23860 strona (49)

2.3. Podstawy fizjologiczne

2.3.1. Mechanizm oddziaływania fizjologicznego

Przy opisie fizjologicznego działania pem, którym zajmuje się fotobiologia, najlepiej posługiwać się przedstawionymi regułami fizyki kwantowej. Główne procesy biochemiczne i biofizyczne w ustrojach żywych przebiegają z wymianą kwantów w zakresie od 0,01 eV do 10 eV. Wymieniony zakres odpowiada dokładnie promieniowaniu słonecznemu, docierającemu do biosfery. W otoczeniu, w którym nie byłoby bardzo wielu fotonów tej wielkości, nie mogłoby istnieć życie.

Pem można podzielić według kryteriów fizycznych na jonizujące i termiczne, a według oddziaływania fizjologicznego na naturalne i sztuczne zgodnie z regułami przedstawionymi w rozdziale 1. Naturalne jest to promieniowanie, które dostaje się do biosfery ze Słońca przez pierwsze optyczne okno atmosferyczne i wywołuje reakcje adaptacyjne organizmu. Obejmuje ono zakres od 200 do 100 000 nm. Promieniowanie dochodzące od Słońca przez drugie okno atmosferyczne jest tak małe, że nie wytwarza reakcji adaptacyjnych w ustrojach żywych. W obrębie promieniowania naturalnego odbywa się stopniowe przechodzenie od promieniowania wywołującego skutki termiczne do promieniowania wywołującego jonizację. W tkankach ustroju ludzkiego przechodzenie to zaczyna się między podczerwienią a światłem widzialnym, w nadfiolecie przeważa działanie chemiczne.

Wnętrze organizmu musi być chronione przed niepożądanym dopływem energii zewnętrznych. W skórze są rozwinięte mechanizmy chroniące, ale tylko przed energią naturalną. Mechanizmy te z jednej strony ograniczają nadmierny dopływ energii, a z drugiej wykorzystują ją dla potrzeb organizmu. Pem o kwantach mniejszych i większych od naturalnego wnika swobodnie w głąb tkanek, nie napotykając w skórze biologicznej bariery ochronnej ani mechanizmów przystosowawczych. Skutki absorpcji kwantów większych niż pem naturalne (pem jonizujące) różnią się zasadniczo od skutków absorpcji kwantów pem mniejszych niż pem naturalne (pem termiczne). Jedne i drugie są stosowane w medycynie i fizykoterapii. Te różnice oddziaływania fizjologicznego stanowią podstawę podziału widma pem na trzy części: promieniowanie jonizujące, promieniowanie naturalne, promieniowanie termiczne.

1. Promieniowanie o energii kwantów mniejszej niż kwant promieniowania widzialnego nosi nazwę termicznego. Promieniowanie podczerwone odpowiadające promieniowaniu słonecznemu należy do zakresu promieniowania naturalnego. Promieniowanie termiczne sztuczne obejmuje zakres o energii kwantów mniejszej niż promieniowanie słoneczne, docierające do Ziemi oraz sąsiadujące z nim pem o jeszcze mniejszej energii kwantów, charakterystyczne dla magnetoterapii. Razem oba zakresy obejmują wielkości energii kwantów od 0,000 0001 do 0,0001 eV. Energia ta wpływa na ruch liniowy cząstek, może zmieniać orientacje elektronów i wprowadzać w oscylacje słabo związane cząstki. Najlepiej poznanym skutkiem absorpcji tej energii w ustroju człowieka jest podniesienie temperatury, dlatego niektóre metody stosowania tego pem (diatermie) zalicza się obecnie do termoterapii. Poza tym przypuszcza się, że promieniowanie z zakresu termicznego może wywoływać w tkankach na drodze pozatermicznej nisko energetyczne procesy elektryczne i magnetycz-

49