VŠE O UV ZÁŘENÍ A JEHO VLIVU NA ŽIVÉ ORGANISMY

VŠECHNO, CO POTŘEBUJETE VĚDĚT O UV ZÁŘENÍ, JEHO VLIVU NA ŽIVÉ ORGANISMY A O TOM, JAK SE PŘED NÍM CHRÁNIT

Ultrafialové (dále jen UV) záření nebo jinak UV radiace, UV paprsky, UV světlo může být charakterizováno:
- jako elektromagnetické vlnění. UV záření představuje neviditelnou část slunečního spektra s vlnovými délkami 100-400 nm, ale delšími než měkké rentgenové záření. Přestože představuje pouze zlomek z celkové energie sluneční radiace, připadá na ni asi 7% celkové sluneční energie dopadající na horní hranici atmosféry.
- jako část elektromagnetického UV spektra, rozšířenou škálu UV záření. Existují různé druhy elektromagnetického záření, lišící se vzájemnou vlnovou délkou. Největší vlnovou délku, a tedy nejmenší frekvenci i energii, mají dlouhé rádiové vlny. Za rádiovými vlnami následuje viditelné světlo, po něm rentgenové a největší frekvenci a energii má záření gama. Tato řada různých typů elektromagnetického vlnění se nazývá elektromagnetické spektrum.

UV záření bylo nezávisle objeveno v roce 1801 fyziky němcem J. W. Ritterem a angličanem W. H. Wollastem.



PŮSOBENÍ UV ZÁŘENÍ NA ŽIVÉ ORGANISMY

Pro organismy na Zemi je nejintenzivnějším zdrojem UV záření slunce. Spektrum UV záření se přechodem atmosférou Země mění kvantitativně i kvalitativně. Větší část UV záření je složkami atmosféry absorbována a část je na jejích jednotlivých složkách rozptýlena do všech směrů. Z toho vyplývá, že celkové, tzn. globální UV záření dopadající na povrch Země tvoří přímé a difúzní záření.
UV spektrum se dělí na blízké (200 – 400 nm), daleké nebo vakuové (FUV, 100 – 400 nm) a extrémní (EUV nebo XUV, 1 – 31 nm). Ultrafialová oblast se dělí na UVA o vlnové délce 315 nm až 400 nm, UVB o vlnové délce 280 nm až 315 nm a UVC o vlnové délce 100 nm až 280 nm.
 
Účinnost pohlcování záření klesá s jeho klesající vlnovou délkou, zatímco v oblasti UVC se pohlcuje prakticky 100 %, v oblasti UVB je to přibližně 50 až 60 % a v oblasti UVA kolem 30 %. UV spektrum dopadající na povrch Země je tvořeno z 90 – 99 % zářením UVA a 1 – 10 % záření UVB. Na každých 300 m výšky roste intenzita UV záření o 4%. Ve výšce 1 500 m je o 20 % vyšší než u hladiny moře. UV záření je povrchem země částečně pohlceno, částečně propuštěno dovnitř a částečně odraženo zpět do atmosféry. Odražené záření zvyšuje globální UV záření, zejména jeho difúzní složku. Většina přírodních povrchů odráží méně než 10% UV záření. Čerstvý sníh však může odrazit až 95 % erytémového UV záření. Proto v jarním období na zasněženém povrchu může intenzita škodlivého UV záření dosáhnout jeho letních hodnot. Do vody proniká kolem 95% UVB záření, přičemž asi 50% pronikne až do hloubky 3m.
 

UV záření neovlivňuje jen množství celkového atmosférického ozonu, ale i další astronomické (výška slunce nad horizontem, vzdálenost Země od Slunce, úroveň sluneční aktivity), meteorologické (přítomnost oblačnosti, optické vlastnosti vzduchové hmoty, přítomnost sněhové pokrývky), geografické (nadmořská výška a zeměpisná) šířka místa pozorování, orografie a odrazivost povrchu) a jiné lokální faktory (místní znečištění atmosféry).

 


PŮSOBENÍ UV ZÁŘENÍ NA ŽIVÉ ORGANISMY

UV záření působí na buňky živých organismů mnoha mechanismy. Ozáření UV paprsky vyvolává inaktivaci nitrobuněčných enzymů, zpomaluje dělení buněk a navozuje vznik mutací. Některé živočichy jsou na něj citlivější než jiné, například pro některé (žížaly – Lumbricidae) má až smrtelné účinky. Nejcitlivější reagující stavební látky živých organismů na UV záření jsou nenasycené organické sloučeniny az nich nejvíc ty, které mají konjugované dvojité vazby. Jsou to hlavně bílkoviny (v rámci nich zvláště aminokyseliny tyrosin a tryptofan), nukleové kyseliny (především jejich dusíkaté báze) a některé pigmenty. Nukleové kyseliny absorbují UV záření podstatně ve větším množství než bílkoviny. Protože pronikavost UV záření je poměrně malá, zasahuje jen povrchové vrstvy lidského organismu a projevuje se na kůži a oku.

 

UVA paprsky mají nejdelší vlnovou délku, nepřehřívají, ale pronikají hlouběji do buněk a způsobují okamžité spálení a zarudnutí lidské kůže. Mohou za její předčasné stárnutí, nadměrné vysoušení, vyvolávají včasnou kožní pigmentaci a jsou hlavní příčinou vzniku rakoviny kůže. Ovlivňují spodní vrstvy kůže, kde se nachází kolagen a elastin, které se působením těchto paprsků rozpadají, což má za následek vznik vrásek. Také oslabují drobné cívky v kůži, čímž se do ostatních částí kůže nemohou dostávat výživné látky pro udržení její správné funkce. UVA paprsky jsou stále přítomny, bez ohledu na období nebo počasí.
 

UVB paprsky mají nejvýraznější biologické účinky. Pomáhají tělu vytvářet vitamín D, ale na druhé straně způsobují erytém, tzn. mírné zarudnutí lidské kůže, zarudnutí až spálení, úpal, přímo poškozují DNA a podporují vznik některých druhů rakoviny kůže. Záření může poškodit ochranné vrstvy oka jako je rohovka. Výsledné poškození čočky a sítnice může způsobit šedý zákal, sněžnou slepotu nebo poruchy v ostrosti vidění. Ovlivňuje i náš imunitní systém, zejména bílé krvinky zodpovědné za zničení patogenů v našem těle jsou těmito paprsky poškozovány, což vede později ke snížení účinnosti imunitního systému a ohrožení zdraví přítomností virů a jiných onemocnění.

 

UVC paprsky, nebo také označované jako letální záření, jsou pohlcovány v ozonové vrstvě a zanikají ve stratosféře. Na Zemi nedopadají, avšak vlivem freonů, výfukových plynů a jiných exhalátů se ozonová vrstva neustále zvětšuje, tím UVC paprsky přecházejí a pronikají do lidské kůže, čehož důsledkem je genomutace a vznik rakovinotvorných buněk.

 

 

POTŘEBA OCHRANY PŘED UV ZÁŘENÍM

UV záření výrazně ovlivňuje procesy v lidském organismu. Uvádí do chodu složitý mechanismus, který ovlivňuje vyplavování různých hormonů, syntézu vitamínu D. Sluneční světlo působí přes zrak na epifýzu, ta začne uvolňovat hormon, který dokáže odstranit například depresivní náladu.

Pokožka a nervový systém se stávají citlivějšími, důležité orgány látkové výměny pracují efektivněji. Již krátký pobyt na slunci a čerstvém vzduchu zlepšuje činnost mozku a zvyšuje kreativitu. Sluneční záření zvyšuje tvorbu vitamínu D, který zpevňuje kosti, a působí tak jako prevence před obávanou osteoporózou. Kromě známých účinků na hustotu kostí a zdraví chrupu má vitamín D i další pozitivní účinky. Posiluje imunitní systém, působí antikarcinogenně, je účinný při léčbě některých onemocnění kůže (psoriáza), stimuluje růst a rozvoj buněk pokožky, během těhotenství zajišťuje správný vývoj kostry plodu a předchází nízké porodní váze. V období kojení zvyšuje tvorbu mléka. Adekvátní příjem vitamínu D v dětství a pubertě se také podílí na správném vývoji organismu. Vitamin D má také prokazatelné pozitivní účinky na centrální nervový systém, jeho deficit způsobuje únavu a deprese. Pro dosažení optimální hladiny vitamínu D v organismu stačí zdravému člověku strávit na přímém slunci 20 minut dvakrát týdně.

Sluneční záření je opravdu nejlepším lékařem, ale stejně jako jeho nedostatek, škodí i jeho přebytek. Při pobytu na slunci stačí mít na zřeteli, že nadměrné slunění je pro kůži jedním z největších nepřátel. Jedním ze způsobů, jak ochránit kůži před negativním vlivem UV záření je používání ochranných přípravků před slunečním zářením.

 

I z tohoto důvodu je nutno péči o takovou pokožku věnovat zvýšenou pozornost a chránit ji před slunečním zářením. Postižení jedinci mají také světle zbarvené vlasy a další ochlupení a červené oči, což je způsobeno prosvítáním drobných krevních cév skrze bezbarvé oko. Nemoc je často doprovázena poruchou vidění, která vzniká v důsledku poruchy nervového propojení mezi okem a mozkem. Podle rozsahu postižení se rozlišuje několik typů onemocnění. Tzv. okulokutánní forma je charakteristická ovlivněním všech tří hlavních institucí, zatímco při okulární formě je ovlivněno pouze zbarvení očí. U menší skupiny pacientů je popisován tzv. částečný albinismus, při kterém je porušena pouze distribuce melaninu. Některé části těla jsou potom bílé, jiné zase mají normální zbarvení. Existují i případy, kdy je sice porušena tvorba melaninu, ale protože přetrvává tvorba a distribuce ostatních tělových barviv, mohou být pacienti zbarveni normálně, nebo má jejich kůže a vlasy jen mírně světlejší odstín než u zdravých jedinců. Podobný stav albinismu vzniká i v případě částečné mutace genu, kdy jsou příznaky vyjádřeny s nižší intenzitou. Vlasy jsou v tomto případě barvy slámy a oční vady jsou mírnějšího rázu.

 

OCHRANNÉ PŘÍPRAVKY PŘED UV ZÁŘENÍM

Ochranný přípravek před slunečním zářením (nesprávné krém na opalování) se nanáší na kůži s cílem chránit ji před nebezpečným vlivem slunečního záření, které může způsobit její spálení. Je k dispozici v různých formách jako mléko, krém, sprej, olej či emulze. Ochranný přípravek by měl odfiltrovat nebezpečné UVA a UVB záření, které je zodpovědné za výše uvedené důsledky na zdraví.
K důležitým vlastnostem ochranného přípravku před UV zářením patří tzn. ochranný faktor, z anglického slovního spojení Sun Protection Factor (dále jen SPF), UVA ochrana, odolnost vůči vodě, případně fotostabilita a termostabilita. V ochranných přípravcích před slunečním zářením se používají dva druhy filtrů a to fyzikální (anorganický) a chemický (organický). Chemické UV filtry pronikají pokožkou a přeměňují UV záření na infračervené záření, tedy na teplo. Sluneční ochrana přírodní kosmetiky bez chemických filtrů je založena na fyzických filtrech z přírodních pigmentů.

Značení ochrany před UVA zářením je nejednotné a neexistuje převládající metoda, jako je tomu u UVB. Výrazným posunem ke zjednodušení a zpřehlednění by mohlo být doporučení Evropské komise ze září 2006. Definuje několik podmínek, které musí přípravek v UVA spektru ochrany splňovat a po jejich splnění může mít na obalu znak - "UVA" v kruhu.

Nejrozšířenějším způsobem vyjadřování stupně ochrany před UVB zářením je tzn. ochranný faktor před slunečním zářením, tzn. SPF. Tento údaj udává, o jaký násobek času lze po nanesení přípravku na kůži prodloužit pobyt na slunci, bez jejího zarudnutí. Tento čas je u každého člověka individuální.

Pocením nebo koupáním se zvyšuje riziko smytí ochranného přípravku, což může mít za následek oslabení jeho účinnosti. Proto jsou přípravky testovány na odolnost vůči vodě. I zde existuje několik metod, které ale postupně směřují ke sjednocení. Společná kritéria pro určování odolnosti vůči vodě (angl. water resistance) stanovila například. organizace COLIPA - Evropská asociace výrobců toaletních a kosmetických potřeb). K dosažení ochrany, která se uvádí na obalu, je třeba nanášet přípravek v množstvích, která se používají k testování, tzn. j. 2 mg/cm2, což se rovná asi 7 čajovým lžičkám přípravku, přibližně 36 gramů na tělo průměrného dospělého člověka.

.

 

VŠE O FAKTORU OCHRANY PŘED UV ZÁŘENÍM – SPF

Historicky první známé studie, které stanovují základ pro faktor ochrany proti UV záření (SPF) nebo index ochrany (IP) byly zahájeny ve 30. letech 20. století a byly publikovány v roce 1940 H. Blumem a spol. a v 50. letech R. Schulzem. Tyto studie a další jiné práce standardizačními a vědeckými skupinami vedly k historické definici koncepce minimální dávky erytému (MED) a SPF ak první standardizované metodě určování a označování SPF, kterou vydala Správa potravin a léčiv (FDA) v USA v roce 1978. Následně v roce V roce 1984 byla vydána norma DIN67501 Experimentelle In-vivo-Bewertung des Schutzes von Erythem von äußeren Sonnenschutzmitteln für die menschliche Haut v Německu, která se uplatnila zejména v Evropě. Tyto dvě normy se lišily hlavně vzhledem k použitému zdroji UV záření, resp. Xenonovou obloukovou lampu nebo přirozené sluneční světlo a rtuťovou lampu a objemem aplikace ochranného výrobku na kůži 2,0 a 1,5 mg/cm2, což vede k určitým nesrovnalostem v naměřených ochranných faktorech.

 


Všechny vydané normy následně zachovaly zdroj umělého xenonu a objem aplikace ochranného výrobku 2,0 mg/cm2. Standardy podobné agentuře FDA vydal v roce 1986 Asociační rada pro normalizaci v Austrálii (SAA) v roce 1986, která zahrnovala testování SPF i odolnosti vůči vodě, jakož i Japonské sdružení pro kosmetický průmysl (Japan Cosmetic Industry Association, JCIA) v roce 1991Tie. metody byly revidovány v letech 1986, 1993, 1997 a 1998 (australský standard) a v roce 1999 (japonský Standard). Jihoafrický úřad pro normy (SABS) prezentoval podobnou metodu v roce 1992, který byl revidován v roce 2002. Nová verze normy FDA ("Předběžná verze Monografie") byla vydána v roce 1993. Implementace verze z roku 1999 (" Finální verze Monografie ") byla odložena na neurčito. Toto pozastavení má poskytnout čas na zavádění specifických metod testování a označování faktoru UVA. Normy Nového Zélandu se připojily k australské normě pro jejich společnou novou verzi (AS/NZS 2604: 1993) v roce 1993 a jejich revidovanou verzi z roku 1998.

 

Evropská asociace pro kosmetické, toaletní a parfémové výrobky (COLIPA) ve své testovací metodě pro stanovení SPF z roku 1994 zavedla nové techniky pro charakterizaci a specifikaci emisního spektra UV zdroje a na kolorimetricky vybrané typy pleti.

Současně byly navrženy dva standardní produkty s vysokým obsahem SPF, které zohledňují zvýšení hodnot SPF. Rakouský Önorm v roce 1998 a nová norma DIN z roku 1999 byly harmonizovány s metodou COLIPA 1994.

Později, Korea, Kolumbie a Mercosur (2002) přijaly metody odkazující na normy FDA nebo COLIPA. Čína zvažuje i přijetí normy SPF.
COLIPA, JCIA a CTFA-SA zahájila diskusi o harmonizaci metody měření SPF v roce 2000. Společné dohody o mezinárodní metodě SPF Test bylo dosaženo v říjnu 2002.

V roce 2005 vyjádřila CTFA svůj zájem o společnou mezinárodní metodiku stanovení SPF s Colipa, JCIA a CTFA-SA. Tato aktualizovaná verze je výsledkem diskusí, které byly zahájeny v červnu 2005. Do pokynů, které odrážejí a překládají zkušenosti techniků a odborníků, byly zavedeny menší změny.

UV FILTRY

UV filtry jsou individuální sloučeniny nebo směsi, které jsou schopny blokovat nebo absorbovat UV záření. UV filtry se používají k ochraně kůže proti slunečnímu záření. UV filtry se mohou přeměnit na méně ochranné nebo jedovatější produkty. Tyto transformační produkty mohou mít účinky na zdraví a životní prostředí.

Jaké UV filtry rozlišujeme?

Existují dvě skupiny aktivních molekul, které mohou působit jako UV filtry a to organické a anorganické.
Anorganické UV filtry, jako je oxid zinečnatý (ZnO), oxid titaničitý (TiO2), oxid hořečnatý (MgO) nebo hlinitý (Al2O3) odrážejí a/nebo absorbují sluneční záření. Mikrokrystaly filtru po rozetření vytvoří na kůži souvislou vrstvu, která funguje jako zrcadlo, odrazí dopadající paprsky a zabrání proniknutí nebezpečného UV záření do kůže.

Nejvíce rozšířené organické UV filtry jsou obvykle aromatické sloučeniny s karbonylovou skupinou. Při přijímání energie UV fotonů mohou organické UV filtry působit třemi způsoby:

- překonávat konformační molekulární změny,
- emitovat záření při vyšší vlnové délce, nebo
- uvolňovat dopadající energii jako teplo.

Působení UV filtrů

Fakt, že chemické, t.j. syntetické UV filtry pronikají pokožkou, nezůstává bez následků. V USA v roce 2009 volaly odpovědné úřady na poplach, více než 97% Američanů je zatíženo chemickým filtrem Oxybenzone. Chemikálie je mezi jiným zodpovědná za podvyvilá novorozeně. Dr. Margret Schlumpf z Univerzity v Curychu už léta varuje před chemickými UV filtry. U mnohých dokázala hormonální vliv a také to, že se nacházejí v mateřském mléce. Chemické UV filtry a konzervační látky kromě toho vyvolávají alergie. Certifikovaná kosmetika (BDIH, Ecocert, Natrue) zakazuje použití sporných chemických UV filtrů v prostředcích na opalování.

PŮSOBENÍ ORGANICKÝCH A ANORGANICKÝCH UV FILTRŮ

Před čím chrání?

Anorganické i organické UV filtry dokáží chránit pokožku před UVA a UVB, avšak anorganické jsou mnohem účinnější v tomto směru a dokáží chránit pokožku před širším spektrem záření. Nejenže představují přírodní, ale i levnější alternativu UV filtrů.

Transformace UV filtrů

Fotolýza je hlavní optickou cestou transformace UV filtrů a disociuje organické filtry na volné radikály. Může být přímá nebo nepřímá. Přímá cesta nastává, když chromofór organických filtrů absorbuje sluneční světlo při určitých vlnových délkách. Nepřímá dráha se vyskytuje v přítomnosti fotosenzitizátoru. Rozpuštěný organický materiál (DOM) v povrchových vodách působí jako fotosenzitizéry a produkuje reaktivní fotooxidanty jako hydroxylové radikály, peroxylové radikály a singletový kyslík. Fotolýza ochranných přípravků před UV zářením je komplikovanější než chování jednotlivých UV filtrů, jak je uvedeno v tomto příkladu.

V přítomnosti jiných UV filtrů, benzotriazolu a huminových kyselin byla pozorována degradace benzofenonu 3 ztrátou hydroxylových a benzoylových funkčních skupin, což mělo za následek tvorbu 2,4-dimethylanizolu.

Literatura:
Eloisa Berbel Manaia, Renata Cristina Kiatkoski Kaminski, Marcos A. Corrêa, Leila A. Chiavacci: Inorganic UV filters, Article in Brazilian Journal of Pharmaceutical Science, June 2013
Gregory S. Engel, Tessa R. Calhoun, Elizabeth L. Read, Tae-Kyu Ahn, Tomáš Mančal, Yuan-Chung Cheng, Robert E. Blankenship and Graham R. Fleming, "Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems"

 


Zaujalo vás toto téma a toužíte se o něm dozvědět ještě víc? 

Pro všechny poznání chtivých Soaphoristů nabízíme také výběr dalších výživných zahraničních zdrojů souvisejících s obsahem článku:

Podobné produkty
Zavřít
Více detailů
Nebyly nalezeny žádné produkty.

Navigace

Nastavení

Více detailů
Nebyly nalezeny žádné produkty.

Vytvořte si účet pokud si chcete uložit oblíbené položky.

Přihlásit se

Vytvořte si účet, pokud si chcete používat seznamy přání.

Přihlásit se