Взаимодействие ультрафиолета света и кожи (оптические свойства кожи)

Когда ультрафиолет (УФ) и видимое излучения достигают поверхности кожи, они частично уменьшаются (отражаются и рассеиваются), часть их поглощается хромофорами разных слоев кожи и часть проникает в слои клеток, пока вся энергия луча не иссякнет.

Два главных процесса, ограничивающих проникновение ультрафиолета (УФ) и видимого излучения в кожу — поглощение и рассеивание, зависят от длины волн.

УФ-волны менее 320 нм легко поглощаются белками, ДНК и другими компонентами эпидермальных клеток. Наряду с рассеиванием это поглощение отвечает за слабое проникновение этих длин волн в кожу.

Например, приблизительно 50% излучения длиной 300 нм и 10% излучения длиной 350 нм достигает границы между эпидермисом и дермой. От 5 до 10% света отражается внешней поверхностью рогового слоя.

Эта поверхность, называемая зеркальным отражателем, сравнительно постоянна для всех волн видимого спектра и отвечает за внешнее состояние кожи, которая выглядит глянцевой, если поверхность гладкая, влажная или жирная. Напротив, если поверхность неровная, свет рассеивается, и кожа выглядит вялой или «грубой».

Средства для смягчения кожи уменьшают это огрубение путем выравнивания многих неровностей поверхности кожи, уменьшая, таким образом, зеркальное отражение, и кожа при этом выглядит более блестящей.

Рассеивание включает в себя любой процесс, который изменяет направление оптического излучения. Например, кожа с чешуйками, как при псориазе, рассеивает больше света, чем неизмененная кожа. Во время фототерапии нанесение смягчающих средств на псориатические бляшки помогает уменьшить рассеивание УФ-излучения и позволяет большему количеству эффективных волн проникнуть в жизнеспособную ткань.

Меланин, сравнительно равномерно поглощающий световые волны видимого спектра и в норме присутствующий только в эпидермисе, действует в основном как фильтр нейтральной плотности, уменьшая отражение и рассеивание света от дермы.

Большее общее содержание меланина в темной коже позволяет поглощать больше видимого света, благодаря чему кожа выглядит темнее, поскольку кожей отражается меньше света.

Кровь (гемоглобин) в дерме поглощает более короткие волны видимого спектра (голубой цвет), уменьшая отражение дермой волн этой части спектра и обеспечивая для нашего восприятия красный оттенок общего отражения.

Патологическая локализация и количество этих или других пигментов обусловливают внешний вид кожи при патологических состояниях (например, мелазма с избыточным пигментом в эпидермисе и/или дерме; витилиго с отсутствием эпидермального меланина).

Поглощение кожей ультрафиолетового и видимого излучения. В процессе захвата фотона хромофором происходит абсорбция или поглощение.

Специфическая длина волны, которая поглощается каждой молекулой (так называемый спектр абсорбции) зависит от структуры молекулы (то есть расположения ядра и электронов). Биологические реакции вызываются только тем излучением, которое поглощается хромофорами.

Спектр поглощения у определенного компонента выражается графической зависимостью вероятного поглощения (ось Y) фотонов волны определенной длины от длины волны по оси X.

Волны с максимальной вероятностью поглощения называются максимумом поглощения, λmax, и могут использоваться для мишеней (например, ДНК λmax = 260 нм; порфирины λmax = 400-410 нм).

У многих биомолекул, поглощающих УФВ-спектр, в действительности максимум поглощения соответствует более коротким волнам УФС спектра. К таковым относятся пуриновые и пиримидиновые основания в составе молекул ДНК и РНК (λmax=260 нм), уроканиновая кислота (UCA; λmax=280 нм), ароматические аминокислоты в составе белков (λmax=280 нм) и 7-дегидрохолестерол (λmax285 нм).

Многие эндогенные кожные хромофоры поглощают УФА или комбинацию УФА и видимого света, в том числе гемоглобин (λmax =410 нм) и билирубин (λmax=450 нм).

Меланин поглощает волны УФ и видимого спектра, не имея определенного максимума поглощения. В волновом диапазоне ИК-А находятся спектры поглощения немногих хромосом, исключение составляет цитохром с-оксидаза, последний фермент в дыхательной электронно-транспортной цепи митохондрий.

Взаимодействие ультрафиолета и кожи
Взаимодействие ультрафиолетового и видимого излучений с кожей.
Излучение отражается от поверхности, рассеивается (отмечено кружочками) и поглощается (черные точки) по мере проникновения в толщу кожи.
Проникновение ультрафиолета в кожу
Иллюстрация приблизительного уровня проникновения ультрафиолетового и видимого излучений внутрь кожи.
Спектр поглощения ультрафиолета кожей
Спектр поглощения ультрафиолетового излучения хромофорами кожи.
Следует заметить, что сравнительное количество ультрафиолетового излучения, поглощенного хромофорами кожи,
зависит от высоты пиков поглощения, как показано на рисунке, объема каждого хромофора в коже и проникновения волн в кожу.
7-ДГХ — 7-дигидрохолестерол; НАД-Н — редуцированный никотинамид-аденин-динуклеотид.

- Рекомендуем далее ознакомиться со статьей "Фотохимические реакции от ультрафиолета вызывающие кожные изменения"

Оглавление темы "Фотобиология и фотоиммунология кожи.":
  1. Влияние света на кожу - фотобиология и фотоиммунология кожи
  2. Воздействие ультрафиолета и видимого света на кожу
  3. Свойства электромагнитного излучения и кожа
  4. Источники ультрафиолетового и видимого излучения
  5. Дозиметрия ультрафиолетового и видимого излучения
  6. Взаимодействие ультрафиолета света и кожи (оптические свойства кожи)
  7. Фотохимические реакции от ультрафиолета вызывающие кожные изменения
  8. Солнечный ожог от ультрафиолетового облучения
  9. Механизм развития солнечного ожога от ультрафиолета В (УФВ)
  10. Механизм развития солнечного ожога в солярии (ультрафиолет А, УФА)
Материалы подготовлены и размещены для образовательных целей медицинских работников.
Ни один из материалов не может быть применен на практике без консультации лечащего врача.
Вопросы и замечания просим присылать на адрес admin@medicalplanet.su
По адресу выше мы также оперативно предоставим вам координаты автора, заинтересовавшей вас статьи.