Фотобиологическими называются процессы, которые начинаются с поглощения света биологическими системами, а заканчиваются определенной физиологической реакцией организма.
Фотобиологические процессы.
Существуют разнообразные фотобиологические процессы, к важнейшим из которых относятся фотосинтез, зрение, фоторецепторные реакции, деструктивное действие ультрафиолетового света, биохемилюминсценция.
По воздействию на организм человека и животных их можно разделить на позитивные (полезные) и негативные (вредные).
К позитивным фотобиологическим эффектам у человека и животных относятся:
Зрение.
Фотопериодизм (регуляция суточных и годовых циклов жизни животных путем циклического воздействия “темнота-свет”).
Образование витамина Д из его провитаминов.
К негативным фотобиологическим процессам относят:
Фототоксические эффекты:
* световые повреждения глаз и кожи, проявляются в форме помутнения хрусталика, эритемы, пигментации кожи;
* бактерицидное действие (имеет и положительное значение);
* канцерогенное действие ультрафиолетового излучения.
Фотоаллергические эффекты (то есть увеличение чувствительности организма к некоторым аллергенам под действием света).
По характеру биологического воздействия на организм человека и животных весь оптический диапазон электромагнитного излучения принято разбивать на несколько областей, вызывающих вполне определенные фотобиологические эффекты:
1. Инфракрасная область. (l>750 нм) - тепловые эффекты.
2. Видимая область (400¸750 нм) - зрение, фотопериодизм.
3. Ультрафиолетовая область делится в свою очередь на три диапазона:
УФ - А (315¸340 нм) - загар, синтез витамина Д, фотоаллергические и фототоксические эффекты.
УФ - В (280¸315 нм) - эригема, загар, ожог кожи и глаз, синтез витамина Д, канцерогенез.
УФ - С (200¸280 нм) - эригема, загар, канцерогенез, мутация, бактерицидный эффект.
Каким же образом формируется отклик организма на световое воздействие? Оказывается, что несмотря на большое разнообразие фотобиологических процессов, в любом из них всегда можно выделить следующие первичные стадии:
К первичным фотохимическим реакциям относятся:
а) фотодиссоциация молекул с образованием ионов, радикалов
·A + ·B
(А-В)+ hn ® (A-B)* ® A+ + B+
A + B
б) фотоизомеризация (или перегруппировка)
А(транс-форма) + hn ® (A)* ® А(цис-форма)
в) фотоприсоединение или фотоотдача протона
А*+ВН
Одной из важнейших характеристик любого фотобиологического процесса является спектр его фотобиологического действия.