Βιολογικές επιδράσεις της οπτικής ακτινοβολίας για τα μάτια και το δέρμα

 Οδηγία 2006/25 ΕΚ που ενσωματώθηκε στο Ελληνικό Δίκαιο το 2010 ( Προεδρικό Διάταγμα 82/2010 ΦΕΚ 145/Α/01-09-2010 )

Υπεριώδης ακτινοβολία:

UVC (100–280 nm)· UVB (280–315 nm)· UVA (315–400 nm)

Επιδράσεις στο δέρμα:
Μεγάλο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας (UVR) ,που εισχωρεί στο δέρμα απορροφάται στην επιδερμίδα, αν και η διείσδυση αυξάνεται σημαντικά στο μεγαλύτερο μήκος κύματος της UVA.
Η υπερβολική μακρόχρονη έκθεση στην ακτινοβολία UV προκαλεί ερύθημα, δηλ. κοκκίνισμα του δέρματος και πρήξιμο.
Τα συμπτώματα μπορεί να είναι έντονα και κορυφώνονται 8–24 ώρες μετά την έκθεση, διαρκούν 3–4 ημέρες, ενώ στη συνέχεια εμφανίζεται ξηρότητα και ξεφλούδισμα του δέρματος.
Μπορεί επίσης να ακολουθήσει αύξηση στον χρωματισμό του δέρματος (καθυστερημένο μαύρισμα).
Η έκθεση σε ακτινοβολία UVA μπορεί επίσης να προκαλέσει άμεση αλλά προσωρινή αλλαγή στον χρωματισμό του δέρματος (άμεση μελάχρωση).
Το δέρμα ορισμένων ανθρώπων έχει αφύσικη συμπεριφορά κατά την έκθεση στην ακτινοβολία UVR (φωτοευαισθησία), λόγω γενετικών, μεταβολικών ή άλλων ανωμαλιών ή λόγω πρόσληψης ή επαφής με ορισμένα φάρμακα ή χημικές ουσίες.
Η πιο σοβαρή μακροπρόθεσμη επίδραση της ακτινοβολίας UV είναι ο καρκίνος του δέρματος. Οι καρκίνοι του δέρματος πλην του μελανώματος (NMSC) είναι τα καρκινώματα των βασικών κυττάρων και τα πλακώδη καρκινώματα.
Εμφανίζονται σχετικά συχνά στους λευκούς ανθρώπους, αν και σπάνια είναι θανατηφόροι. Εμφανίζονται επίσης πιο συχνά στις περιοχές του σώματος που είναι εκτεθειμένες στον ήλιο, όπως το πρόσωπο και τα χέρια, και η συχνότητά τους αυξάνεται όσο αυξάνεται η ηλικία.
Τα ευρήματα επιδημιολογικών μελετών καταδεικνύουν ότι ο κίνδυνος των δύο αυτών καρκίνων του δέρματος μπορεί να σχετίζεται με τη σωρευτική έκθεση στην ακτινοβολία UV, αν και οι αποδείξεις είναι πιο ισχυρές στην περίπτωση των πλακωδών καρκινωμάτων.
Το κακόηθες μελάνωμα είναι η κύρια αιτία θανάτου από καρκίνο του δέρματος, αν και η συχνότητά του είναι μικρότερη από τον NMSC.
Μεγαλύτερη συχνότητα εμφανίζεται σε άτομα με μεγάλο αριθμό naevi (ελιές), στα άτομα με ανοιχτό¬χρωμο δέρμα, κόκκινα ή ξανθά μαλλιά και στα άτομα που έχουν τάση για φακίδες, παθαίνουν ηλιακά εγκαύματα και δεν μαυρίζουν στον ήλιο.
Τόσο τα οξέα εγκαύματα από την έκθεση στον ήλιο όσο και η χρόνια έκθεση για εργασιακούς ή ψυχαγωγικούς λόγους μπορεί να συμβάλλουν στον κίνδυνο κακοήθους μελανώματος.
Η χρόνια έκθεση στην ακτινοβολία UVR μπορεί επίσης να προκαλέσει φωτογήρανση του δέρματος, η οποία χαρακτηρίζεται από την εμφάνιση ρυτίδων και την απώλεια της ελαστικότητας.
Τα μήκη κύματος της UVA είναι τα πιο ισχυρά, δεδομένου ότι μπορεί να εισχωρήσουν στους ιστούς κολλαγόνου και ελαστίνης του χορίου.
Υπάρχουν επίσης στοιχεία που δείχνουν ότι η έκθεση στην UVR μπορεί να επηρεάσει τις ανοσολογικές αντιδράσεις.
Η κύρια γνωστή ευεργετική επίδραση της έκθεσης στην UVR είναι η σύνθεση βιταμίνης D· η περιορισμένη έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία καθημερινά παράγει επαρ¬κή βιταμίνη D, εάν η πρόσληψη μέσω της τροφής είναι ανεπαρκής.
Επιδράσεις στα μάτια:
Όταν η UVR πέφτει στο μάτι, απορροφάται από τον κερατοειδή χιτώνα και τον φακό.
Ο κερατοειδής και ο επιπεφυκώς απορροφούν μεγάλο μέρος της σε μήκη κύματος μικρότερα από 300 nm.
Η UVC απορροφάται στις επιφανειακές στιβάδες του κερατοειδούς και η UVB απορροφάται από τον κερατοειδή χιτώνα και τον φακό.
Η UVA περνά στον κερατοειδή και απορροφάται από τον φακό.
Οι αντιδράσεις του ανθρώπινου ματιού στην οξεία υπερβολική έκθεση στην ακτινοβολία UVR περιλαμβάνουν τη φωτοκερατίτιδα και τη φωτοεπιπεφυκίτιδα (φλεγμονή του κερατοειδούς και του επιπεφυκότα, αντίστοιχα), ευρύτερα γνωστή ως τύφλωση χιονιού ή επίδραση τόξου στα μάτια.
Τα συμπτώματα, τα οποία κυμαίνονται από ήπιο ερεθισμό, ευαισθησία στο φως και δακρύρροια έως και δυνατό πόνο, εμφανίζονται μέσα σε 30 λεπτά έως μία ημέρα, ανάλογα με τον βαθμό έκθεσης, και είναι συνήθως αναστρέψιμα μέσα σε λίγες ημέρες.
Η χρόνια έκθεση στην ακτινοβολία UVA και UVB μπορεί να προκαλέσει καταρράκτη λόγω των αλλαγών των πρωτεϊνών στον φακό του ματιού.
Πολύ λίγη ακτινοβολία UV (λιγότερο από 1 % UVA) διεισδύει συνήθως στοναμφιβληστροειδή λόγω απορρόφησής της από τους πρόσθιους ιστούς του ματιού. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένοι άνθρωποι που δεν έχουν φυσικό φακό λόγω χειρουργικής επέμβασης καταρράκτη και αν δεν υπάρχει εμφυτευμένος τεχνητός φακός να την απορροφήσει, η ακτινοβολία UVR που διεισδύει στο μάτι μπορεί να βλάψει τον αμφιβληστροειδή (σε μήκη κύματος 300 nm).
Αυτή η βλάβη οφείλεται σε φωτοχημικά παραγόμενες ελεύθερες ρίζες που επιτίθενται στις δομές των αμφιβληστροειδών κυττάρων.
Ο αμφιβληστροειδής συνήθως προστατεύεται από οξείες βλάβες μέσω ακούσιων αντιδράσεων αποστροφής στο ορατό φως, αλλά η ακτινοβολία UVR δεν προκαλεί τέτοιου είδους αντιδράσεις: τα άτομα που δεν διαθέτουν φακό απορρόφησης της ακτινοβολίας UVR διατρέχουν άρα υψηλότερο κίνδυνο να υποστούν βλάβες του αμφιβληστροειδούς, εάν εργάζονται με πηγές ακτινοβολίας UVR.
Η χρόνια έκθεση στην ακτινοβολία UVR αποτελεί σημαντικό παράγοντα ανάπτυξης διαταραχών του κερατοειδούς και του επιπεφυκότα, όπως η φυσαλιδώδης κερατοπάθεια (συσσώρευση κίτρινων/καφέ επικαθίσεων στον επιπεφυκότα και τον κερατοειδή), πτερύγιο (υπερανάπτυξη ιστού που μπορεί να εξαπλωθεί στον κερατοειδή) και πιθανόν pinguecula (πολλαπλασιαστικό κίτρινο τραύ¬μα του επιπεφυκότα).

Ορατή ακτινοβολία

Επιδράσεις στο δέρμα
Η ορατή ακτινοβολία (φως) διεισδύει στο δέρμα και μπορεί να αυξήσει την τοπική θερμοκρασία αρκετά ώστε να προκαλέσει έγκαυμα.
Το σώμα προσαρμόζεται στη σταδιακή αύξηση της θερμοκρασίας με την αύξηση της ροής του αίματος (το οποίο απομακρύνει τη θερμότητα) και την εφίδρωση.
Σε περίπτωση που η ακτινοβολία δεν είναι αρκετή για να προκαλέσει οξύ έγκαυμα (σε 10 δευτερόλεπτα ή λιγότερο), το εκτεθειμένο άτομο προστατεύεται από τη θερμότητα μέσω φυσικών αντιδράσεων αποστροφής.
Σε περίπτωση μακρόχρονης έκθεσης, η βασική ανεπιθύμητη ενέργεια είναι η επιβάρυνση λόγω θερμικής τάσης (αύξηση θερμοκρασίας στο εσωτερικό του σώματος).
Θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η θερμοκρασία περιβάλλοντος και ο φόρτος εργασίας, χωρίς ωστόσο τα ζητήματα αυτά να καλύπτονται ρητά από την οδηγία.
Επιδράσεις στα μάτια
Καθώς τα μάτια συλλέγουν και εστιάζουν την ορατή ακτινοβολία, ο αμφιβληστροειδής διατρέχει μεγαλύτερο κίνδυνο από το δέρμα.
Όταν κάποιος κοιτάζει μια έντονη πηγή φωτός, μπορεί να προκληθεί βλάβη στον αμφιβληστροειδή.
Αν η βλάβη εντοπίζεται στο κεντρικό βοθρίο, π.χ. αν κοιτάξει κατευθείαν μέσα σε μια ακτίνα λέιζερ, μπορεί να προκληθεί σοβαρή οπτική αναπηρία.
Φυσικά προστατευτικά μέτρα είναι η αποστροφή στο έντονο φως (η αντίδραση αποστροφής λειτουργεί σε περίπου 0,25 δευτερόλεπτα· η κόρη συστέλλεται και μπορεί να μειώσει την ένταση του ακτινοβολισμού του αμφιβληστροειδούς κατά συντελεστή μεγέθους περίπου 30· επίσης, το κεφάλι μπορεί να στραφεί ακούσια μακριά).
Η αύξηση της θερμοκρασίας του αμφιβληστροειδή κατά 10–20 °C μπορεί να προκαλέσει ανεπανόρθωτη βλάβη λόγω αλλοίωσης των πρωτεϊνών.
Εάν η πηγή της ακτινοβολίας καλύπτει μεγάλο μέρος του οπτικού πεδίου, έτσι ώστε η εικόνα στον αμφιβληστροειδή να είναι μεγάλη, είναι δύσκολο τα κύτταρα του αμφιβληστροειδή στην κεντρική περιοχή της εικόνας να μειώσουν γρήγορα τη θερμότητα.
Η ορατή ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει το ίδιο είδος φωτοχημικά προκαλούμενης βλάβης με την UVR (αν και, στα ορατά μήκη κύματος, η αποστροφή στο έντονο φως μπορεί να λειτουργήσει ως προστατευτικός μηχανισμός).
Η επίδραση αυτή είναι εντονότερη σε μήκη κύματος περίπου 435–440 nm, και γι’ αυτό μερικές φορές ονομάζεται «κίνδυνος από το μπλε φως».
Η χρόνια έκθεση σε υψηλά επίπεδα ορατού φωτός στο περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει φωτοχημική βλάβη στα κύτταρα του αμφιβληστροειδή, με αποτέλεσμα μειωμένη χρωματική αντίληψη και νυχτερινή όραση.
Όταν η ακτινοβολία εισέρχεται στο μάτι μέσω μιας ουσιαστικά παράλληλης ακτίνας (δηλ. πολύ μικρή απόκλιση από μια μακρινή πηγή ή ένα λέιζερ), μπορεί να δημιουργηθεί είδωλο πάνω στον αμφιβληστροειδή σε μια πολύ μικρή περιοχή, συγκεντρώνοντας την ισχύ σε μεγάλο βαθμό και προκαλώντας σοβαρή βλάβη. Αυτή η διαδικασία εστίασης μπορεί θεωρητικά να αυξήσει τον ακτινοβολισμό του αμφιβληστροειδή σε σύγκριση με τον ακτινοβολισμό του ματιού έως και 500 000 φορές.
Στις περιπτώσεις αυτές, η φωτεινότητα μπορεί να υπερβεί όλες τις γνωστές φυσικές και τεχνητές πηγές φωτός.
Οι περισσότεροι τραυματισμοί από λέιζερ είναι εγκαύματα:
Τα παλμικά λέιζερ υψηλής ισχύος αιχμής μπορεί να προκαλέσουν τόσο γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας, ώστε τα κύτταρα κυριολεκτικά να εκραγούν.