PROMIENIOWANIE NIEJONIZUJĄCE

Do tej grupy czynników szkodliwych dla organizmu człowieka zalicza się promieniowanie mikrofalowe, nadfioletowe i podczerwone oraz laserowe.

Promieniowanie mikrofalowe

Mikrofale należą do promieniowania elektromagnetycznego zawartego między podczerwienią a falami radiowymi. Są one wytwarzane w postaci pola wypromieniowanego przez anteny radiolokacyjne oraz pola kondensatorowego i indukcyjnego. Dwa ostatnie rodzaje energii są wykorzystywane w terapii w postaci diatermii. Działanie mikrofal wiąże się ze zwiększeniem temperatury tkanek narażonych na ten rodzaj energii promieniowania ze względu na przekształcanie pola elektromagnetycznego w ciepło. Istnieje także działanie swoiste, zwane efektem poza termicznym. Przetwarzanie energii mikrofalowej w ciepło odbywa się na różnych głębokościach tkanek, zależnych od możliwości wnikania. Im mniejsza grubość tej przestrzeni, tym podwyższenie temperatury tkanek jest większe. Tempo przyrostu temperatury wewnętrznej jest uzależnione od natężenia promieniowania, możliwości odprowadzania ciepła z tkanek związanej ze stopniem ukrwienia oraz ilości tkanki tłuszczowej. Szczególnie wrażliwe na termiczne działanie mikrofal są tkanki i narządy mało ukrwione (ze względu na utrudnione oddawanie ciepła).

Typowym tego rodzaju następstwem jest zaćma, rozpoczynająca się od punkcikowatych zmętnień w soczewce. Już w przypadku niewielkich gęstości mocy następuje podwyższanie się temperatury soczewki, odprowadzanie bowiem ciepła z powodu braku naczyń krwionośnych jest utrudnione, z tego też względu powstają zmiany w strukturze białek. Zmiany przejrzystości dotyczą przede wszystkim przedniej i tylnej warstwy korowej. Występuje także łzawienie i światłowstręt. Pojawia się wydzielina i przekrwienie spojówek.

O ile efekt termiczny jest w działaniu mikrofal niewątpliwy, o tyle mechanizm zmian nie termicznych nie został dostatecznie poznany. Wiadomo, że zaburzenia te są związane z przebudową wewnątrz cząsteczkową. Z nie termicznym działaniem mikrofal należy wiązać zaburzenia czynności układu nerwowego. Na podstawie licznych spostrzeżeń klinicznych u osób przez wiele lat narażonych na działanie tej części widma elektromagnetycznego wyodrębniono chorobę mikrofalową. Dotyczy ona układu nerwowego. Charakteryzuje się występowaniem ogólnego osłabienia z nadmierną sennością. upo­śledzeniem pamięci i bólami głowy. Zaznacza się wagotonia, zwłaszcza w odniesieniu do układu krążenia.

Występuje bradykardia, której towarzyszą niskie wartości ciśnienia tętniczego. Jako typowe występują zmiany w EEG, cechujące się zubożeniem rytmu a, spłaszczeniem zapisu i pojawianiem się fal patologicznych. Zmianom tym towarzyszy niedoczynność nadnerczy i gruczołu tarczowego. Ze swoistym wpływem mikrofal wiąże się zmiana w składzie krwi. U osób narażonych na ich działanie zwiększa się liczba retikulocytów i limfocytów. Ograniczenie stopnia narażenia i zabezpieczenia techniczne ograniczają w dużej mierze szkodliwe działanie mikrofal. Dlatego zaburzenia funkcji gruczołów dokrewnych i zaćma należą do sporadycznych.

Promieniowanie laserowe

Jako koherentne promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie 400- 1000 nm ma ono coraz szersze zastosowanie przez człowieka. Efekt biologiczny wiąże się także z efektem termicznym, i to działającym miejscowo. Podwyższenie temperatury znacznie przekracza wartość temperatury denaturacji białka. Zwiększenie się temperatury pod wpływem lasera sięga nawet 80°C, zwłaszcza w tkance wydatnie pochłaniającej to promieniowanie, a zatem w warstwie barwnikowej siatkówki i błonie naczyniowej. Tworząca się para wodna rozrywa otaczające tkanki. Największe zagrożenie dotyczy narządu wzroku, przedostanie się bowiem wiązki promieniowania laserowego skupionego przez soczewkę może spowodować oparzenie siatkówki. Ognisko oparzenia w okolicy plamki szybko wysyca się barwnikiem, znacznie ograniczając widzenie wskutek powstania centralnego ubytku. W przypadku promieniowania laserowego w zakresie podczerwieni w wyniku silnego pochłaniania tej energii przez wodę powstają uszkodzenia w soczewce i rogówce. Skóra jest, oprócz oka, drugim narządem wrażliwym na promieniowanie laserowe. Jest wprawdzie mniej wrażliwa od narządu wzroku, uszkodzenie może bowiem powstać dopiero w przypadku działania energii rzędu kilku  J razy cm -2 . Obraz laserowego uszkodzenia skóry waha się od łagodnego rumienią aż do głębokiego oparzenia z martwicą włącznie. Zadziałanie na naczynia leżące blisko powierzchni ciała powoduje powstanie skrzepimy, a nawet uszkodzenie typu przyżegania.

Promieniowanie podczerwone

Promieniowanie podczerwone, mające zakres 780-3000 nm, wykazuje silne działanie cieplne, wywołując miejscowo efekt termiczny lub przegrzanie. W zależności od długości fali tego promieniowania (np. promieniowanie długofalowe cechuje się niewielką zdolnością wnikania w głąb tkanki) pojawiają się mniejsze lub większe następstwa. Promieniowanie pochłonięte przez skórę i tkankę podskórną wpływa ­nagrzewając je - na rozszerzenie naczyń krwionośnych i pobudza zakończenia czuciowe. Z tego względu istnieje małe niebezpieczeństwo oparzenia skóry. Rumień nie cechuje się czasem utajenia i występuje w okresie działania tego promieniowania, szybko ustępując po zaprzestaniu naświetlania. Dużo groźniejsze jest działanie promieniowania podczerwonego na narząd wzroku. Ze względu na zdolność przenikania tego promieniowania przez tkanki oka powstają zmiany patologiczne w soczewce i siatkówce. Rogówka, która ma kontakt ze łzami i chłodnym powietrzem, nie podlega uszkodzeniu. Nagrzewa się także ciecz wodna komory przedniej - temperatura podnosi się o 0,5°C. Największe uszkodzenia powstają w soczewce. Zaćma (zwana dawniej zaćmą hutników) powstaje w przedniej warstwie torebki soczewki i jest podobna do zaćmy powstałej pod wpływem promieniowania mikrofalowego. W siatkówce oka powstaje obrzęk w okolicy plamki, przechodzący w nagromadzanie się barwnika lub przechodzący w scieńczenie, co pogarsza ostrość wzroku. Promieniowanie długofalowe, ze względu na małą przenikliwość, jest pochłaniane przez spojówkę i rogówkę. Powstaje wówczas obrzęk nabłonka spojówki i rogówki, a nawet koagulacja nabłonka rogówki.

Promieniowanie nadfioletowe

Promieniowanie to stanowi część widma elektromagnetycznego leżącego w zakresie 100-400 nm, a znajdującego się między światłem widzialnym a miękkim promieniowaniem rentgenowskim. Źródłem tego promieniowania jest światło słoneczne i światło łukowe, emitowane przez materiał nagrzany do temperatury 4000-6000°c. Promieniowanie to powoduje zmiany fizykochemiczne w komórce, lecz, głównie absorbują je białka i kwasy nukleinowe. Ze szkodliwością wiąże się także działanie pośrednie, promieniowanie to bowiem wpływa na powstawanie ozonu w powietrzu.

Efekt biologiczny zależy od stopnia pochłoniętej dawki oraz długości fali. Promieniowanie nadfioletowe wpływa bakteriobójczo, przyspiesza tworzenie barwnika melaniny i pobudza tworzenie witaminy D3. Jednak duża dawka jest szkodliwa, a narządy krytyczne to skóra i narząd wzroku. W skórze powstają reakcje fotochemiczne, z tego względu nim wystąpi stan zapalny - rumień fotochemiczny, niezbędny jest pewien czas - okres utajenia. Promienie nadfioletowe wnikają na niewielką głębokość (do 0,5 mm.), uszkadzając strukturę kwasów rybonukleinowych jądra komórkowego. Pod jego wpływem histydyna przekształca się w histaminę, która jest czynnikiem wywołującym rumień. Działanie to jest opóźnione, ponieważ ujawnia się dopiero po zniszczeniu komórek i uwolnieniu histaminy. Z tego też względu rumień fotochemiczny ma wyraźnie zaznaczone granice do obszaru działania promieniowania. Przy większej dawce czas utajenia skraca się, odczyn jest silniejszy (oprócz obrzęku skóry mogą powstać także pęcherze) i trwa dłużej niż pod wpływem mniejszej dawki. Rozległe naświetlanie z wyraźnym odczynem skórnym może wywołać odczyn ogólnoustrojowy. Po ustąpieniu rumienią nasila się w tym miejscu gromadzenie barwnika, jest to mechanizm obronny. Melanina jest tworzona dzięki energii promieniowania z fenyloalaniny przy udziale enzymów utleniających. Oprócz tworzenia barwnika, zgrubieniu ulega naskórek. Po wielokrotnym działaniu promieniowania nadfioletowego długofalowego (powyżej 340 nm ) pigmentacja skóry rozwija się bez objawów rumienią skórnego.

Stwierdza się dużą wrażliwość osobniczą, niekiedy 5-krotnie większą u osób o małej pigmentacji skóry (blondynów) w stosunku do osób o ciemnej karnacji skóry. Ponadto skóra może być uwrażliwiona substancjami chemicznymi (np. eozyna, fluoresceina i inne). Przy ich udziale stan zapalny skóry powstaje już pod wpływem podprogowej dawki promieniowania nadfioletowego. Endogennym związkiem fotouczu1ającym jest hematoporfiryna. Także niedobór niacyny w organizmie jest przyczyną fotochemicznego zapalenia skóry.

Zagrożenia dla narządu wzroku wiążą się z powstawaniem zapalenia rogówki i spojówki, a także z uszkodzeniem siatkówki. Promieniowanie nadfioletowe o długości 290-340 nm jest pochłaniane głównie przez rogówkę i płyn komory przedniej, a także ciało szkliste. Z tego względu uszkodzenie dotyczy przedniego odcinka gałki ocznej. Najwcześniej pojawia się obrzęk spojówki oka, z tworzeniem się drobnych pęcherzyków. W stanie ostrym pojawia się wysięk w komorze przedniej. W rogówce występują drobne ubytki nabłonka. Do siatkówki dociera tylko część promieniowania bliska światłu czerwonemu, ale i ta energia promieniowania może wywołać stan zapalny z uszkodzeniem ogniskowym. Konsekwencją tego jest pogorszenie się ostrości wzroku, Jako granice biologicznego efektu przyjmuje się długość fali 290 nm, przy fali krótszej uszkodzenie bowiem dotyczy w większym stopniu narządu wzroku, a przy promieniowaniu o dłuższej fali - zmiany powstają głównie w skórze.