Biologische Wirkungen der ultravioletten Strahlung auf den menschlichen Körper

Übersicht über die biologische Wirkung der UV-Strahlung: ozonbildende, germizide, pigmentbildende, erythembildende, vitaminsynthetisierende und bilirubinoide Effekte sowie kazerogene und keratische Wirkung auf Haut und Sehorgan.

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Natur der ultravioletten Strahlung und ihre Quellen

Ultraviolette Strahlung (UV-Strahlung) ist eine elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die kürzer ist als die von sichtbarem Licht. Nach ihrem Ursprung unterscheidet man zwischen natürlicher und künstlicher ultravioletter Strahlung. Die natürliche Quelle ist die Sonne, von der die UV-A- und UV-B-Bereiche die Erdoberfläche erreichen, während der kurzwelligste und biologisch aggressivste UV-C-Bereich normalerweise vollständig von der Ozonschicht der Stratosphäre absorbiert wird.

Künstliche UV-Strahlung wird durch spezielle Anlagen erzeugt – Keimlampen, Quarzstrahler, phototherapeutische Geräte – und findet breite Anwendung in der Medizin, Industrie und im Hygienewesen. Sowohl ein Übermaß als auch ein Mangel an ultravioletter Strahlung sind ungünstig für den Organismus: Ersteres führt zu Gewebeschäden, Letzteres zu UV-Mangel (Rachitis, Vitamin-D-Hypovitaminose, verminderte Immunresistenz).

Ozonbildende und germizide Effekte

Der ozonbildende Effekt besteht darin, dass ultraviolette Strahlung als Katalysator für die Reaktion zur Bildung von Ozon aus molekularem Sauerstoff wirkt. Das gewonnene Ozon wird zur Desinfektion von Trink- und Abwasser sowie zur Entkeimung und Sterilisation medizinischer Instrumente verwendet.

Der germizide Effekt ist die Fähigkeit der UV-Strahlung, Mikroorganismen abzutöten. Dabei wird unterschieden zwischen:

Der Mechanismus beruht auf der Schädigung von Proteinstrukturen und genetischem Material (DNA) der mikrobiellen Zelle: Die Bildung von Pyrimidindimeren blockiert die Replikation und Transkription, was zum Tod oder zum Stopp der Zellteilung des Erregers führt.

Pigmentbildende und erythembildende Effekte

Der pigmentbildende Effekt äußert sich in der Synthese von Melanin und der Bräunung der Haut. Man unterscheidet zwei Formen:

Der erythembildende Effekt – Hautrötung infolge von Gefässerweiterung und verbesserter Durchblutung im bestrahlten Bereich und im umliegenden Gewebe. In der medizinischen Praxis wird er unabhängig von der Pigmentogenese zur Behandlung von entzündlichen, neurologischen und trophischen Erkrankungen eingesetzt (UV-Therapie in suberythematösen und erythematösen Dosen).

Vitaminsynthetisierende und bilirubinoide Effekte

Die vitaminsynthetisierende Wirkung ist die photochemische Umwandlung von 7-Dehydrocholesterin in der Haut in Vitamin D unter dem Einfluss von UV-B. Vitamin D ist praktisch das einzige Vitamin, dessen endogene Synthese einen wesentlichen Beitrag zu seinem täglichen Bedarf leistet; sein Mangel führt zu Rachitis bei Kindern und Osteomalazie bei Erwachsenen.

Der bilirubinoide Effekt besteht in der Umwandlung von toxischem unkonjugiertem Bilirubin in Lumirubin – eine wasserlösliche Form, die leicht über Urin und Galle ohne Beteiligung der Glukuronidierung in der Leber ausgeschieden wird. Darauf basiert die Phototherapie bei physiologischer und pathologischer Hyperbilirubinämie von Neugeborenen: Das Kind wird unter ultraviolette oder kombinierte Lampen gelegt, was eine Senkung des Bilirubinspiegels und die Beseitigung der gelben Gewebeverfärbung bewirkt.

Schädliche Wirkungen der UV-Strahlung

Eine übermäßige Einwirkung von ultravioletter Strahlung geht mit einer Reihe pathologischer Effekte einher.

Die Prävention umfasst die Dosierung der ultravioletten Bestrahlung, die Verwendung von Schutzbrillen, Lichtschutzmitteln und die Einhaltung hygienischer Normen bei der Arbeit mit künstlichen UV-Quellen.

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