Первичные стадии фотобиологических процессов

К фотобиологическим относятся процессы, начинающиеся с поглощения света одним из биологически важных соединений и заканчивающиеся определенной физиологической реакцией организма. Различают негативные (вредные) и позитивные (полезные) фотобиологические процессы.

Негативные фотобиологические эффекты в организмах человека и животных делят на два типа: фототоксические и фотоаллергические

Фототоксическими эффектами называют световые повреждения кожи или глаз, не сопровождающиеся аллергическими реакциями. Клинически они проявляются в форме эритемы, эдемы, пигментации, помутнения хрусталика и т. д.

Фотоаллергические эффекты включают в себя первичный иммунологический механизм аллергической сенсибилизации.

К позитивным фотобиологическим эффектам у животных организмов относятся:

· зрение,

· фотопериодизм —регуляция суточных и годовых циклов жизни животных путем циклических воздействий свет: темнота. Процесс осуществляется под действием видимого света. У человека и млекопитающих фотопериодическим рецептором являются глаза, у некоторых птиц — гипоталамус, у рыб — эпифиз, у насекомых — мозг.

· Образование витамина D из провитаминов, происходящее под действием УФ-света.

У растений важнейшими фотобиологическими процессами являются фотосинтез, фототаксис, фототропизм, фотопериодизм.

Хотя фотобиологические процессы очень разнообразны, но любой из них можно разбить на ряд стадий:

1. Поглощение кванта света

2. Внутримолекулярные процессы размена энергии.

3. Межмолекулярный перенос энергии возбужденного состояния (миграция энергии).

4. Первичный фотохимический акт.

5. Темновые превращения первичных фотохимических продуктов, заканчивающиеся образованием стабильных продуктов.

6. Биохимические реакции с участием фотопродуктов.

7. Общефизиологический ответ на действие света.

ИК, видимое и УФ-излучения могут вызывать фотобиологические процессы в биоструктурах.

Видимый свет вызывает в растениях реакции фотосинтеза,

При действии дальнего УФ-излучения ε > 12 эВ может происходить образование свободных радикалов ароматических и серосодержащих белков и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот.

ИК и видимые волны активируют термо- и зрительные рецепторы соответственно. Действие ИК-излучения на организм связано, прежде всего, с тепловым эффектом в поверхностных тканях. Для прогрева используют коротковолновую часть ИК-диапазона.

УФ-излучение проникает в ткани организма на глубину до 1 мм. Поглощение УФ-излучения связано с фотохимическими реакциями и может привести к появлению эритемы (покраснение и загар). Выделяют три зоны действия УФ на организм: А - антирахитная (400-315 нм) - идет синтез витамина Д; В - эритемная (315-280 нм) возникает эритема, ожоги; С - бактерицидная (280-200 нм) - может вызывать канцерогенез, мутации, бактерицидный эффект. Последний используется в операционных и перевязочных отделениях клиник для дезинфекции помещений.