Свет

Свет — электромагнитные колебания оптического диапазона с длиной волны от 1 нм до 1 мм. Свет — одна из форм материи, обладающая одновременно свойствами частиц (фотонов) и волн. Волновые свойства света преимущественно проявляются при его распространении, и с ними связывают явления отражения, преломления, дифракции, интерференции, поляризации. Поглощение света в основном определяется его корпускулярными свойствами и зависят от энергии частицы света, длины волны, а также от среды, через которую проходит свет.
Оптический диапазон электромагнитных колебаний включает три области: инфракрасное (700-1000000 нм), видимое (700400 нм) и УФ (400-1,0 нм). В лечебных целях используются излучения длиной волны от 10000 до 100 нм. В 1963 г. XV сессия Международной комиссии по освещению предложила следующую классификацию оптического спектра.
Излучение и поглощение света происходит отдельными порциями, или квантами.
Квант — это минимальная порция электромагнитного излучения. Квант энергии света зависит прямо пропорционально от частоты колебаний электромагнитной волны и обратно — от ее длины. Поскольку частота и длина волны являются постоянными величинами, то квант энергии возрастает от длинноволнового к коротковолновому излучению, т.е. от инфракрасного к УФ.
Существуют два основных источника света: тепловые (калорические) и нетепловые (люминесцентные). Первые служат преимущественно для получения инфракрасных и видимых лучей, вторые — УФ. Особыми источниками света можно считать светодиодные и лазерные.
Проникновение в кожу лучей с различными длинами волн: 1 — поверхностный слой эпидермиса; 2 глубокий слой эпидермиса; 3 — собственно дерма; 4 собственная пластинка дермы; А — сальная железа; Б волос; В — кровеносные сосуды; Г — потовая железа
Действие света на организм определяется закономерностями его распространения в биологических тканях и взаимодействием с составляющими их компонентами, прежде всего молекулами. Изменения в организме вызывает лишь поглощенная энергия. Из-за отражения и рассеивания только часть энергии света может поглощаться тканями. Известно, что при попадании на кожу до 60 % инфракрасных лучей отражается. Для видиПоглощение лучистой энергии кожей (в %) мого и УФ-излучения эта цифра составляет соответственно 40 и 10 %. Отражательная способность непигментированной кожи почти и 2 раза выше, чем пигментированной.
Примерно такие же соотношения имеют место у светлой и темной кожи. Следует помнить, что и лекарственные вещества, принятые внутрь или нанесенные на кожу, также могут существенно изменять процессы отражения и поглощения. Глубина же проникновения того или иного вида излучения в организме с уменьшением длины волны уменьшается и ориентировочно составляет 3-4 см для инфракрасных лучей, 1-3 мм для видимых и 0,1-0,6 мм для УФ (рис. 2). Поглощение лучей также зависит от пигментированности кожи. Пигментированная кожа поглощает значительно больше лучей, чем непигментированная, что хорошо иллюстрирует таблица 3.
Способность лучей проникать вглубь тканей зависит не только от длины волны, но и от оптических свойств тканей, в частности кожи. Представление о поглощении лучей различной длины волны слоями кожи дает таблица 4.
В связи с неглубоким проникновением лучей, особенно УФ, в биологические ткани, основные процессы, определяющие действие света на организм, происходят в коже.
Его же влияние на более глубоко расположенные ткани и внутренние органы может реализоваться как нервно-рефлекторным, так и гуморальным путем.
При поглощении энергии светового потока атомами и молекулами биологических тканей происходит ее преобразование в тепловую и химическую. Превалирование того или иного процесса зависит от частоты оптического излучения. В частности, УФ-лучам, обладающим наименьшей длиной волны и наибольшей энергией кванта, присуще в основном фотохимическое действие. Инфракрасное и видимое излучение преимущественно преобразуется в тепловую энергию и сопровождается нагревом тканей.
Повышение температуры ведет к гиперемии, активизации микроциркуляции, ускорению диффузионных процессов и повышению проницаемости, ускорению метаболических процессон и облученных тканях, расслаблению мышц, ослаблению болевого синдрома и другим значимым для организма сдвигам.
Инициированные энергией оптического излучения фотохимические процессы проявляются в распаде сложных молекул и образовании биологически активных веществ (ацетилхолин, гистамин, кинины и др.), повышении активности ряда ферментов (пероксидаза, гистаминаза, тирозиназа и др.), стимуляции меланиногенеза, синтезе витамина D и улучшении фосфорно-кальциевого обмена, усилении окислительно-восстановительных процессов, изменении перекисного окисления липидов и образовании свободных радикалов. Эти и другие первичные фотохимические и фотофизические реакции лежат в основе разнообразных фотобиологических процессов, определяющих действие света на организм и его применение с лечебно-профилактическими целями (см. Светолечение). В развитии реакции организма на воздействие светом большую роль играет нервная и эндокринная системы.
Степень проявления фотобиологических эффектов в организме зависит от интенсивности оптического излучения, которая обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника до облучаемой поверхности. Исходя из этого, в клинической практике определяют не интенсивность, а дозу облучения на определенном расстоянии от источника света с учетом продолжительности процедуры.
Основное направление использования света в медицине — лечебно-профилактическое. С этой целью используют инфракрасные, видимые и УФ-лучи, а также лазерное излучение. Они применяются как раздельно, так и комплексно для воздействия при самых различных заболеваниях на патологический очаг, накожные проекции органов, рефлексогенные зоны, точки акупунктуры, слизистые оболочки, кровь и др.
Свет, в частности УФ-лучи, используется для дезинфекции помещений, воздуха, воды, предметов и т.д. Наиболее часто с этой целью применяют коротковолновые УФ-лучи, обладающие наиболее выраженным бактерицидным действием. Свет может также применяться в диагностических целях — для определения чувствительности кожи и оценки реактивности организма, состояния его вегетативной нервной системы. Известен свет и как важный инструмент изучения оптических свойств биологических тканей и жидкостей, отдельных молекул, а также записи спектров поглощения и люминесценции (фотоколориметрия, спектрофотометрия и др.).