СВЕТОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ДРУГИЕ РЕАКЦИИ НА СВЕТ

Мадхукар Л. Патак, Томас В. Фитцпатрик, Джон А. Парриш (Madhukar A. Pathak, Thomas B. Fitzpatrick, John A. Parrish)

Эволюция человека происходила в условиях воздействия на него солнца. Человек зависит от него и в настоящее время, и не только потому, что оно слу­жит косвенным источником питания и поддерживает тепловой режим Земли. Естественный свет всегда считали силой, обеспечивающей здоровье. Кожа чело­века, глаза, кровеносные сосуды, функции ряда эндокринных желез реагируют на радиацию электромагнитного спектра солнца. Давно известна роль солнечных лучей в борьбе с рахитом, поскольку под их влиянием из стироловых предшест­венников в коже образуется витамин D. От солнечных циклов зависят некоторые из наших ежедневных биоритмов. Вместе с тем солнечный свет может оказывать и вредное воздействие, повреждая или убивая живые клетки. Он вызывает ожоги, разрушает дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК), приводит к раку кожи, ее сморщиванию и преждевременному старению, воспалению глаз и, возможно, катаракте. В течение последнего 10-летия интерес к реакции кожи человека на световое воздействие возобновился в результате: 1) всеобщего увлечения сол­нечными ваннами, что приводит к преждевременному старению кожи (солнечный эластоз); 2) получения демографических данных, свидетельствующих о том, что солнечная радиация служит важным фактором в развитии базальноклеточного и плоскоклеточного рака или даже меланомы в подверженных ее воздействию уча­стках; 3) широкого применения ряда лекарственных препаратов типа фенотиазинов, тиазидов, сульфаниламидных диуретиков и антибиотиков (диметилхлортетрациклин), нарушающих кожные реакции на солнечный свет и вызывающих нежелательные светозависимые изменения; 4) усиливающегося беспокойства в связи с тем, что солнечная радиация представляет собой основную причину дискомфорта и светочувствительных реакций у больных с некоторыми видами порфирии, особенно эритропоэтической протопорфирией; 5) развития нового направления в науке, а именно фотомедицины и фотохимиотерапии, базирую­щихся на современных успехах молекулярной фотобиологии и возможностях применения систем ультрафиолетового излучения высокой мощности. Это по­зволило исследователям и практическим врачам использовать ультрафиолетовые лучи (УФЛ) и видимую часть спектра вместе с некоторыми лекарственными пре­паратами (или без них) для получения отчетливого лечебного эффекта при таких заболеваниях, как псориаз, полиморфный фотодерматит, грибовидный микоз, плоский лишай, витилиго, уремический зуд и др. Облучение видимой частью спектра успешно применялось при желтухе новорожденных с целью предотвра­щения билирубиновой энцефалопатии. Излучение лазеров некоторых типов все более широко используется в лечении больных с сине-красными «родимыми» пятнами, телеангиэктазией и другими сосудистыми нарушениями; 6) признания того факта, что УФЛ могут нарушать функционирование и жизнеспособность клеточных компонентов иммунной системы; изменения нормальных и аномальных иммунных реакции могут обусловить местные нарушения иммунной защиты в очаге воздействия или ряд специфических изменений общего характера в отдаленных областях.

У человека известно более 25 болезней, вызываемых или усиливающихся при воздействии на кожу солнечных лучей: от ощущения дискомфорта или нетрудо­способности до развития дегенеративных и неопластических изменений. Эти па­тологические реакции на свет кратко представлены в табл. 52-1.

В настоящей главе обсуждаются: 1) чаще всего встречающиеся состояния, например солнечный ожог, дегенеративные и неопластические изменения, обус­ловленные солнечной радиацией (базальноклеточный и плоскоклеточный рак, злокачественная меланома, солнечные кератозы) и хронической солнцезависимой дегенерацией; 2) светочувствительность, связанная с воздействием лекарствен­ных препаратов и усиленной продукцией фотосенсибилизирующих порфиринов

Таблица 52-1. Заболевания, вызываемые или усиливающиеся при воздействии солнечных лучей

I. Воздействие только солнечных лучей

Генетически обусловленные (веснушчатость) Идиопатические

Солнечный ожог

Дегенеративные изменения соединительной ткани (морщинистость)

Телеангиэктазии

Солнечные кератозы и лентиго

Базальноклеточный рак

Плоскоклеточный рак

Злокачественная меланома Полиморфный фотодерматоз

Солнечная крапивница

Актинический ретикулоид

II. Воздействие солнечных лучей и других экзогенных факторов

Химические или лекарственные вещества фототоксические реакции

Фитофотодерматит

Красная волчанка (с апрессином, новокаинамидом) Химические и иммунные (фотоаллергические реакции)

III. Воздействие солнечных лучей и метаболитов

Порфирии Поздняя кожная порфирия, связанная с гексахлоробензеном, эстрогенами, спиртом

IV. Воздействие солнечных лучей на фоне предшествовавшего заболевания

Генетически обусловленные болезни Наследственные:

Пигментная ксеродерма

Кожно-глазной альбинизм

Витилиго

Синдром Хартнупа Пищевые или метаболические

Пеллагра

Злокачественный карциноид Вирусные

Пузырьковый лишай (простой герпес) Неизвестной этиологии

Красная волчанка (кожная, системная)

у больных со всеми типами порфирий (кроме острой перемежающейся порфирии);

3) некоторые идиопатические формы часто встречающихся фотодерматозов;

4) фотохимиотерапия; 5) светозащита.

Общепринятой единицей для оценки длины волны, используемой для изме­рения и выражения неионизирующих УФЛ и видимой части спектра, считают нанометр (1 нм= 10~⁹ м= 10 А).

Электромагнитное излучение солнца характеризуется широким спектром и состоит из электро- и радиоволн, инфракрасных лучей, видимого света, УФЛ, рентгеновских, - и космических лучей. Длина самых коротких волн, достигаю­щих поверхности Земли через атмосферу, составляет примерно 286—290 нм. Лучи с более короткой длиной волны поглощаются в основном озоном страто­сферы. В .солнечных лучах у поверхности Земли зона УФЛ составляет 290— 400 нм, видимая часть спектра — 400—760 нм, инфракрасная часть спектра — более 760 нм.

Часть спектра солнечного излучения, которая может повреждать кожу чело­века, включает лучи с длиной волны 290—760 нм. Вместе с тем вызывать терми­ческие повреждения (включая ожоги), облегчать развитие фотохимических и биологических реакций, инициированных УФЛ или видимой частью спектра, могут инфракрасные лучи (1,5—1000 мкм). В практических целях УФЛ условно подразделяются на три типа: 1) УФЛ-А (320—400 нм, т. е. длинноволновые); 2) УФЛ-В (290—320 нм, вызывающая солнечный ожог часть спектра) и 3) УФЛ-С (длина волны менее 290 нм, бактерицидное действие).

Интенсивность и тип солнечного излучения, особенно УФЛ, достигающего определенного участка Земли, определяются многочисленными факторами, из которых следует отметить географическую широту, время дня, время года, высоту над уровнем моря, местные атмосферные условия (смог, облачность, дымка, пыль, задымленность, влажность, аэрозольные частицы), толщину озонового слоя и высоту стояния солнца над горизонтом.

Около половины лучистой энергии солнца относится к видимой части спектра (400—760 нм), около 44%—к инфракрасной части и около 6%—к ультра­фиолетовой. Повреждения кожи (солнечный ожог, рак кожи) вызывает 3% ультрафиолетовой части спектра с длиной -волны 290—360 нм. Проникающая способность лучистой энергии варьирует в зависимости от длины волны и об­ласти тела человека и составляет 0—70%. Лучи с более короткой длиной волны (менее 285 нм) поглощаются преимущественно погибшими клетками рогового слоя, в эпидермисе же задерживается и подавляющая часть излучения, вызы­вающего солнечный ожог (290—315 нм). От 5 до 15% УФЛ-В достигают сосочкового слоя дермы, глубина их проникновения зависит от степени меланиновой пигментации кожи. Лучи с длиной волны порядка 320—760 нм проникают в более глубокие слои дермы. Проницаемость лучей с разной длиной волны зависит от:

1) толщины эпидермиса в облучаемом участке; 2) степени гидратации; 3) кон­центрации компонентов, поглощающих УФЛ и лучи видимой части спектра, а именно меланина, белков (кератин, эластин, коллаген), нуклеиновой и мочевой кислот, каратиноидов, гемоглобина; 4) количества и положения в пространстве меланосом и кровеносных сосудов. У светлокожих 85—90% лучей с длиной вол­ны 290—315 нм поглощается эпидермисом и только 5—15% могут достигать дермы. У лиц с темной кожей около 90—95% этих лучей задерживаются эпи­дермисом. Проникающая способность длинноволновых УФЛ (320—400 нм) и лу­чей видимой части спектра (400—760 нм) по отношению к эпидермису варьирует в пределах 20—70%. Оптические свойства гипопигментированного эпидермиса у светлокожих таковы, что в дерму проникает примерно 2—5% лучей с длиной волны 250 нм (бактерицидные), 12—15% —с длиной волны 300 нм и около 50% — с длиной волны 360 нм. Поскольку кожный кровоток составляет при­мерно 500 мл/мин, вся циркулирующая кровь проходит через кожу в течение 11 мин. Таким образом, проникшие через эпидермис и достигшие капиллярной сети и небольших сосудов УФЛ могут повреждающе воздействовать на лимфо­циты, а их длительное воздействие (более 90 мин) может повредить значитель­ную часть циркулирующих клеток. В настоящее время известно, что под влиянием УФЛ теряют свою жизнеспособность мононуклеарные клетки, наиболее чувстви­тельные к УФЛ-С (длина волны менее 290 нм) и менее чувствительные к УФЛ-В и УФЛ-А (соотношение степени чувствительности составляет 10⁴:10:1). Происхо­дящие при этом нарушения иммунных функций, по всей вероятности, влияют на патогенез экспериментального фотоканцерогенеза у мышей. Конкретное зна­чение нарушения функции лимфоцитов при воздействии УФЛ не вполне понятно, однако не исключено, что они играют роль в развитии УФЛ-индуцированного рака кожи, красной волчанки и некоторых светозависимых болезней. Наруше­ния функции лимфоцитов и иммунных реакций могут помочь в понимании поло­жительного эффекта фототерапии и фотохимиотерапии при некоторых кожных. заболеваниях.

Наиболее разрушительный результат действия УФЛ заключается в гибели клеток, в том числе в мутагенезе, канцерогенезе, нарушении или подавлении синтеза ДНК, РНК, белка, иммунных нарушениях. По всей вероятности, мутагенное и канцерогенное влияние опосредуется через воздействие УФЛ-В на ДНК. Они же служат причиной наиболее частых реакций типа солнечного ожога, за­гара или меланиновой пигментации, синтеза витамина D, кератоза и процесса старения кожи. Несмотря на то что длинноволновое излучение (УФЛ-А с длиной волны 320—400 нм и 400—760 нм) отличается большей проницаемостью и ин­тенсивностью, чем УФЛ-В, его влияние на развитие указанных светозависимых феноменов невелико, оно, например, в 800—1000 раз меньше, чем влияние УФЛ-В в отношении эритемы и дегенеративных изменений. Вместе с тем в присутствии ряда химических агентов (например, перорально применяемых препаратов или эндогенных порфиринов при некоторых порфириях) это излучение может стать высокоповреждающим и при очень малых дозах вызывать резкую фотосенсиби­лизацию кожи. Способы защиты кожи от этих воздействий явились предметом многих исследований, и для предупреждения солнечных ожогов, рака кожи, ее старения, различных форм светозависимых расстройств было рекомендовано большое количество экономически: рациональных средств защиты от солнца.