طبيعة الأشعة فوق البنفسجية ومصادرها
الأشعة فوق البنفسجية (UVI) هي إشعاع كهرومغناطيسي ذو طول موجي أقصر من الضوء المرئي. من حيث المنشأ، يتم التمييز بين الأشعة فوق البنفسجية الطبيعية والاصطناعية. المصدر الطبيعي هو الشمس، والتي يصل منها إلى سطح الأرض نطاقا UVA و UVB، في حين يتم امتصاص نطاق UVC، وهو الأقصر موجة والأكثر عدوانية بيولوجياً، بالكامل عادةً بواسطة طبقة الأوزون في الستراتوسفير.
تُصنع الأشعة فوق البنفسجية الاصطناعية بواسطة وحدات خاصة - مصابيح مبيدة للجراثيم، وأجهزة إشعاع كوارتز، وأجهزة العلاج الضوئي - وتُستخدم على نطاق واسع في الطب والصناعة والممارسات الصحية. ويعتبر كل من الإفراط في التعرض للأشعة فوق البنفسجية ونقصها أمراً ضاراً للجسم: فالأول يؤدي إلى تلف الأنسجة، بينما يؤدي الثاني إلى نقص الأشعة فوق البنفسجية (الكحاش "الكساح"، ونقص فيتامين D، وانخفاض المقاومة المناعية).
التأثيران المولِّد للأوزون والمبيد للجراثيم
التأثير المولِّد للأوزون يتمثل في أن الأشعة فوق البنفسجية تعمل كحفاز لتفاعل تكوين الأوزون من الأكسجين الجزيئي. يُستخدم الأوزون الناتج لتطهير مياه الشرب ومياه الصرف الصحي، وكذلك لتطهير وتعقيم الأدوات الطبية.
التأثير المبيد للجراثيم (الجريمتشيد) هو قدرة الأشعة فوق البنفسجية على تدمير الكائنات الحية الدقيقة. وينقسم داخلياً إلى:
- تأثير مبيد للكتيريا (بكتريوبيدال) — التدمير الكامل للخلايا البكتيرية؛
- تأثير موقف لنمو البكتيريا (بكتريوستاتيك) — تثبيط تكاثر الكائنات الحية الدقيقة دون موتها الكامل.
تعتمد الآلية على تلف الهياكل البروتينية والمواد الوراثية (DNA) للخلية الميكروبية: حيث يؤدي تكوين ثنائيات البيريميدين إلى منع التضاعف والنسخ، مما يؤدي إلى موت ممرض المرض أو توقف انقسامه.
التأثيران المكوِّن للصبغة والحمامى (المحمّر)
التأثير المكوِّن للصبغة يظهر في تخليق الميلانين وتصبغ الجلد. ويتم التمييز بين شكلين له:
- تكوّن الصبغة المباشر (الفوري) — تغميق فوري للجلد دون ظهور حمامى سابقة. وهو علامة غير مرغوب فيها: فهذا يعني أن المواد السابقة للصبغة (البروبيجمنت) غير كافية، ويدل فعلياً على الضوء الضار وحروق الجلد.
- تكوّن الصبغة غير المباشر — السمرة الفسيولوجية التي تحدث بعد عدة ساعات من التعرض للإشعاع، بعد مرحلة الحمامى (الاحمرار). خلال هذا الوقت، يتمكن الخلايا الصباغية (الملانوسيت) من تصنيع المواد السابقة للصبغة التي تشكل السمرة الوقائية.
التأثير الحماموي (المحمّر) — احمرار الجلد نتيجة توسع الأوعية الدموية وتحسين الدورة الدموية في المنطقة المعرضة للإشعاع والأنسجة المحيطة بها. في الممارسة الطبية، يُستخدم بشكل منفصل عن تكوين الصبغة لعلاج الأمراض الالتهابية والعصبية والتغذوية (العلاج بالأشعة فوق البنفسجية بجرعات دون حماموية وحماموية).
التأثيران المخلِّق للفيتامينات والبيليروبيني
التأثير المخلِّّق للفيتامينات — التحويل الكيميائي الضوئي لـ 7-دهيدروكوليستيرول في الجلد إلى فيتامين D تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية UVB. فيتامين D هو تقريباً الفيتامين الوحيد الذي يوفر تخليقه الداخلي مساهمة كبيرة في الاحتياجات اليومية منه؛ ويؤدي نقصه إلى الإصابة بالكحاش (الكساح) لدى الأطفال ولين العظام لدى البالغين.
التأثير البيليروبيني يكمن في تحويل البيليروبين غير المباشر السام إلى لوميروبين — وهو شكل قابل للذوبان في الماء، ويُطرح بسهولة في البول والصفراء دون مشاركة الارتباط بالغلوكورونيد في الكبد. على هذا الأساس يعتمد العلاج الضوئي لفرط بيليروبين الدم الفيزيولوجي وال pathological لدى حديثي الولادة: حيث يتم وضع الطفل تحت مصابيح فوق بنفسجية أو مصابيح مدمجة، مما يضمن انخفاض مستوى البيليروبين والقضاء على التلوّن الاصفراري للأنسجة.
التأثيرات الضارة للأشعة فوق البنفسجية
يُصاحب التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية عدد من التأثيرات المرضية.
- التأثير المسرطن — تحفيز الأورام الخبيثة في الأنسجة المعرضة للإشعاع. والأعضاء المستهدفة هي الجلد (سرطان الخلايا الحرشفية وسرطان الخلايا القاعدية، الميلانوما) والعضو البصري.
- تأثير التهاب القرنية — التهاب القرنية (التهاب القرنية الضوئي، "الرمد الكهربائي")، والذي يحدث عند العمل مع معدات اللحام، وفي المرتفعات العالية، وعلى الثلج. يُعتبر العضو البصري واحداً من أكثر الهياكل عرضة للأشعة فوق البنفسجية.
- شيخوخة الجلد الضوئية، كبت المناعة، تفاقم الأمراض الجلدية الضوئية.
تشمل الوقاية تحديد جرعات التعرض للأشعة فوق البنفسجية، واستخدام النظارات الواقية، وعوامل الوقاية الضوئية، والامتثال للمعايير الصحية عند العمل مع المصادر الاصطناعية للأشعة فوق البنفسجية.
النقاط الرئيسية
- يتم حجب الأشعة فوق البنفسجية C بالكامل بواسطة طبقة الأوزون؛ بينما يصل نطاقا A و B إلى سطح الأرض.
- تحفز الأشعة فوق البنفسجية تكوين الأوزون، والذي يُستخدم لتطهير المياه والأدوات.
- يتحقق التأثير المبيد للجراثيم من خلال تلف الحمض النووي والبروتينات الخاصة بالكائنات الحية الدقيقة، وينقسم إلى مبيد للبكتيريا ومثبط لنموها.
- تكوّن الصبغة المباشر دون حمامى هو علامة على حروق الشمس الضوئية؛ أما السمرة الفسيولوجية فتتطور بعد عدة ساعات من الحمامى.
- يُستخدم التأثير الحماموي في العلاج الطبيعي لتحسين الدورة الدموية المحلية.
- تؤمن الأشعة فوق البنفسجية B تخليق فيتامين D من 7-دهيدروكوليستيرول في الجلد.
- يقف التأثير البيليروبيني أساساً للعلاج الضوئي ليرقان حديثي الولادة من خلال تكوين اللوميروبين.
- الكمية الزائدة من الأشعة فوق البنفسجية مسرطنة للجلد (الميلانوما) وتسبب التهاب القرنية في العين.