดซับ ความยาวที่แน่นอนคลื่นของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ ในชั้นบรรยากาศชั้นบนที่ค่อนข้างเย็นของดวงอาทิตย์ การวิเคราะห์สเปกตรัมช่วยให้เราได้รับข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบของดวงอาทิตย์เนื่องจากมีเซตหนึ่ง เส้นสเปกตรัมแสดงลักษณะเฉพาะได้อย่างแม่นยำเป็นพิเศษ องค์ประกอบทางเคมี- ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้การสังเกตสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ ทำนายการค้นพบฮีเลียม ซึ่งถูกแยกเดี่ยวบนโลกในเวลาต่อมา

ในระหว่างการสังเกต นักวิทยาศาสตร์พบว่าดวงอาทิตย์เป็นแหล่งแผ่รังสีวิทยุที่ทรงพลัง คลื่นวิทยุทะลุเข้าไปในอวกาศระหว่างดาวเคราะห์และปล่อยออกมาจากโครโมสเฟียร์ (คลื่นเซนติเมตร) และโคโรนา (คลื่นเดซิเมตรและเมตร) การแผ่คลื่นวิทยุจากดวงอาทิตย์มีสององค์ประกอบ – ค่าคงที่และตัวแปร (การระเบิด “พายุเสียง”) ในช่วงเปลวสุริยะที่รุนแรง การปล่อยคลื่นวิทยุจากดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นหลายพันหรือหลายล้านเท่าเมื่อเทียบกับการปล่อยคลื่นวิทยุจากดวงอาทิตย์ที่เงียบสงบ การปล่อยคลื่นวิทยุนี้มีลักษณะไม่ก่อให้เกิดความร้อน

รังสีเอกซ์ส่วนใหญ่มาจากชั้นบนของโครโมสเฟียร์และโคโรนา การแผ่รังสีมีความรุนแรงเป็นพิเศษในช่วงหลายปีที่มีกิจกรรมสุริยะสูงสุด

ดวงอาทิตย์ไม่เพียงแต่เปล่งแสง ความร้อน และประเภทอื่นๆ ทั้งหมดเท่านั้น รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า- นอกจากนี้ยังเป็นแหล่งของการไหลของอนุภาคอย่างต่อเนื่อง - คลังข้อมูล นิวตริโน อิเล็กตรอน โปรตอน อนุภาคอัลฟา และอนุภาคที่หนักกว่า นิวเคลียสของอะตอมทั้งหมดนี้ประกอบกันเป็นรังสีจากร่างกายของดวงอาทิตย์ ส่วนสำคัญของการแผ่รังสีนี้คือการไหลของพลาสมาอย่างต่อเนื่องไม่มากก็น้อย - ลมสุริยะซึ่งเป็นภาคต่อ ชั้นนอก บรรยากาศแสงอาทิตย์ – แสงอาทิตย์โคโรนา- เมื่อเทียบกับพื้นหลังของลมพลาสม่าที่พัดอย่างต่อเนื่อง แต่ละบริเวณบนดวงอาทิตย์เป็นแหล่งของกระแสกระแสเลือดที่มีทิศทางตรงและดีขึ้น เป็นไปได้มากว่าพวกมันมีความเกี่ยวข้องกับบริเวณพิเศษของโคโรนาสุริยะ - หลุมโคโรนาและอาจรวมถึงบริเวณที่มีการเคลื่อนไหวยาวนานบนดวงอาทิตย์ด้วย ในที่สุดด้วย เปลวสุริยะการไหลของอนุภาคในระยะสั้นที่ทรงพลังที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนและโปรตอนมีความสัมพันธ์กัน ส่งผลให้ส่วนใหญ่ กะพริบอันทรงพลังอนุภาคสามารถรับความเร็วซึ่งเป็นเศษส่วนที่เห็นได้ชัดเจนของความเร็วแสง อนุภาคที่มีพลังงานสูงเช่นนี้เรียกว่ารังสีคอสมิกจากแสงอาทิตย์

รังสีคอสมิกจากแสงอาทิตย์ได้ อิทธิพลที่แข็งแกร่งบนโลกและส่วนใหญ่อยู่ที่ชั้นบนของชั้นบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางธรณีฟิสิกส์มากมาย จาก อิทธิพลที่เป็นอันตรายรังสีจากดวงอาทิตย์ช่วยปกป้องเราจากสนามแม่เหล็กและชั้นบรรยากาศของโลก

ผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพและคณิตศาสตร์ E. LOZOVSKAYA

ด้วยความที่เริ่มมีอากาศอบอุ่น วันฤดูร้อนเราถูกดึงดูดให้ไปอาบแดด แสงแดดช่วยให้อารมณ์ดีขึ้น กระตุ้นการสร้างวิตามินดีที่สำคัญในผิวหนัง แต่น่าเสียดายที่ในเวลาเดียวกันก็มีส่วนทำให้เกิดริ้วรอยและเพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งผิวหนัง ส่วนสำคัญของผลกระทบทั้งที่เป็นประโยชน์และเป็นอันตรายนั้นสัมพันธ์กับส่วนหนึ่งของรังสีแสงอาทิตย์ที่ตามนุษย์มองไม่เห็น - อัลตราไวโอเลต

สเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าและสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ เส้นแบ่งระหว่างรังสีอัลตราไวโอเลต B และ C สอดคล้องกับการถ่ายทอดบรรยากาศของโลก

รังสีอัลตราไวโอเลตทำให้เกิดความเสียหายต่อโมเลกุล DNA ในสิ่งมีชีวิต

ความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลต B แปรผันตามละติจูดและช่วงเวลาของปี

เสื้อผ้าฝ้ายช่วยป้องกันรังสียูวีได้ดี

ดวงอาทิตย์ทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับโลกของเรา และพลังงานนี้มาในรูปของรังสี - อินฟราเรด มองเห็นได้ และอัลตราไวโอเลต บริเวณอัลตราไวโอเลตตั้งอยู่เกินขีดจำกัดความยาวคลื่นสั้นของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ เมื่อไร เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต โดยทั่วไปสเปกตรัมอัลตราไวโอเลตของดวงอาทิตย์จะแบ่งออกเป็น 3 ส่วน ได้แก่ อัลตราไวโอเลต A (UV-A; 320-400 นาโนเมตร) อัลตราไวโอเลต B (UV-B; 290-320 นาโนเมตร) และอัลตราไวโอเลต C (UV -C; 200- 290 นาโนเมตร) การแบ่งส่วนนี้ค่อนข้างจะเป็นไปตามอำเภอใจ: มีการเลือกขอบเขตระหว่าง UV-B และ UV-C ด้วยเหตุผลที่ว่าแสงที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 290 นาโนเมตรไปไม่ถึงพื้นผิวโลก เนื่องจาก ชั้นบรรยากาศของโลกเนื่องจากออกซิเจนและโอโซนจึงทำหน้าที่เป็นตัวกรองแสงธรรมชาติที่มีประสิทธิภาพ ขอบเขตระหว่าง UVB และ UVA ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่ารังสีที่สั้นกว่า 320 นาโนเมตรทำให้เกิดผื่นแดง (ทำให้ผิวแดง) รุนแรงกว่าแสงในช่วง 320-400 นาโนเมตร

องค์ประกอบสเปกตรัม แสงแดดส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของปี สภาพอากาศ ละติจูด และระดับความสูง ตัวอย่างเช่น ยิ่งอยู่ห่างจากเส้นศูนย์สูตร ขอบเขตคลื่นสั้นก็จะเลื่อนไปทางคลื่นยาวมากขึ้นเท่านั้น เนื่องจากในกรณีนี้ แสงตกกระทบพื้นผิวในมุมเฉียงและเดินทางในบรรยากาศเป็นระยะทางไกลมากขึ้น ซึ่งหมายความว่ามันจะถูกดูดซับได้แรงยิ่งขึ้น . ตำแหน่งของขอบเขตคลื่นสั้นยังได้รับผลกระทบจากความหนาของชั้นโอโซนด้วย ดังนั้นภายใต้ " หลุมโอโซน“รังสีอัลตราไวโอเลตเข้าสู่พื้นผิวโลกเพิ่มมากขึ้น

ในตอนเที่ยง ความเข้มของรังสีที่ความยาวคลื่น 300 นาโนเมตรจะสูงกว่าสามชั่วโมงก่อนหน้าหรือสามชั่วโมงต่อมาถึง 10 เท่า เมฆกระจายแสงอัลตราไวโอเลต แต่มีเพียงเมฆดำเท่านั้นที่สามารถปิดกั้นแสงได้อย่างสมบูรณ์ รังสีอัลตราไวโอเลตสะท้อนได้ดีจากทราย (มากถึง 25%) และหิมะ (มากถึง 80%) และแย่กว่าจากน้ำ (น้อยกว่า 7%) ฟลักซ์อัลตราไวโอเลตจะเพิ่มขึ้นตามระดับความสูงประมาณ 6% ทุกๆ กิโลเมตร ดังนั้นในสถานที่ที่อยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล (เช่น นอกชายฝั่ง ทะเลเดดซี) ความเข้มของรังสีจะลดลง

ชีวิตภายใต้ดวงอาทิตย์

หากไม่มีแสงสว่าง สิ่งมีชีวิตบนโลกก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้ พืชใช้ พลังงานแสงอาทิตย์กักเก็บโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงและให้พลังงานผ่านอาหารแก่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ แสงทำให้มนุษย์และสัตว์อื่นๆ มีความสามารถในการมองเห็น โลกรอบตัวเรา, ควบคุม จังหวะทางชีวภาพร่างกาย.

ภาพที่ร่าเริงนี้ซับซ้อนเล็กน้อยด้วยแสงอัลตราไวโอเลต เนื่องจากพลังงานของมันเพียงพอที่จะสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อ DNA นักวิทยาศาสตร์นับโรคต่างๆ มากกว่าสองโหลที่เกิดขึ้นหรือรุนแรงขึ้นจากการสัมผัสกับแสงแดด รวมถึงซีโรเดอร์มา รงควัตถุ มะเร็งผิวหนังเซลล์สความัส มะเร็งเซลล์ต้นกำเนิด มะเร็งผิวหนัง และต้อกระจก

แน่นอนว่าในกระบวนการวิวัฒนาการร่างกายของเราได้พัฒนากลไกในการป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลต สิ่งกีดขวางแรกที่ปิดกั้นรังสีที่อาจเป็นอันตรายไม่ให้เข้าสู่ร่างกายคือผิวหนัง รังสีอัลตราไวโอเลตเกือบทั้งหมดถูกดูดซับในหนังกำพร้าซึ่งเป็นชั้นนอกของผิวหนังมีความหนา 0.07-0.12 มม. ความไวต่อแสงส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยความสามารถที่สืบทอดมาของร่างกายในการผลิตเมลานิน ซึ่งเป็นเม็ดสีเข้มที่ดูดซับแสงในหนังกำพร้า และด้วยเหตุนี้จึงช่วยปกป้องชั้นลึกของผิวหนังจากความเสียหายจากแสง เมลานินผลิตโดยเซลล์ผิวพิเศษ - เมลาโนไซต์ การฉายรังสีอัลตราไวโอเลตช่วยกระตุ้นการผลิตเมลานิน เม็ดสีชีวภาพนี้จะถูกสร้างขึ้นอย่างเข้มข้นที่สุดเมื่อถูกฉายรังสีด้วยแสง UV-B จริงอยู่ที่เอฟเฟกต์ไม่ปรากฏขึ้นทันที แต่ 2-3 วันหลังจากโดนแสงแดด แต่จะคงอยู่เป็นเวลา 2-3 สัปดาห์ ในเวลาเดียวกันการแบ่งตัวของเมลาโนไซต์จะเร่งขึ้น จำนวนเมลาโนโซม (เม็ดที่มีเมลานิน) จะเพิ่มขึ้น และขนาดของมันจะเพิ่มขึ้น แสง UV-A อาจทำให้เกิดการฟอกหนังได้ แต่จะอ่อนกว่าและคงอยู่น้อยกว่า เนื่องจากจำนวนเมลาโนโซมไม่เพิ่มขึ้น แต่มีเพียงการเกิดออกซิเดชันทางแสงเคมีของสารตั้งต้นของเมลานินในเมลานินเท่านั้น

ตามความไวต่อ แสงอาทิตย์ผิวมีหกประเภท ผิวประเภทที่ 1 มีน้ำหนักเบามาก ไหม้ได้ง่าย และไม่เปลี่ยนเป็นสีแทนเลย ผิวประเภทที่ 2 จะไหม้ได้ง่ายและมีสีแทนเล็กน้อย หนัง ประเภทที่สามผิวสีแทนอย่างรวดเร็วและไหม้ได้ในระดับที่น้อยลง ผิวประเภทที่ 4 มีความทนทานต่อแสงแดดมากยิ่งขึ้น ผิวประเภท V และ VI มีสีเข้มตามธรรมชาติ (เช่น ในหมู่ชนพื้นเมืองของออสเตรเลียและแอฟริกา) และแทบไม่ได้รับผลกระทบจากอันตรายจากแสงแดด ตัวแทนของเผ่าพันธุ์เนกรอยด์มีความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งผิวหนังที่ไม่ใช่มะเร็งผิวหนังน้อยกว่าถึง 100 เท่า และมีความเสี่ยงต่อมะเร็งผิวหนังน้อยกว่าชาวยุโรปถึง 10 เท่า

ผู้ที่มีผิวขาวมากจะเสี่ยงต่อรังสีอัลตราไวโอเลตมากที่สุด ในนั้นแม้การได้รับแสงแดดจ้าในระยะสั้นก็ทำให้เกิดผื่นแดง - ผิวหนังแดง รังสี UV-B มีส่วนทำให้เกิดผื่นแดงเป็นหลัก ในการวัดผลกระทบของรังสีอัลตราไวโอเลตต่อร่างกาย มักใช้แนวคิดเช่นปริมาณเม็ดเลือดแดงขั้นต่ำ (MED) นั่นคือแนวคิดที่ทำให้ตาแดงเล็กน้อยอย่างเห็นได้ชัด ที่จริงแล้ว ค่า DER นั้นแตกต่างกันไม่เพียงแต่สำหรับเท่านั้น คนละคนแต่ยังอยู่ในคนๆ หนึ่งตามส่วนต่างๆ ของร่างกายด้วย ตัวอย่างเช่น สำหรับผิวหนังบริเวณหน้าท้องของคนผิวขาวที่ไม่มีผิวสีแทน ค่า MED จะอยู่ที่ประมาณ 200 J/m 2 และที่ขาจะสูงกว่าสามเท่า ผื่นแดงมักเกิดขึ้นหลายชั่วโมงหลังการฉายรังสี ในกรณีที่รุนแรงจะเกิดอาการไหม้แดดและมีแผลพุพอง

สารอะไรในหนังกำพร้านอกจากเมลานินที่ดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต? กรดนิวคลีอิก กรดอะมิโน ทริปโตเฟน และไทโรซีน กรดยูโรคานิก ความเสียหายที่อันตรายที่สุดต่อร่างกาย กรดนิวคลีอิก- ภายใต้อิทธิพลของแสงในช่วง UV-B จะเกิดตัวหรี่แสงขึ้นเนื่องจาก พันธะโควาเลนต์ระหว่างฐานไพริมิดีน (ไซโตซีนหรือไทมีน) ที่อยู่ติดกัน เนื่องจากไพริมิดีน ไดเมอร์ไม่เข้ากัน เกลียวคู่ส่วนนี้ของ DNA จะสูญเสียความสามารถในการทำหน้าที่ของมัน หากความเสียหายมีขนาดเล็ก เอ็นไซม์พิเศษจะตัดบริเวณที่ชำรุดออก (และนี่ก็เป็นกลไกการป้องกันที่มีประสิทธิภาพอีกกลไกหนึ่ง) อย่างไรก็ตาม หากความเสียหายมากกว่าความสามารถในการซ่อมแซมของเซลล์ เซลล์ก็จะตาย ภายนอกสิ่งนี้แสดงให้เห็นความจริงที่ว่าผิวหนังที่ถูกไฟไหม้ "ลอกออก" ความเสียหายของ DNA สามารถนำไปสู่การกลายพันธุ์และส่งผลให้เกิดมะเร็งได้ ความเสียหายอื่นๆ ต่อโมเลกุลก็เกิดขึ้นเช่นกัน เช่น เกิดการเชื่อมโยงระหว่าง DNA กับโปรตีน อย่างไรก็ตาม แสงที่มองเห็นได้ช่วยรักษาความเสียหายต่อกรดนิวคลีอิก (ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปฏิกิริยาด้วยแสง) สารต้านอนุมูลอิสระที่มีอยู่ในร่างกายช่วยป้องกันผลที่เป็นอันตรายจากปฏิกิริยาโฟโตเคมีคอล

ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของรังสีอัลตราไวโอเลตคือการกดภูมิคุ้มกัน ปฏิกิริยานี้อาจมีจุดมุ่งหมายเพื่อลดการอักเสบที่เกิดจากการถูกแดดเผา แต่ก็อาจลดความต้านทานต่อการติดเชื้อได้เช่นกัน สัญญาณของการปราบปรามภูมิคุ้มกันคือปฏิกิริยาโฟโตเคมีของกรดยูโรคานิกและดีเอ็นเอ

แฟชั่นสำหรับการอาบแดดเป็นสัญลักษณ์ของสังคมอุตสาหกรรม

ถือว่าผิวขาวมาช้านาน คุณสมบัติที่โดดเด่นมีเกียรติและร่ำรวย: ชัดเจนทันทีว่าเจ้าของไม่ต้องทำงานในทุ่งนาตั้งแต่เช้าจรดค่ำ แต่ในศตวรรษที่ 20 ทุกอย่างเปลี่ยนไป คนยากจนใช้เวลาทั้งวันในโรงงาน และคนรวยก็สามารถพักผ่อนได้ริมทะเลอวดผิวสีแทนสีทองสวยงาม หลังสงครามโลกครั้งที่ 2 แฟชั่นการฟอกหนังเริ่มแพร่หลาย ผิวสีแทนเริ่มถูกมองว่าเป็นสัญญาณไม่เพียงแต่บ่งบอกถึงความมั่งคั่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสุขภาพที่ดีเยี่ยมด้วย อุตสาหกรรมการท่องเที่ยวเติบโตขึ้น โดยนำเสนอวันหยุดพักผ่อนริมทะเลตลอดทั้งปี แต่เวลาผ่านไปสักพักแพทย์ก็ส่งเสียงเตือน: ปรากฎว่าอุบัติการณ์ของมะเร็งผิวหนังในหมู่คนฟอกหนังเพิ่มขึ้นหลายครั้ง และเพื่อเป็นแนวทางในการช่วยชีวิต จึงแนะนำให้ทุกคนใช้ครีมกันแดดและโลชั่นที่มีสารที่สะท้อนหรือดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตโดยไม่มีข้อยกเว้น

เป็นที่รู้กันว่าแม้แต่ในสมัยโคลัมบัส ชาวอินเดียก็ยังทาสีแดงเพื่อป้องกันตัวเองจากแสงแดด บางทีชาวกรีกและโรมันโบราณอาจใช้ทรายผสมกัน น้ำมันพืชเพราะทรายสะท้อนแสงอาทิตย์ การใช้สารเคมี ครีมกันแดดเริ่มต้นในปี ค.ศ. 1920 เมื่อกรดพารา-อะมิโนเบนโซอิก (PABA) ได้รับการจดสิทธิบัตรเป็นครีมกันแดด อย่างไรก็ตาม มันละลายในน้ำ ดังนั้นผลการป้องกันจึงหายไปหลังจากว่ายน้ำ และยังทำให้ผิวระคายเคืองอีกด้วย ในทศวรรษปี 1970 PABA ถูกแทนที่ด้วยเอสเทอร์ ซึ่งแทบไม่ละลายในน้ำและไม่ก่อให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรง ความเจริญรุ่งเรืองอย่างแท้จริงในด้านเครื่องสำอางครีมกันแดดเริ่มต้นขึ้นในช่วงทศวรรษปี 1980 สารดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต (ในด้านความงามเรียกว่า "ฟิลเตอร์ UV") เริ่มถูกเติมไม่เพียง แต่ในครีม "ชายหาด" แบบพิเศษเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางเกือบทั้งหมดที่มีไว้สำหรับใช้ใน ตอนกลางวัน: ครีม แป้งฝุ่น ลิปสติก

ตามหลักการทำงาน ฟิลเตอร์ UV สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: การสะท้อนแสง (“ทางกายภาพ”) และการดูดซับ (“สารเคมี”) วิธีสะท้อนแสง ได้แก่ หลากหลายชนิดเม็ดสีแร่ ส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียมไดออกไซด์ ซิงค์ออกไซด์ แมกนีเซียมซิลิเกต หลักการของการกระทำนั้นง่าย: พวกมันกระจายรังสีอัลตราไวโอเลตเพื่อป้องกันไม่ให้ทะลุผิวหนัง ซิงค์ออกไซด์ครอบคลุมพื้นที่ความยาวคลื่นตั้งแต่ 290 ถึง 380 นาโนเมตร ส่วนที่เหลือ - ค่อนข้างน้อยกว่า ข้อเสียเปรียบหลักของผลิตภัณฑ์สะท้อนแสงคือมีลักษณะเป็นผง ทึบแสง และทำให้ผิวมีสีขาว

โดยธรรมชาติแล้ว ผู้ผลิตเครื่องสำอางมักสนใจตัวกรองรังสียูวี "เคมี" ที่โปร่งใสและละลายได้สูง (รู้จักกันในชื่อสารดูดซับรังสียูวีในโฟโตเคมี) สิ่งเหล่านี้รวมถึง PABA และเอสเทอร์ที่กล่าวถึงแล้ว (ปัจจุบันแทบจะไม่ได้ใช้เลยเนื่องจากมีข้อมูลที่พวกมันสลายตัวเพื่อสร้างสารก่อกลายพันธุ์), ซาลิไซเลต, อนุพันธ์ของกรดซินนามิก (ซินนาเมต), แอนทรานิลเอสเทอร์, ไฮดรอกซีเบนโซฟีโนน หลักการทำงานของตัวดูดซับรังสียูวีคือเมื่อดูดซับควอนตัมอัลตราไวโอเลตแล้วโมเลกุลของมันจะเปลี่ยนโครงสร้างภายในและแปลงพลังงานแสงเป็นความร้อน ตัวดูดซับรังสียูวีที่มีประสิทธิภาพและทนทานต่อแสงมากที่สุดทำงานผ่านวงจรการถ่ายโอนโปรตอนภายในโมเลกุล

ตัวดูดซับรังสียูวีส่วนใหญ่จะดูดซับเฉพาะแสงในบริเวณ UV-B เท่านั้น โดยทั่วไปแล้ว ครีมกันแดดไม่มีตัวกรองรังสียูวีเพียงตัวเดียว แต่มีหลายตัวกรองทั้งทางกายภาพและทางเคมี ปริมาณสารกรองรังสียูวีทั้งหมดเกิน 15 เปอร์เซ็นต์

เพื่อระบุลักษณะประสิทธิภาพในการป้องกันของครีม โลชั่น และผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางอื่นๆ จึงเริ่มใช้สิ่งที่เรียกว่าปัจจัยการป้องกันแสงแดด (ในภาษาอังกฤษว่า "ปัจจัยป้องกันแสงแดด" หรือ SPF) แนวคิดเรื่อง SPF ได้รับการเสนอครั้งแรกในปี 1962 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรีย Franz Greiter และนำมาใช้โดยตัวแทนของอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและยา ปัจจัยการป้องกันแสงแดดถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของปริมาณรังสีอัลตราไวโอเลตขั้นต่ำที่ต้องทำให้เกิดผื่นแดงเมื่อสัมผัสกับผิวหนังที่ได้รับการป้องกันกับปริมาณรังสีที่ทำให้เกิดผลเช่นเดียวกันกับผิวหนังที่ไม่มีการป้องกัน ได้รับ แพร่หลายการตีความยอดนิยม: หากคุณไม่มีการป้องกันคุณจะถูกเผาไหม้ใน 20 นาทีจากนั้นโดยการทาครีมที่มีปัจจัยป้องกันเช่น 15 คุณจะได้รับการถูกแดดเผาหลังจากอยู่กลางแดดนานกว่า 15 เท่านั่นคือหลังจาก 5 ชั่วโมง

ความรู้สึกที่ผิดพลาดในการปกป้อง

ดูเหมือนว่าจะพบวิธีแก้ไขปัญหารังสีอัลตราไวโอเลตแล้ว แต่ในความเป็นจริงทุกอย่างไม่ง่ายนัก ใน วรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์รายงานเริ่มปรากฏว่าในผู้ที่ใช้ครีมกันแดดเป็นประจำ อุบัติการณ์ของมะเร็งผิวหนังประเภทต่างๆ เช่น มะเร็งผิวหนังชนิดเมลาโนมาและมะเร็งเซลล์ต้นกำเนิด ไม่เพียงแต่ไม่ลดลง แต่ยังเพิ่มขึ้นอีกด้วย มีการเสนอคำอธิบายหลายประการสำหรับข้อเท็จจริงที่น่าอึดอัดใจนี้

ประการแรก นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าผู้บริโภคใช้ครีมกันแดดอย่างไม่ถูกต้อง เมื่อทำการทดสอบครีม เป็นเรื่องปกติที่จะทาครีม 2 มก. ต่อ 1 ซม. 2 กับผิวหนัง แต่จากการศึกษาพบว่าผู้คนมักจะทาชั้นที่บางลงน้อยกว่า 2-4 เท่า และปัจจัยการป้องกันก็ลดลงตามไปด้วย นอกจากนี้ ครีมและโลชั่นยังถูกชะล้างด้วยน้ำบางส่วน เช่น ขณะอาบน้ำ

มีคำอธิบายอีกประการหนึ่ง ตามที่ระบุไว้ สารดูดซับรังสียูวีที่เป็นสารเคมีส่วนใหญ่ (และเป็นชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องสำอาง) จะดูดซับแสงเฉพาะในภูมิภาค UV-B เพื่อป้องกันการพัฒนาของ การถูกแดดเผา- แต่จากข้อมูลบางส่วน มะเร็งผิวหนังเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของรังสี UV-A ด้วยการปิดกั้นรังสี UV-B ครีมกันแดดจะปิดกั้นสัญญาณเตือนตามธรรมชาติของรอยแดงของผิวหนัง ชะลอการก่อตัวของผิวสีแทน และเป็นผลให้บุคคลได้รับรังสี UVA ในปริมาณที่มากเกินไป ซึ่งอาจทำให้เกิดมะเร็งได้

ผลการสำรวจพบว่าผู้ที่ใช้ครีมที่มีมากขึ้น ปัจจัยสูงการป้องกัน ใช้เวลาอยู่กลางแสงแดดมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะเสี่ยงมากขึ้นโดยไม่รู้ตัว

เราต้องไม่ลืมว่าส่วนผสม สารเคมีซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของครีมป้องกันเมื่อได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตเป็นเวลานานอาจกลายเป็นแหล่งของอนุมูลอิสระซึ่งเป็นตัวเริ่มต้นของการเกิดออกซิเดชันของสารชีวโมเลกุล สารกรองรังสียูวีบางชนิดอาจเป็นพิษหรือก่อให้เกิดอาการแพ้

“ซันไชน์” วิตามิน

ถึงเวลาที่ต้องจำไว้ว่านอกจากมากมายแล้ว ผลกระทบด้านลบนอกจากนี้ยังมีรังสีอัลตราไวโอเลตเชิงบวกอีกด้วย และมากที่สุด ตัวอย่างที่ส่องแสง- การสังเคราะห์ด้วยแสงของวิตามินดี 3

ผิวหนังชั้นนอกประกอบด้วย 7-dihydrocholesterol ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของวิตามินดี 3 ค่อนข้างมาก การฉายรังสีด้วยแสง UV-B จะทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องกัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการผลิต cholecalciferol (วิตามิน D 3) ซึ่งยังไม่ออกฤทธิ์ สารนี้จับกับโปรตีนในเลือดและถูกส่งไปยังไต ที่นั่นมันจะกลายเป็น แบบฟอร์มที่ใช้งานอยู่วิตามินดี 3 - 1, 25-dihydroxycholecalciferol วิตามินดี 3 จำเป็นต่อการดูดซึมแคลเซียมในลำไส้เล็ก เมตาบอลิซึมของฟอสฟอรัส - แคลเซียมตามปกติ และการสร้างกระดูก เจ็บป่วยร้ายแรง- โรคกระดูกอ่อน

หลังจากการฉายรังสีทั่วร่างกายในขนาด 1 MED ความเข้มข้นของวิตามินดี 3 ในเลือดจะเพิ่มขึ้น 10 เท่าและกลับสู่ระดับก่อนหน้าหลังจากผ่านไปหนึ่งสัปดาห์ การใช้ครีมกันแดดจะไปยับยั้งการสังเคราะห์วิตามินดี 3 ในผิวหนัง ปริมาณที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์มีน้อย ก็ถือว่าเพียงพอแล้วที่จะใช้เวลาอยู่กลางแสงแดดประมาณ 15 นาทีทุกวัน เพื่อให้ใบหน้าและมือของคุณได้รับแสงแดด ปริมาณรวมต่อปีที่ต้องรักษาระดับวิตามินดี 3 คือ 55 MED

การขาดวิตามินดี 3 เรื้อรังทำให้เนื้อเยื่อกระดูกอ่อนแอลง กลุ่มเสี่ยง ได้แก่ เด็กผิวดำที่อาศัยอยู่ด้วย ประเทศทางตอนเหนือและผู้สูงอายุที่ใช้เวลานอกบ้านน้อย นักวิจัยบางคนเชื่อว่าอุบัติการณ์ของโรคมะเร็งที่เพิ่มขึ้นเมื่อใช้ครีมกันแดดเกิดจากการขัดขวางการสังเคราะห์วิตามินดี 3 เป็นไปได้ว่าการขาดสารดังกล่าวอาจนำไปสู่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของมะเร็งลำไส้ใหญ่และมะเร็งเต้านม

ผลประโยชน์อื่นๆ ของแสงอัลตราไวโอเลตส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับยา แสงอัลตราไวโอเลตใช้ในการรักษาโรคต่างๆ เช่น โรคสะเก็ดเงิน กลาก และ pityriasis rosea นีลส์ ฟินเซน แพทย์ชาวเดนมาร์กได้รับรางวัลในปี พ.ศ. 2446 รางวัลโนเบลสำหรับการใช้รังสีอัลตราไวโอเลตในการรักษาโรควัณโรคผิวหนังลูปัส ปัจจุบันวิธีการฉายรังสีเลือดด้วยแสงอัลตราไวโอเลตสามารถรักษาโรคอักเสบและโรคอื่น ๆ ได้สำเร็จ

หมวกฟางกันแดด

คำถามที่ว่าแสงอัลตราไวโอเลตมีประโยชน์หรือเป็นอันตรายนั้นยังไม่มีคำตอบที่ชัดเจน: ใช่และไม่ใช่ มากขึ้นอยู่กับปริมาณ องค์ประกอบสเปกตรัมและลักษณะของร่างกาย รังสีอัลตราไวโอเลตที่มากเกินไปเป็นอันตรายอย่างแน่นอน แต่คุณไม่สามารถพึ่งพาครีมป้องกันได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาว่าการใช้ครีมกันแดดชนิดใดมีส่วนทำให้เกิดมะเร็งได้มากน้อยเพียงใด

วิธีที่ดีที่สุดในการปกป้องผิวของคุณจากการถูกแดดเผา ริ้วรอยก่อนวัย และในขณะเดียวกันก็ลดความเสี่ยงของโรคมะเร็งก็คือเสื้อผ้า สำหรับเสื้อผ้าฤดูร้อนทั่วไป ปัจจัยในการป้องกันที่สูงกว่า 10 นั้นเป็นเรื่องปกติ อย่าลืมสวมหมวกปีกกว้างและแว่นกันแดด

คำแนะนำค่อนข้างง่าย หลีกเลี่ยงการอยู่กลางแดดในช่วงเวลาที่ร้อนที่สุด ควรระวังแสงแดดเป็นพิเศษหากคุณใช้ยาที่มีคุณสมบัติไวต่อแสง เช่น ซัลโฟนาไมด์ เตตราไซคลีน ฟีโนไทอาซีน ฟลูออโรควิโนโลน ยาแก้อักเสบที่ไม่ใช่สเตียรอยด์ และอื่นๆ สารไวแสงยังรวมอยู่ในพืชบางชนิดด้วย เช่น สาโทเซนต์จอห์น (ดู "วิทยาศาสตร์และชีวิต" ฉบับที่ 3, 2002) สามารถเพิ่มผลกระทบของแสงได้ด้วยสารอะโรมาติกที่มีอยู่ในเครื่องสำอางและน้ำหอม

เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์มีข้อสงสัยเกี่ยวกับประสิทธิภาพและความปลอดภัยของครีมกันแดดและโลชั่น จึงไม่ควรใช้ครีมกันแดดและโลชั่นเหล่านี้ (หรือเครื่องสำอางในเวลากลางวันที่มีตัวกรองรังสี UV สูง) เว้นแต่จำเป็นจริงๆ หากมีความจำเป็นเกิดขึ้น ให้เลือกใช้ผลิตภัณฑ์ที่ให้การปกป้องในคลื่นความถี่กว้างตั้งแต่ 280 ถึง 400 นาโนเมตร โดยปกติแล้ว ครีมและโลชั่นเหล่านี้ประกอบด้วยซิงค์ออกไซด์หรือเม็ดสีแร่ธาตุอื่นๆ ดังนั้นจึงควรอ่านส่วนผสมบนฉลากอย่างละเอียด

การป้องกันแสงแดดควรเป็นรายบุคคล ขึ้นอยู่กับสถานที่ที่คุณอาศัยอยู่ ฤดูกาล และสภาพผิว