Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовые лучи (длина волны короче 0, 32 мкм) вызывают загар и ожоги. С уменьшением длины волны эритематозное действие ультрафиолетовых лучей усиливается, достигая максимума при 0,28 мкм.

Распространение интенсивности ультрафиолетового излучения на земном шаре в точности не известно. Уровень его в значительной мере зависит от географической широты местности. колебания этого уровня - суточные, сезонные, географические - связаны в основном с присутствием в атмосфере озона, который поглощает почти все ультрафиолетовые лучи с длиной волны короче 0, 285 мкм. Например, если солнце переходит из зенита в положение, в котором оно находится под углом 30° к горизонту, интенсивность ультрафиолетового излучения может уменшиться наполовину. Сезонными изменениями движения солнца можно объяснить, почему в северном умеренном поясе излучение, вызывающее эритему может быть более интенсивным в мае, чем летом, или почему во время солнцестояния, когда солнце находится над тропиком Рака, области на экваторе и на широте 47° получают одинаковое количество солнечного света. Несмотря на то что ультрафиолетовые лучи, распространяющиеся от солнца, когда оно находится под углом к горизонту, меньшим 45°, сильно поглощаются озоном, значительная их часть все же попадает на землю, рассеиваясь и отражаясь в атмосфере, и способна вызывать у людей эритему. Молекулы газов, находящиеся в воздухе, гораздо сильнее рассеивают короткие волны, чем длинные (этим объясняется голубой цвет неба); вследствие этого в атмосферном излучении ультрафиолетовый компонент имеет большую интенсивность, чем видимая область спектра.

Под действием ультрафиолетовых лучей кожный покров человека приобретает темный цвет. В основе загара лежит ряд довольно сложных изменений; по-видимому, главное из них - повреждение клеток эпидермиса, при котором выделяются вещества, расширяющие мелкие кровеносные сосуды; в результате возникает отечность и другие признаки воспаления. Роль адаптации состоит в повышении пороговой эритемной дозы. Острые явления уступают место загару. Даже при слабом загаре этот более высокий порог может сохраниться в течение двух месяцев. В основе защитного эффекта лежат два процесса - утолщение рогового слоя и накопление меланина. Об ограничении проникновения ультрафиолетовых лучей через эпидермис при утолщении рогового слоя свидетельствует то, что, например, у альбиносов, а также в области виталиго загар не возникает, но порог эритемной дозы выше. Для обычной кожи существенную роль должно играть также накопление пигмента меланина и миграция его из базальных клеток к поверхности. Было показано, что присутствие пигмента в роговом слое влияет на степень поглощения ультрафиолетовых лучей. Пигмент сохраняется в эпидермисе в течение многих месяцев и даже лет. На ранее загорелой и сохранившей следы загара коже под воздействием излучения с длиной волны короче 0,32 мкм происходит “вторичное” потемнение.

Повреждение кожи при солнечном ожоге, по-видимому, затрагивает и потовые железы. В связи с этим в эритемный период часто нарушается теплорегуляция; в пигментированной коже подобного повреждения не происходит. Следует обратить внимание на закономерности географического распространения вариантов цвета кожи: у негров кожа темная в отличие от белых, у эфиопов она темнее, чем у южных европейцев, у южных европейцев смуглее, чем у северных, у южных монголоидов темнее, чем у сибирских, у австралийцев и меланезийцев темнее, чем у всех волнистоволосых групп в более северных широтах.

Доказано, что пигмент сильно поглощает ультрафиолетовые лучи. Обнаружилось, что при облучении ультрафиолетовым светом негра, уроженца Тото, в течение многих лет жившего в Германии, эритема (воспаление) появилась только в результате применения дозы, в 10 раз большей, чем та, которая считается достаточной для белых.

Имеются данные, что густой слой меланина у темнокожих рас, препятствуя проникновению в глубокие слои кожи ультрафиолетовых лучей, тем самым создает условия, неблагоприятные при заболевании рахитом. Было высказано мнение, что это явление компенсируется у негров обилием отделений из сальных желез значительно более крупных, чем у европейцев. Сальные железы выделяют продукт, содержащий эргостерин, который приобретает после освещения ультрафиолетовыми лучами антирахитические свойства, превращаясь в витамин Д. Не исключена возможность, что по этой причине в глубоких и темных чащах тропического леса возникали в разных местах карликовые формы негроидной расы.

Ряд ученых показали, основываясь на измерении отражательной способности кожи у различных популяций, что существует явно выраженная корреляция между цветом кожи и широтой местности и значительно более слабая зависимость цвета кожи от средней годовой температуры. Это подтверждает теорию, согласно которой географические вариации цвета кожи у людей связаны с интенсивностью ультрафиолетового излучения. Наиболее сильная пигментация наблюдается в Судане, где интенсивность солнечной радиации максимальная. Очень темным цветом кожи отличаются также народы, населяющие пустыни и саванны, например аборигены Австралии, которые не носили защищающей одежды или стали носить ее лишь в последнее время. Если в той или иной стране с жарким климатом оказывается этническая группа с менее выраженной пигментацией, то обычно легко установить, что эта группа иммигрировала сюда сравнительно недавно. Примером могут служить жаркие пустыни Нового Света.

В умеренных широтах наименьшее количество солнечного света получают близкие к морю западные области континентов, где много облачных дней в году. Небо Арктики летом свободно от облаков и пыли, в зимнее время снег и лед отражают падающий свет, интенсивность ультрафиолетового излучения здесь высока, а цвет кожи у арктических народов более смуглый, чем у людей умеренного пояса.

У негров США и Южной Америки рак кожи, вызываемый ультрафиолетовыми лучами, встречается очень редко; что касается локализации, то частота его на открытых и защищенных участках кожи одинакова. У метисов Капской провинции эпителиома встречается реже, чем у европейцев. Почти все случаи рака кожи в Аргентине относятся к иммигрантам, и крайне редко - у индейцев и негров. Меланома также реже встречается у негров, чем у европейцев.

Таким образом, географическая связь между интенсивностью ультрафиолетовых лучей и цветом кожи определяется, вероятнее всего, защитной ролью пигментации; темнокожие народы населяют в основном области с более высоким уровнем ультрафиолетовой радиации. Даже в тропиках существуют заметные различия в цвете кожи: племена джунглей имеют более светлую кожу, народы открытых пространств - более темную; таково, например, различие между племенами пигмеев и неграми банту.

Загар, приобретаемый людьми со светлой кожей в качестве средства защиты, можно рассматривать как фенокопию генетически определенного более темного цвета кожи у людей, живущих в тропических и экваториальных областях. Вполне возможно, что темная пигментация появилась независимо в разных районах земного шара у темнокожих европеоидов южной Индии и Аравии, у негров Океании и Африки, поскольку эти народы по многим генетическим признакам далеки друг от друга.