promienie widma elektromagnetycznego


KLASYFIKACJA PROMIENI WIDMA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

Światło jest to postać energii promienistej o naturze falowej i cząsteczkowej. To taka forma energii, która przekazuje siłę życiową. Światło pozwala na przyswajanie elementów potrzebnych do życia. Pewien procent docierającego do nas światła słonecznego podlega zjawisku polaryzacji i prawdopodobnie ta jego część jest odpowiedzialna za szczególne właściwości terapeutyczne naturalnych naświetlań. Widzialne światła spolaryzowane o długości fali od 385 do 780 nm charakteryzuje się następującymi właściwościami:

- spolaryzowanie (drganie w płaszczyznach równoległych do kierunku świecenia)

- polichromatyczność (zawiera szerokie pasmo częstotliwości i przekazuje mało energii),

- niekoherentność (przebieg fali nie jest synchronizowany ani w czasie ani w przestrzeni),

- energia o niskim poziomie jest dostarczana ze stałą intensywnością, więc ma charakter biostymulacji,

- miejscowe podniesienie temperatury o 0,1 - 0,5 stopni Celsjusza.

Liniowo spolaryzowane światło widzialne (specjalnie ukierunkowane) ma pozytywny wpływ i działa biostymulująco na poddawane naświetlaniu części ciała. Światło poprzez wrażenia wzrokowe wpływa na określone obszary mózgu regulujące gospodarkę hormonalną (szyszynka, podwzgórze, przysadka). Przenikając przez skórę modyfikuje procesy zachodzące
w płynie śródtkankowym zmiany te wtórnie, poprzez krążącą krew, rozprowadzane są po całym organizmie. Skóra wchłania światło kolorowe, jego drgania i przekazuje dalej do wnętrza ciała, przenosząc energię i informacje na poziomie komórkowym. Pochłonięte widzialne światło spolaryzowane organizm ludzki przetwarza w energię elektrochemiczną, która powoduje uruchomienie łańcucha reakcji biochemicznych wewnątrz komórek, stymulowanie prawidłowej przemiany materii oraz wzmocnienie odporności całego organizmu. Efekty biologiczne działania światła widzialnego (białe światło) obejmują:

- bezpośrednie działanie na strukturę i funkcję wszystkich krążących krwinek,

- stymulację procesów wzrostowych i podziałów komórkowych,

- poprawę mikrokrążenia,

- poprawę transportu tlenu i funkcji transportowych krwi,

- produkcję czynników przeciwzapalnych we krwi,

- działanie antybakteryjne dzięki niebieskiej części widma

- modulacje systemu immunologicznego,

- modulacje aktywności komórkowej szczególnie leukocytów,

- modulację systemu hormonalnego.

W fototerapii stosowane jest, w zależności od potrzeb, światło widzialne lub konkretna barwa, czyli fala elektromagnetyczna o określonej długości. Stosowane w lampach specjalistyczne odbiciowe filtry polaryzacyjne przepuszczają tylko falę o określonej długości i w ten sposób uzyskuje się konkretna barwę.

Spektrum promieniowania widzialnego obejmuje następujący zakres fal elektromagnetycznych, w tym konkretne barwy :

Choroba jest wyrazem braku pewnych częstotliwości drgań, które odpowiadają falom widma kolorowego. Uzupełnienie tego niedoboru przez naświetlania barwą, sprawia że wzrasta sprawność organizmu i zwiększa się możliwość regeneracji. Istnieje wiele stanów patologicznych, w których grzanie jest bezwzględnie przeciwwskazane. Wyeliminowanie w nowoczesnych lampach promieniowania podczerwonego, które pochłonięte powoduje zwiększenie temperatury w naświetlanych tkankach, zwiększa możliwości terapeutyczne urządzeń generujących tylko spolaryzowane światło widzialne.

Światło w kontakcie ze skórą stymuluje światłoczułe struktury międzykomórkowe i molekuły. To inicjuje reakcje łańcuchowe w komórkach i wyzwala tak zwane reakcje wtórne, które nie ograniczają się wyłącznie do obszaru skóry poddanego kuracji, ale mogą obejmować cały organizm.

Główne efekty terapeutyczne działania światła spolaryzowanego obejmują wzrost odporności organizmu, przyspieszanie procesów przemiany materii, działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne, zwiększenie unaczynienia oraz szybsze formowanie się kostniny w miejscu złamania, poprawę mikro krążenia i funkcji reologicznych krwi.

W związku z powyższymi efektami jest ono stosowane w rehabilitacji klinicznej, jak i społecznej oraz jako leczenie wspomagające w wielu działach medycyny, czyli w alergologii, chirurgii i ortopedii, dermatologii, gastrologii, ginekologii i położnictwie, kardiologii, laryngologii, neurologii, okulistyce, pediatrii, pulmonologii, psychiatrii, reumatologii, stomatologii a także w kosmetologii. Przeciwwskazania i ograniczenia terapii światłem spolaryzowanym obejmują osoby uczulone na światło, z chorobą nowotworową w indywidualnych przypadkach oraz obszar tułowia u kobiet w ciąży.

Promieniowanie ultrafioletowe UV (ang. ultrafiolet) dzieli się na trzy zakresy:

Promieniowanie podczerwone IR (ang. infra red) w zależności od długości fali dzieli się na:

Głębokość wnikania promieni IR w skórę zależy od długości fali tych promieni - im krótsze, tym głębiej wnikają. Promienie IR-A wnikają najgłębiej, bo aż do tkanki podskórnej i są w ok. 1/3 absorbowane w naskórku, co przedstawiono w tabeli 1. Prawie całkowicie absorbowane w naskórku są promienie IR-C i mają działanie najbardziej powierzchowne.

Promieniowanie podczerwone ma działanie typowe dla ciepła. Zmniejsza napięcie mięśni szkieletowych i mięśni gładkich, przyspiesza przemianę materii, uśmierza ból oraz przyspiesza procesy gojenia. Działanie cieplne promieni IR, wskutek rozszerzenia głębiej położonych naczyń krwionośnych skóry, powoduje powstanie rumienia cieplnego bez okresu utajenia, który zanika po zaprzestaniu ekspozycji. Odczyn ogólny spowodowany działaniem promieni IR objawia się przegrzaniem organizmu i zależy od intensywności naświetlania, a także sprawności układu krążenia. Wzrasta temperatura ciała, następuje przyspieszenie czynności serca i oddychania oraz pocenie się, a także obniżenie ciśnienia tętniczego krwi. Występują też objawy odwodnienia organizmu i utraty elektrolitów [2].

Tab.1. Absorpcja poszczególnych pasm promieniowania w tkankach powierzchownych ciała.

Warstwy skóry

Promieniowanie

UV

Widzialne

IR

C

B

A

A

B

C

rogowa

+

+

+

+

+

+

-

rozrodcza

+

+

+

+

+

-

skóra właściwa

+

+

+

+

tkanka podskórna

+

+

Atmosfera otaczająca kulę ziemską stanowi filtr, przez który przechodzi tylko część promieniowania słonecznego. Są to promienie widzialne, stanowiące ok. 40% promieniowania słonecznego, promieniowanie podczerwone ok.59-65% promieniowania słonecznego oraz promieniowanie UV- 1-2% promieniowania słonecznego. Do ziemi dociera tylko ok.27% promieniowania słonecznego. Jego natężenie zależy od pory roku (odległości ziemi od słońca), pory dnia (położenia słońca nad horyzontem), wysokości nad poziomem morza, zachmurzenia oraz zawartości w powietrzu pary wodnej i pyłów. Na natężenie promieniowania UV w powietrzu wpływa także odbicie promieniowania słonecznego od podłoża (woda, śnieg, piasek na plaży dobrze odbijają prom. słoneczne). Skóra odbija ok.25%, a pochłania 75%. Efektem pochłoniętego przez skórę promieniowania jest powstanie rumienia cieplnego, jako efekt działania promieni podczerwonych oraz powstanie rumienia fotochemicznego, powstającego w wyniku działania promieni UV.

Poszczególne składowe widma promieniowania słonecznego wnikają
w skórę na różną głębokość. Głębokość wnikania promieni UV zależy od typu
i budowy skóry, oraz od długości fali tych promieni. Skóra zaś jest barierą ochronną organizmu, chroniąca przed działaniem bodźców środowiskowych. Jest wyposażona w mechanizmy zabezpieczające przed uszkodzeniem przez promienie słoneczne. Należą do nich:

Większa część promieni UV zostaje pochłonięta przez warstwę rogową naskórka. Nie więcej niż 10% promieniowania UVB i 40-50% promieniowania UVA dociera do warstwy podstawnej naskórka. Tolerancja na światło słoneczne rozwija się przez 2-3 tygodnie codziennej ekspozycji i stopniowo wzrasta. Wrażliwość na prom. UV zmniejsza 20-krotnie zgrubienie naskórka i jego brązowienie. Reakcja skóry na naświetlanie promieniami UV, wyrażona rumieniem fotochemicznym może być osłabiona lub też zniesiona w stanach przebiegających z zapaleniem lub uszkodzeniem nerwów obwodowych przy uszkodzeniu kręgosłupa, w infekcjach, w złym stanie ogólnym i w stanach toksycznych. Działanie promieni UV osłabia niedokrwienie skóry spowodowane zwężeniem naczyń krwionośnych pod wpływem zimna.

Wrażliwość skóry na światło zmniejsza się po naświetlaniach w wyniku uwolnienia mediatorów rozszerzających naczynia włosowate (np. histaminy), a także w rezultacie zwiększenia się zawartości kwasu urokanowego w skórze, stanowiącego naturalny filtr. Podobnie jak wszystkie fale elektromagnetyczne, światło podlega absorpcji, interferencji, załamaniu, rozproszeniu, odbiciu i polaryzacji.

Wielkość promieniowania wysyłanego przez źródło światła mierzy się
w watach. Natężenie promieniowania odnoszące się do napromieniowanej powierzchni podaje się, zwłaszcza w solariach, w miliwatach na centymetr kwadratowy (mW/cm2). Dawkę naświetlania określa natężenie i czas ekspozycji na promieniowanie. Jednostką dawki naświetlania jest dżul na centymetr kwadratowy (J/cm2).

Ogólne działanie promieni UV na organizm

Promienie UV mają wyraźne działanie biologiczne i chemiczne na organizm człowieka. Działanie chemiczne promieni UV powoduje powstanie szeregu reakcji, którymi są: fotosynteza, utlenianie lub redukcja oraz fotoliza (rozpad danego związku na związki o mniej złożonej budowie). Wiele skutków biologicznych, zachodzących pod wpływem promieniowania UV ma ścisły związek z reakcjami chemicznymi wywołanymi tym promieniowaniem. Są to: powstanie rumienia fotochemicznego w skórze, tworzenie się melaniny oraz witaminy D, a także wpływ fotouczulaczy uwrażliwiających organizm na światło. Działanie antyseptyczne promieniowania UV jest również wynikiem zachodzących
w bakteriach reakcji fotochemicznych. Prawo Grotthusa-Drapera mówi, że: ,,przemiany fotochemiczne układu reagującego wywołuje promieniowanie pochłonięte. Na przebieg reakcji fotochemicznych nie ma wpływu promieniowanie odbite, przepuszczone lub rozproszone”.

Rumień fotochemiczny to reakcja skóry na działanie promieni UV. Odczyn skóry, w wyniku rozszerzenia naczyń krwionośnych wyraża się jej zaczerwienieniem. Zależność odczynu rumieniowego skóry od długości fali promieni UV przedstawiono na rysunku poniżej. Najsilniejsze właściwości rumieniotwórcze wykazuje promieniowanie o długości fali 297nm i 250nm.

0x01 graphic

Rys. Skuteczność wywoływania odczynu rumieniowego przez prom. nadfioletowe w zależności od jego długości fali.

Mechanizm powstawania rumienia fotochemicznego można podzielić na dwie fazy:

Okres utajenia jest czas, jaki upływa od chwili ekspozycji na promienie UV do momentu wystąpienia pierwszych objawów rumienia. Czas trwania okresu utajenia zależy od dawki, długości fali promieniowania UV oraz wrażliwości osobniczej.

Ewolucją rumienia fotochemicznego nazywamy jego charakterystyczny rozwój, w którym można wyróżnić:

0x01 graphic

Rys. Ewolucja rumienia fotochemicznego I - okres utajenia, II - okres narastania,

III - okres ustępowania.

Następstwem rumienia fotochemicznego jest zgrubienie i łuszczenie się naskórka oraz zbrązowienie skóry, powstające w wyniku gromadzenia się w niej melaniny. Intensywność rumienia fotochemicznego zależy od :

Należy zatem rozróżnić rumień fotochemiczny, wykazujący wyżej opisaną ewolucję, od rumienia cieplnego, występującego w czasie napromieniania promieniami podczerwonymi IR. Różnica występuje także w wyglądzie. Rumień fotochemiczny jest jednolity, podczas gdy rumień cieplny ma wygląd plamisty. Należy też wspomnieć, że promieniowanie podczerwone IR ma wpływ na ewolucję rumienia fotochemicznego. Jednoczesne zastosowanie promieni IR i UV wzmaga odczyn rumieniowy skóry. Naświetlanie prom. IR po ekspozycji na prom. UV osłabia odczyn rumieniowy, zaś naświetlanie prom. UV po ekspozycji na prom. IR wzmaga ten odczyn. Naświetlanie prom. IR skóry z występującym rumieniem fotochemicznym powoduje jego osłabienie i szybsze ustępowanie.

Prawidłowe dawkowanie promieni UV wymaga znajomości siły emisji palnika oraz indywidualnej wrażliwości osoby naświetlanej. W tym celu, za wykorzystując rumieniomierz, wykonuje się test biologiczny, oceniający indywidualną wrażliwość pacjenta na promienie UV oraz określający natężenie promieniowania emitowanego przez lampę. Rumieniomierz składa się z dwóch pasków kartonu o rozmiarach np. 10x20cm. W jednym pasku, w jednej linii wycina się 5 równych, okrągłych otworów o średnicy 2cm, w odstępach ok. 2cm. Drugi pasek umieszczony pod kartonem z otworami służy do ich zakrycia. Tak wykonany rumieniomierz, z zasłoniętymi otworami nakłada się na mało naświetlane okolice ciała (brzuch, przyśrodkowa powierzchnia przedramienia). Resztę ciała (powierzchnię otaczającą rumieniomierz, głowę i pozostałe części ciała) zakrywa się szczelnie grubą tkaniną. Na oczy zakłada się okulary z filtrem optycznym i osłonami bocznymi. Lampę ustawia się w odległości 50 lub 100cm od naświetlanej okolicy ciała tak, by środek wiązki padał na środek rumieniomierza. Po włączeniu lampy należy odczekać do momentu, aż uzyska ona pełną emisję promieniowania (2-3min.). Następnie co 10-30sek. (lub 30-60sek. w starszych modelach lamp) odsłania się każdy kolejny otwór. Czas naświetlania kolejnych pól w przypadku odsłonięć co 30sek. wynosi 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5min. lub dla odsłonięć co 60sek. wynosi 1; 2; 3; 4; 5 min. Teoretycznie skórę w miejscach naświetlonych powinno się obserwować po 3, 6, 9, 12 i 24 godzinach, notując wygląd każdego pola i nasilenie rumienia. W praktyce oceny odczytu dokonuje się po 24 godzinach. Ponieważ progowy rumień występuje po ok. 3-godzinnym okresie utajenia i znika po 12 godzinach, za czas naświetlania wywołujący odczyn progowy przyjmuje się czas naświetlania pola bez odczynu, które poprzedza pole z odczynem. Pole bez odczynu stanowi wyznacznik progowej dawki rumieniowej (drażniącej), czyli dawki biologicznej (1 biodozy), określanej skrótem MED (minimal erythema dose). Jest ona miarą indywidualnej wrażliwości danej osoby na promieniowanie UV oraz jest określana w celu ustalenia odległości lampy od osoby naświetlanej [2].

Dawki promieniowania nadfioletowego UV, wyrażone w dawkach progowych wywołują różnie nasilone odczyny rumieniowe. Podział odczynu rumieniowego skóry, w zależności od jego nasilenia przedstawiono w tabeli poniżej.

Tab. Podział odczynu rumieniowego wg Konarskiej.

Stopień odczynu

Dawka progowa

Cechy charakterystyczne

Odczyn progowy (MED)

1

Po 6-8 h okresu utajenia po dawce promieniowania UV powstaje lekko różowe zabarwienie skóry zanikające w ciągu 2-4 h. Nie powoduje łuszczenia się skóry ani pigmentacji.

E I˚

2

Odczyn rumieniowy pierwszego stopnia objawia się różowym zabarwieniem skóry po okresie utajenia ok. 4 h, zanikającym stopniowo po 12 h (maksimum w ciągu 24 h). Nie powoduje łuszczenia się skóry. Po kilkakrotnym naświetleniu tą dawką powstaje równomierna, słaba pigmentacja

E II˚

3-4

Odczyn rumieniowy drugiego stopnia cechuje się wystąpieniem po okresie utajenia 3--4 h (lub krótszym) silniejszego różowego zabarwienia skóry ograniczonego do naświetlonego miejsca. Towarzyszy temu lekka bolesność, uczucie pieczenia i gorąca tego obszaru skóry. Po 24 h (do 2-3 dni) odczyn stopniowo zmniejsza się. Występuje łuszczenie się naskórka i wyraźna pigmentacja skóry

E III˚

5-6

Odczyn rumieniowy trzeciego stopnia występuje po okresie utajenia do

2h. Skóra staje się żywoczerwona, bolesna, napięta (zapalenie). Odczyn ten zaczyna ustępować od 3-go dnia i trwa ok. 5 dni. Występuje silne łuszczenie się i wyraźna pigmentacja skóry.

E IV˚

6-8

Odczyn rumieniowy czwartego stopnia jest silniejszy od poprzedniego, przy czym występują pęcherze surowicze. Utrzymuje się 7-10 dni. Naskórek silnie się łuszczy, a pod pęcherzami, które ulegają wchłonięciu, tworzy się nowy naskórek. Powstaje pigmentacja utrzymująca się dość długo.

E V˚

8-10

Odczyn rumieniowy piątego stopnia występuje już po ok. 1,0-1,5h i cechuje go obrzęk skóry, pęcherze i martwica sięgająca głębszych warstw skóry. Odczyn ten trwa ok. 9 dni, a gojenie się skóry trwa dodatkowo ok. 10 dni. Na ogół pozostawia gładką bliznę.

Promieniowanie ultrafioletowe działa przeciwkrzywiczo, podnosząc
w ustroju poziom wapnia, fosforu i witaminy D, bakteriobójczo, przyspieszają gojenie się ran, podnoszą odporność nieswoistą na różne czynniki zakaźne, wzmacniają układ nerwowy i narząd krwiotwórczy.

Bezsporne jest także działanie destrukcyjne promieni UV. Są to przede wszystkim zmiany struktury kwasów nukleinowych (DNA) w jądrach komórek, czego wynikiem są mutacje, a na tym podłożu kancerogeneza oraz zmiana struktury białek, co prowadzi do inaktywacji niektórych enzymów itp..

Promienie UVA to 95% z całego zakresu promieniowania ultrafioletowego docierającego do Ziemi. Działają one około 1000 razy słabiej na skórę niż promienie UVB poza godzinami południowymi, zaś w godzinach południowych ich intensywność jest 100-krotnie większa od UVB. UVA przenika przez szkło okienne. Spośród wszystkich rodzajów promieni UV, UVA penetruje skórę najgłębiej, bo aż do warstwy podstawnej, (czyli rozrodczej) naskórka, gdzie powstaje barwnik skóry-melanina oraz w okolice naczyń krwionośnych. UVA wywołuje odczyn rumieniowy skóry jedynie w dużych dawkach. Jest też odpowiedzialne za natychmiastową (bezpośrednią) lub szybką (15-30min) pigmentację skóry, czyli ciemnienie wskutek utleniania melaniny już istniejącej w normalnie ukrwionej skórze. Fakt ten następuje po krótkim okresie utajenia bez uprzedniego wywołania rumienia. Aby pigmentacja skóry miała miejsce, potrzebny jest tlen, dlatego w przypadku miejscowego niedotlenienia skóry, np. wskutek ucisku, działanie promieni UVA nie powoduje opalenizny. Szczególną cechą promieni UVA jest wywoływanie fotodermatoz przy przyjmowaniu określonych leków. W związku z tym UVA są wykorzystywane w fototerapii metodą PUVA (psoralen+naświetlania UVA).

Promieniowanie UVB, nazywane też promieniami Dorno, nie przenika przez szkło okienne. Nawet w niewielkich dawkach wywołuje silny odczyn rumieniowy (uwalnia w skórze histaminę, rozszerzającą włosowate naczynia krwionośne), występujący po okresie utajenia (od 2 do 24 godzin od momentu naświetlania skóry) i zależny jest od dawki. Przedawkowanie promieni UVB powoduje oparzenia słoneczne. UVB wywołuje melanogenezę, czyli tworzenie melaniny przez melanocyty, czyli komórki barwnikowe. Po 2-3 dniach następuje zbrązowienie skóry wskutek powstania nowej melaniny, a także nowych melanocytów. Promienie UVB zapoczątkowują też syntezę witaminy D oraz powodują zgrubienie warstwy rogowej naskórka.

Promienie UVC nie docierają do powierzchni Ziemi, gdyż zostają rozproszone w jej warstwie ozonowej. Ozon ma zdolność pochłaniania promieniowania UV, emitowanego przez Słońce. Osłabia on olbrzymią energię promieniowania słonecznego w zakresie UV, zdolną do niszczenia organizmów żywych. Ponadto ozon, pochłaniając promieniowanie UV, zmienia warunki termiczne w atmosferze, co w pewnym stopniu decyduje o warunkach klimatycznych, panujących na Ziemi. Warstwa ozonowa znajduje się głównie w stratosferze, między 10 a 50 kilometrami od powierzchni Ziemi. Zwiększenie zainteresowania tą warstwą nastąpiło w latach 70-tych XX wieku, gdy stwierdzono niszczenie ozonu przez substancje emitowane do atmosfery przez przemysł (chłodniczy, komputerowy, kosmetyczny), zawierające chlor, freony i halony. Pierwiastki te, obojętne przy powierzchni Ziemi, w wysokich warstwach atmosfery, pod wpływem intensywnego promieniowania słonecznego, rozpadają się, niszcząc ozon. Skutkiem tego jest powstanie dziury ozonowej i przenikanie do powierzchni Ziemi większej ilości szkodliwych promieni UV.

Promienie UVC mają działanie silnie bakteriobójcze, dlatego są wykorzystywane w lampach służących do wyjaławiania pomieszczeń zabiegowych, sprzętu szpitalnego, wody w basenach kąpielowych itp.

BIOPOZYTYWNE EFEKTY DZIAŁANIA PROMIENI UV

Najistotniejszymi przejawami pozytywnego działania promieni ultrafioletowych są:

Pod wpływem promieni UVB z 7-dehydrocholesterolu, występującego
w warstwie podstawnej naskórka powstaje prowitamina, która po połączeniu
z transportową globuliną zostaje przeniesiona z krwią do wątroby, ulegając tam przekształceniu w kalcyferol. W nerkach zostaje on przekształcony w czynną witaminę D3-cholekalcyferol. W procesie tym bierze udział parathormon i hormon przytarczyc.

Niewielka dawka witaminy D3 (w ilości niezbędnej organizmowi) dostarczana jest z pożywieniem. Prof.dr Joachim Barth z Akademii Medycznej „Carl Gustav Carus” w Dreźnie twierdzi iż, „zaobserwowano(...), że liczba zachorowań na nowotwory jelita grubego i raka piersi u kobiet w różnych krajach zmniejsza się, im bardziej dany kraj jest położony na południe. Oznaczałoby to, że deficyt światła słonecznego w północnych regionach powoduje brak witaminy D, co z kolei ułatwia tworzenie się wspomnianych nowotworów. Podobnie można przypuszczać, że kulminacja występowania zawałów serca w północnych regionach w okresie zimowym wiąże się z niedostatecznym promieniowaniem UV i niedoborem witaminy D” .

Wytwarzana w skórze przez promienie UV witamina D3, przechodząc do układu krążenia, zwiększa przyswajanie wapna i fosforu z przewodu pokarmowego, jak również, utrzymując ich prawidłowy poziom we krwi- zabezpiecza kości przed odwapnieniem. Stąd ma uzasadnienie zastosowanie promieni UV w leczeniu krzywicy, źle zrastających się złamań oraz złamań samoistnych, gruźlicy kości, próchnicy, tężyczki i osteoporozy.

Promienie UV stymulują produkcje erytrocytów i hemoglobiny, okresowo zwiększają ilość płytek krwi. W licznych badaniach nad leczeniem promieniami UV anemii wtórnej, stwierdzono poprawę stanu krwi (wzrost ilości erytrocytów przy ich obniżonej liczbie).

Pod wpływem promieni UV zmniejszona zostaje produkcja hormonów stresu: adrenaliny i noradrenaliny. Po jednorazowym napromieniowaniu w zakresie progu rumieniowego dochodzi do wyraźnego obniżenia się poziomu obu hormonów. Skutkiem tego jest poprawa samopoczucia i stan odprężenia. Pod wpływem jednokrotnego naświetlania promieniami UV zwiększa się poziom hormonu kory nadnerczy - kortyzonu. Podwyższa się też we krwi poziom hormonów produkowanych przez tarczycę (m.in. tyrozyny). Promienie UV działają pobudzająco na przysadkę mózgową, jajniki i jądra.

Stwierdzono, że już jednorazowe naświetlanie promieniami UV zwiększa koncentrację tlenu w tkankach. Efekt ten jest spowodowany prawdopodobnie przez szybsze oddawanie tlenu przez erytrocyty.

Dzięki serii naświetlań promieniami UV można obniżyć tętno w stanie spoczynku i w stanie obciążenia oraz obniżyć skurczowe ciśnienie krwi, a także zmniejszyć koncentrację kwasu mlekowego we krwi .

Przy właściwym dawkowaniu obserwuje się korzystny wpływ na stan psychiczny (stan uspokojenia i relaksacji).

W wyniku licznych badań stwierdzono, iż profilaktyczne naświetlanie nawet niewielkimi dawkami promieniami UV zmniejszyło ilość przeziębień wśród poddanych tym naświetlaniom.

Stosując naświetlania ciągłe promieniami UV u pacjentów z przewlekłą egzemą chromatyczną, uzyskano znaczne osłabienie reakcji alergicznych skóry.

Wskazania do naświetlań promieniami UV

Ze względu na pozytywne działanie na organizm promienie UV stosuje się w następujących schorzeniach: chorobach uszu, nosa, gardła, przewlekłych zapaleniach oskrzeli, krzywicy, wszystkich anemiach z wyjątkiem złośliwych, trądziku pospolitym i różowatym, łysieniu plackowatym i łojotokowym, utrudnionym zroście kości, stanach po półpaścu, niedoczynności gruczołów wydzielania wewnętrznego, takich jak tarczyca czy jajniki, czyraczności, gruźlicy skóry, grzybicy skóry, owrzodzeniu żylakowatym podudzi, leczeniu łuszczycy i bielactwa nabytego metodą PUVA (psoralen+UVA).

Naświetlanie miejscowe promieniami UVB wspomaga leczenie zasadnicze w bólach mięśniowych, zapaleniach okołostawowych, przewlekłej egzemie oraz w dermatozach ze swędzeniem skóry. Naświetlanie ogólne ciała promieniami UVA wspomaga leczenie bielactwa, trądziku i sklerodermii oraz jako metoda PUVA w leczeniu łuszczycy (8-metoksypsoralen + UVA).

Celowe i pożądane jest też korzystanie z naświetlań promieniami UV przez ludzi, którym praca zawodowa znaczne ogranicza korzystanie z naturalnego źródła promieniowania UV, czyli słońca, np. przez górników.

NEGATYWNE EFEKTY DZIAŁANIA PROMIENI UV

Nie ulega wątpliwości, że oprócz swego pozytywnego działania, promienie UV powodują szereg negatywnych skutków.

Promieniowanie UV, zarówno naturalne, jak i z lamp stosowanych
w solariach, wysusza skórę, powodując jej rogowacenie, szorstkość oraz przyspieszenie procesów starzenia (fotostarzenie). Warstwa rogowa naskórka filtruje, rozprasza i pochłania (absorbuje) promienie UV. Im jest ona grubsza tym większa absorpcja. Zgrubienie warstwy rogowej (akantoza) jest spowodowane wyłącznie promieniami UVB. W warstwie podstawnej naskórka następuje wzmożony i przyspieszony podział komórek, wynikiem czego jest ich nagromadzenie w warstwie ziarnistej i nadmierne rogowacenie naskórka, czyli hiperkeratoza. Absorbowane przez skórę promienie UV zamieniane są w energię cieplną. W wyniku silniejszego wydzielania potu następuje zwiększona utrata wody przez skórę. Warstwa rogowa naskórka, rozmiękczona przez pot, umożliwia większą penetrację promieni UV w głąb skóry, oraz wzmożone parowanie z jej niższych warstw .

Promienie UV są najbardziej istotnym czynnikiem egzogennym (zewnątrzpochodnym), powodującym starzenie się skóry. Zmiany zachodzą w obrębie skóry właściwej i naskórka i są określane mianem fotostarzenia (ang. photoaging). Objawy fotostarzenia obejmują zmarszczki, rozszerzone naczynia krwionośne, przebarwienia, bruzdy czy elastozę. Szczególną rolę odgrywają tu promienie UVA. Ze względu na zakres promieniowania, wnikają one aż do skóry właściwej, powodując degradację włókien kolagenowych i nagromadzenie się mas elastynopodobnych tzw. elastozę. Jej wykładnikiem klinicznym są zmarszczki. W naskórku uwalniane są cytokiny, takie jak: TNF alfa, interleukina 1 czy TGF beta.

Pod wpływem promieni UV (głównie UVB), powstaje zaczerwienienie skóry, nazywane fotochemicznym odczynem rumieniowym. Pojawia się po pewnym okresie utajenia, który wynosi od 2 do 6, a nawet 24 godzin od momentu naświetlania skóry. Okres utajenia jest tym krótszy, im większe było natężenie i dłuższy czas promieniowania. Rumień jest stanem zapalnym skóry. Jego intensywność zależy od wrażliwości skóry, czasu naświetlania, długości fali promieniowania. Po ustąpieniu rumienia naskórek łuszczy się. Wrażliwość skóry uzależniona jest od jej odcienia i barwy. Wrażliwsze są osoby o włosach jasnych, rudych i jasnej karnacji oraz albinosi. U osób tych występuje bardzo intensywny rumień, natomiast pigmentacja skóry jest bardzo niewielka, lub nie występuje wcale. Rumień ten znika po 2- 3 dniach. W ciągu życia wrażliwość człowieka na promieniowanie UV zmienia się. W wieku dziecięcym jest większa i zmniejsza się po 50 roku życia.

Przedawkowanie sztucznie wytworzonego promieniowania UV lub też naturalnego światła słonecznego powoduje wystąpienie objawów miejscowych i ogólnych. Objawy miejscowe to rumień i obrzęk oraz pęcherze (w najcięższych przypadkach martwica tkanek). Towarzyszy im piekący ból i uczucie rozpierania. Są to objawy dla oparzeń II i III stopnia. Objawy ogólne to stan podgorączkowy lub gorączka, dreszcze, nudności, niepokój. Obraz kliniczny oparzenia pojawia się po 3- 4 godzinach od naświetlania. Należy nadmienić, że kolejne uszkodzenia naskórka i skóry sumują się nadwyrężając mechanizmy obronne i regeneracyjne skóry.

Oparzenia skóry w solarium są nieprzyjemne i niebezpieczne. Zdarzają się one w mało profesjonalnych salonach, gdzie personel nie potrafi dobrać czasu ekspozycji do typu skóry klienta. Winowajcą jest tu także bardzo nowoczesny sprzęt wykorzystywany w solariach. Mocne lampy o dużej zawartości UVB (przy wzmocnieniu lamp skierowanych na twarz, ramiona i nogi), dają ogromną dawkę tych promieni. Wyższe odczynniki UVB w lampach solaryjnych zwiększają ryzyko oparzenia.

Fotodermatozy to schorzenia skóry, w których występuje nadwrażliwość na promieniowanie UV. Wyróżnia się odczyny fototoksyczne i odczyny fotoalergiczne.

Odczyny fototoksyczne są skutkiem jednoczesnego działania promieni UV (głównie UVA) i substancji światłouczulających (fotosensybilizatorów, czyli fotouczulaczy, które zwiększają wrażliwość organizmu na działanie promieni UV), występujących w skórze lub we krwi osoby naświetlanej. Należą do nich: salicylany, sulfonamidy, tetracykliny, barbiturany, leki hormonalne (hormonalna antykoncepcja), leki przeciwgruźlicze, leki przeciwcukrzycowe, neuroleptyki, leki przeciwwymiotne (pochodne fenotiazyny), niesteroidowe środki przeciwzapalne i przeciwbólowe, leki przeciwreumatyczne, barwniki (chinony, eozyna, błękit metylowy, róż bengalski), psoraleny, niektóre substancje zapachowe, w tym olejki etyryczne (np. bergapten- psoralen zawarty w olejku bergamotowym), słodziki (cyklamat), pochodne smoły węglowej (antracen, fenantren), furokumaryny zawarte w niektórych warzywach np.: w marchwi, pietruszce, owocach cytrusowych oraz w trawie, preparaty dziurawca, środki przeciwbakteryjne w mydłach, dezodorantach, środki promieniochronne (np.oxybenzon).

Substancje fototoksyczne mogą mieć też bezpośredni kontakt ze skórą. Odczyny fototoksyczne mogą wystąpić po kontakcie z takimi roślinami, jak: koper, seler, pasternak, dziurawiec, ruta, arcydzięgiel czy barszcz zwyczajny. Rośliny te zawierają psoraleny (furokumaryny), wywołujące zmiany po ekspozycji skóry na działanie promieni UV (phytophotodermatitis). Na skórze pojawia się stan zapalny, a po nim długo utrzymujące się przebarwienia w kształcie liści, gałązek roślin, które miały kontakt ze skórą.

Przebarwienia fototoksyczne wywołane kontaktem skóry z perfumami nazywamy berloque dermatitis. Są koloru ciemnobrunatnego i pojawiają się na bocznych powierzchniach szyi, na dekolcie czy policzkach. Mają układ smug (tak, jak perfumy spływają po szyi). Nie występuje tu stan zapalny, natomiast przebarwienia są trudne do usunięcia ze względu na zwiększenie ilości aktywnych melanocytów.

Ostuda (chloasma) jest przykładem odczynu fototoksycznego u kobiet przyjmujących leki hormonalne, hormonalne środki antykoncepcyjne, mających zaburzenia endokrynologiczne (choroby jajników, nadczynność tarczycy), będących w ciąży oraz u ludzi ze schorzeniami wątroby i ze skłonnością genetyczną. Zmiany występują zazwyczaj symetrycznie na policzkach, nad górną wargą i na czole.

Odczyny fotoalergiczne występują tylko u niektórych osób po kontakcie miejscowym lub po doustnym podaniu substancji światłouczulających. Zmiany skórne, w przeciwieństwie do odczynów fototoksycznych, nie są ściśle ograniczone do okolic wystawionych na działanie promieni UV. Nie pozostawiają przebarwień. Reakcja alergiczna, przypominająca wyprysk, występuje najczęściej po 7- 21 dniach. Korzystając z solarium często zapomina się o możliwości powstania odczynów fototoksycznych i fotoalergicznych.

Promienie UV powodują zmiany struktury kwasów nukleinowych w jądrach komórek skóry, a tym samym modyfikują kod genetyczny, co jest przyczyną mutacji. Te zaś prowadzą do kancerogenezy (powstawania nowotworów skóry). Promienie UV zmieniają strukturę białek (rozkładając aminokwasy), co prowadzi do unieczynnienia niektórych enzymów i aktywacji enzymów destrukcyjnych.

Działanie promieni UV skutkuje powstawaniem wolnych rodników, które utleniają lipidy błon komórkowych skóry, uszkadzając białka strukturalne
i enzymatyczne. Są też jednym z czynników indukujących rozwój nowotworów złośliwych skóry.

Promieniowanie UV powoduje powstawanie w skórze nadwodorotlenków sterydowych, zaliczanych do silnie działających związków rakotwórczych. Powstawanie nowotworów skóry w dużej mierze dotyczy osób poddających się nadmiernej ekspozycji na działanie UV- także w solariach- oraz osób z pewnych grup zawodowych, narażonych na ustawiczną ekspozycję z racji zawodu.

Promienie UV w przypadku niedostatecznej ochrony oczu mogą wywołać zapalenie spojówek, zmiany w siatkówce oraz w częściach przyziernych oka. Najczęściej występuje łzawienie, przekrwienie, swędzenie gałki ocznej oraz światłowstręt. Silne, powtarzające się naświetlanie może prowadzić do zaćmy. Promienie UV są przyczyną zwyrodnienia siatkówki o podłożu genetycznym. Występujące wówczas barwnikowe zwyrodnienie siatkówki prowadzi do ślepoty.

Przeciwwskazania do naświetlania promieniami UV

Poddając skórę działaniu promieni UV, należy liczyć się nie tylko ze skutkami ubocznymi ich działania, ale także mieć na uwadze szereg przeciwwskazań: nowotwory, zaawansowana miażdżyca, stany gorączkowe, nadczynność tarczycy, padaczka, nadciśnienie, choroby zakaźne, kolagenozy, cukrzyca, choroby psychiczne przebiegające z nadmierną pobudliwością, gruźlica, przewlekłe zapalenie wątroby, przewlekłe zapalenie nerek, zapalenie tętnic, niewydolność krążenia, podeszły wiek, nadwrażliwość skóry na promienie UV, ciąża.

ULTRADŹWIĘKI

Właściwości fizyczne

Dźwięk - mechaniczne wibracje w mogącym przekształcać się środowisku, rozchodzące się w postaci fali o częstotliwości 20-20 kHz.

F< 20 Hz - infradźwięki

F > 20 kHz - ultradźwięki

Terapia ultradźwiękowa: wykorzystanie w terapii mechanicznych wibracji o częstotliwości większej niż 20 kHz. W fizykoterapii stosuje się głównie częstotliwości od 0.8 do 3 MHz

Ultradźwięki są wytwarzane w tzw. przetwornikach ultradźwiękowych z wykorzystaniem zjawiska piezoelektrycznego. ( Przy ściskaniu lub rozciąganiu kryształów - tytanian baru - na przeciwległych powierzchniach pojawiają się różnoimienne ładunki elektryczne. Przy podłączeniu zmiennego napięcia elektrycznego wielkiej częstotliwości następuje rozszerzanie i ściskanie kryształu. Wytwarzane są drgania ośrodka.

Energia fali - energia kinetyczna cząstek drgających i energia potencjalna cząstek zagęszczonych i rozrzedzonych.

Fala ultradźwiękowa - przekazywanie energii układu drgającego (przetwornika ultradźwiękowego) i pobudzanie do drgań cząsteczek sąsiadującego z nim ośrodka

transport energii bez transportu masy

wiązka ma kształt cylindryczny o średnicy równej powierzchni efektywnej promieniowania głowicy ERA (w większości aparatów jest mniejsza od powierzchni głowicy).

powierzchnia oddziaływania dzieli się na pole dalekie i bliskie

główny efekt terapeutyczny - w polu bliskim

interferencja efektów w polu bliskim:

niejednolita wiązka dźwięku ze szczytem intensywności o wiele wyższym niż przyłożona wartość

wskazanie przez BNR (beam non-uniformity ratio) jak wiele razy wielkość szczytu intensywności przewyższa przyłożona wartość ( w dobrej głowicy BNR<5)

celem rozprowadzenia energii UD w najbardziej jednolity sposób głowica w czasie leczenia powinna być w ruchu

rozbieżność wiązki UD przy f= 1MHz występuje tylko w polu dalekim, przy f= 3MHz czasami również w polu bliskim

pole bliskie dla głowicy leczniczej o powierzchni 4cm2 wynosi ok. 10 cm, dla głowicy leczniczej o pow. 1 cm2 wynosi 2 cm dla f= 1 MHz

UD wykorzystuje się w:

ultrasonografia, 5 - 10 kHz

destrukcji tkanek - dawka powyżej 10 W/cm2

diagnostyce - dawka poniżej 1 W/cm2

wykrywanie stref bólowych, wykrywanie stref przeczulicy (kombinacja z TENS, DD, prądami interferencyjnymi).

terapii 1 -3 W/cm2

Miarą jednostki mocy jest 1 WAT/cm2

Moc zależy od:

amplitudy ciśnienia wytwarzanego przez drgające cząsteczki

gęstości ośrodka

prędkości rozchodzenia się fali (zależy od zdolności ośrodka do przenoszenia drgań). prędkości rozchodzenia się fali = częstotliwość x długość fali

( 1540 m/s = 1MHz x 1,5mm)( w tkankach ludzkich)

Ośrodek

prędkość

Powietrze t. 00C

331,45 m/s

woda t. 250C

1497 m/s

tkanka tłuszczowa

1450 m/s

tkanki miękkie

1540 m/s

tkanka kostna

4080 m/s

Żelazo

5850 m/s

Fala UD może ulec:

załamaniu

rozproszeniu

ugięciu

interferencji (nakładanie się fal padających i odbitych powoduje fale stojące)

odbiciu (od kości nawet 35% fali)

Przejście

odbicie w %

głowica - powietrze

99.90

głowica - żel sprzęgający

66.00

żel - skóra

0.10

skóra - tk. tłuszczowa

0.87

tk. tłuszczowa - mięśnie

0.87

Mięśnie - kość

34.50

skóra - powietrze

99.90

absorpcji (zmniejsza się intensywność działania wraz ze wzrostem odległości od głowicy).

Efekt terapeutyczny powstaje dzięki pochłanianiu energii przez tkanki. Biologiczne tkanki absorbują UD w różnym zakresie, którego miarą jest współczynnik absorpcji - ilość pochłoniętej energii przez 1 cm tkanki wyrażona w %. Tkanki niskouwodnione mają wysoki współczynnik absorpcji. Zależy on również od częstotliwości UD. Dla niskiej częstotliwości absorpcja jest niższa. Wysoka absorpcja związana jest z niską penetracją i odwrotnie.

Ośrodek

Współczynnik absorpcji na cm

1MHz

3 MHz

Woda

0.0006

0.0018

Powietrze

2.76

8.28

krew

0.03

0.09

tkanka tłuszczowa

0.14

0.42

tkanka nerwowa

0.20

0.60

mięśnie (podłużnie)

0.76

2.28

mięśnie (poprzecznie)

0.28

0.84

naczynia krwionośne

0.40

1.20

Skóra

0.62

1.86

Ścięgna

1.12

3.36

Chrząstka

1.16

3.48

Kość

3.22

brak danych

Niska częstotliwość → niska absorpcja →duża głębokość penetracji

3 MHz → tkanki powierzchowne, 0 - 0.5 cm głębokości.

1 MHz→ tkanki głębokie, 0.5 - 6 cm.

Całkowita absorpcja w kości przy f= 1MHz występuje na głębokości 0.3 cm, przy f= 3 MHz na głębokości 0.1 cm. Absorpcja w mięśniach przy f= 1 MHz na głębokości 1 cm wynosi 50%.