太阳紫外线辐射及其生物效应探析
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[摘 要]紫外线波长的电磁波谱的从10纳米到400纳米，不能引起人们的注意。紫外线是由原子的外层电子受激发产生的。紫外线（uv）基于波长可分为：近紫外线（UVA）远紫外线（UVB）和超短的紫外线（UVC）。紫外线辐射对人体皮肤穿透程度是不一样的。波长越长，对人类皮肤紫外线损伤越大。Uva射线可以通过真皮，中波才能进入真皮。自然界中紫外线（uv）光源是太阳，太阳穿过大气层小于290纳米波长紫外线被臭氧吸收。紫外线可用于杀菌、紫外线对人体的过度会导致皮肤癌。
中图分类号：S314 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）22-0102-01
一、紫外线的基本概念
紫外线（uv）基于波长可分为： 近紫外线（UVA）远紫外线（UVB）和超短的紫外线（UVC）。紫外线辐射对人体皮肤渗透程度是不同的。波长越长，对人类皮肤紫外线损伤越大。Uva射线可以通过真皮，中波才能进入真皮。
短波
以下简称短波紫外线。280 ～ 100 nm紫外线波长。Uvc辐射生物危害是最大的，但是被臭氧层全部吸收。
中波
以下简称UVB射线。315 ～ 280 nm紫外线波长。Uvb对皮肤有一定的生理功能，这样一部分吸收紫外线是皮肤表皮，无法穿透到皮肤上。但由于阶能高，产生强烈的光损伤皮肤，被照伤部分真皮血管扩张，皮肤会出现肿胀等症状，水泡。照射皮肤会出现红斑很长一段时间，炎症，皮肤老化，严重情况下会导致皮肤癌。Uvb也称为紫外线（uv）晒伤段，是应该关注防止紫外线的波段。
长波
简称UVA。400 ～ 315 nm紫外线。Uva射线穿透比uvb强，，可以达到的深处真皮，可以使对表皮黑色素起作用，使皮肤黑色素沉积，使皮肤变黑，防御紫外线，保护皮肤。所以长波紫外线也称为“晒黑段”。Uva射线不会引起急性皮肤炎症，但对皮肤的功能可能很缓慢，需要很长一段时间。积累是皮肤老化的原因之一，对皮肤造成严重的损害。
UVA可分为UVA - 2（320 ～ 340 nm）和UVA - 1（340 ～ 400nm）。
渗透力是最强的，UVA - 1可能达到真皮，对皮肤的伤害是最大的，但也很容易被忽视，特别是在夏天，UVA - 1虽然力量很弱，但仍然存在，由于积累了很长一段时间，造成皮肤损伤。尤其是老化皮肤松弛，皱纹，失去弹性，黑色素沉淀。紫外线a和紫外线b - 2也可以到达皮肤表皮，它会导致晒伤、皮肤变红而，太阳角性疾病（老年斑），透明会损失。
紫外线（uv）辐射的强度受多种因素的影响。
1、太阳高度：太阳在天空中越高，紫外线辐射水平就越高。
2、纬度：接近赤道，紫外线辐射水平就越高。
3、天气：万里无云的天空，紫外线辐射水平最高。然而，即使有云，紫色外辐射水平也可以很高。
4、海拔高度：每隔1000米高度，紫外线辐射强度增加约5%。
5、臭氧：臭氧吸收一些太阳的紫外线辐射。当臭氧层消失，到达地球表面的紫外线辐射更多。
6、地面反射：许多反射面反射阳光，增加整体的紫外线辐射（例如，草，土壤和水反射小于10%的紫外线辐射，新鲜的雪反射80%;沙滩反映出15%，25%水泡沫反射）。因此，为了防止紫外线损害人体皮肤，主要防止UVB的照射，防UVA，是为了避免皮肤。在欧洲和美国，人们认为晒黑是健美的象征，因此把晒黑剂加在化妆品，因此，没有考虑保护uva射线。这种观点已经改变，承认uva射线会造成长期严重伤害人体，所以人们开始加强uva射线的保护。
日积月累地在阳光下暴晒则导致皮肤变厚、变糙、出现暗点，变得像皮革一样。因此要适当避免日光曝晒可以缓解这些影响。通常被认为由老化引起的可见皮肤变化中，有90%实际是日光曝晒造成的。
紫外线辐射是10到400 nm波长范围的辐射。不同波长范围的波长的紫外线（uv）辐射有不同的影响，在研究和应用中，通常认为紫外线辐射分为：A段（400 ～ 320 nm）;B段（320 ～ 280 nm）;C波段（280 ～ 200 nm）;真空紫外波长（200 ～ 10 nm）。小于200纳米波长紫外辐射由于大气吸收，它不能通过空气传播。
二、紫外线辐射生物效应
1、红斑效应
紫外线照射后，皮肤的自由基增多。自由基损伤脂质膜，使溶酶体不稳定，可溶酶的释放相应的酶。18小时后紫外线辐射，皮肤吸疱液乳酸脱氢酶和磷酸二氢酯Ⅰ浓度显著增加，这将会影响到皮肤组织的新陈代谢。
紫外线照射皮肤，大多数被皮肤吸收，产生一系列的光化学反应，导致蛋白质变性分解，促进皮肤前列腺素的合成，导致多种神经递质。实验表明，紫外线照射后的红斑，局部皮肤的组胺，花生四烯酸，前列腺素E1，E2，D2，6 -氧代F1d F2α和浓度显著增加。因此，组胺和内源性前列腺素细胞炎症发射机紫外线红斑反应部分是由组胺和前列腺素是一种神经递质。
除了紫外线红斑的机理和体液因素，神经系统的功能状态也有重要意义。当神经损伤、神经炎和中枢神经系统病变，红斑反应显著降低。
紫外线照射一个人的皮肤，潜伏期后，皮肤会出现红斑，有明显的红斑边界，这是由于紫外线照射，使皮肤表面细胞产生组胺和其他物质，引起的毛细血管扩张。照顾人体的紫外线辐射产生红斑反应机理非常复杂，这与内分泌系统，神经系统和其他体液有关。紫外线红斑反应区有两个最敏感的波长，波即长297 nm和254 nm紫外线最可能引起皮肤红。，所以当紫外线剂量必须与波长紫外线红斑反应密切相关，红斑反应低于两座山峰。
Uvb辐射引起的254 nm红斑和Uvb 297海里红斑，有许多不同的地方。深度的红斑，红斑温度，潜伏期和消失时间、红斑的烧灼感等是不同的。
2、佝偻病
从275nm到275nm波长紫外线有抗佝偻病的作用。
3、灭菌效果
在240 ～ 240纳米波长范围的紫外线最能杀死细菌和病毒的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构增加细胞死亡和（或）再生细胞死亡，达到杀菌的效果。特别是在253.7峰值波长的紫外线杀菌的效果。这个波段与微生物细胞核的脱氧核糖核酸（DNA）的紫外吸收和光化学感光范围重叠，如下图所示。图中显示RNA和DNA的吸收光谱范围是240 ～ 280 nm紫外线杀菌，吸收峰在260nm。普遍认为紫外线能够改变和破坏结构突变，改变细胞的遗传转录功能，使人体蛋白质合成和复制繁殖能力.其他蛋白质吸收（芳环的苯丙氨酸，色氨酸和酪氨酸吸收峰在280nm）也可能发挥作用的紫外灭菌过程。
阳光穿透地面后，紫外线（uv）波长平均在287 ～ 390 nm。紫外线消毒的最佳波长范围（250 ～ 285 nm）。主要吸是收大气臭氧层小于290纳米的紫外线太阳光谱强度速度降低，所以阳光杀菌能力比特殊的紫外线杀菌灯弱。
紫外线杀菌效果更强，但对于对象的渗透非常弱。它适用于手术室、烧伤病房之间的空间，感染病房无菌和不耐热物品和台面表面消毒。
Uvb射线是到达地球表面的最有生物活性紫外线，是光生物学研究的主要对象。概述的DNA，尿酸，活性氧系列中，细胞因子，和调节性T细胞，特别是注意补充uvb导致免疫抑制。Uvb照射皮肤后，能使真皮C3衍生，同时在一些因素的影响下，血液单核细胞迁移到真皮和表皮。表面受体，他们CR3 iC3b配体可以提高白介素- 10，并削减白介素- 12，监管和分裂原激活蛋白激酶，特别是增加细胞外信号激酶的活性。
3、紫外线辐射防护保护
建议使用智能遮阳罩遮挡紫外线，但树木、雨伞、或天篷帘结构不提供所有的防晒效果。遮阳伞规则：“看看你的影子――短小时，找一个凉爽的地方！”可以作为一个简单的备忘录。
穿着防护服：草帽的眼睛、耳朵、脸和脖子后提供良好的防晒霜。使用大量的保护，可以提供99%到100%的uva和uvb防晒保护。太阳镜将大大减少由日晒引起的眼损伤。紧宽松的衣服在阳光下提供额外的保护。
防晒霜的使用：使用广谱防晒霜的SPF 15 +并每两小时一次擦拭，或在户外工作，游泳，玩或运动后使用，可以帮助保护皮肤免受紫外线辐射。使用防晒霜接触不应该用于太阳暴晒，而应该暴露在不可避免的阳光下保护皮肤。
参考文献：
[1] 百度文库：广州气象研究所，广州 510080.