Воздействие на кожу ультрафиолетового излучения солнечного света имеет как положительные, так и отрицательные последствия для здоровья. Положительным моментом является то, что воздействие способствует синтезу витамина D3 . Предполагается, что витамин D оказывает широкий спектр положительных эффектов на здоровье, включая укрепление костей [1] и, возможно, подавление роста некоторых видов рака. [2] [3] Пищевая добавка также может поставлять витамин D , [4] но есть и преимущества, которые невозможно получить при приеме добавок с витамином D. Длительное пребывание на солнце связано со снижением смертности от всех причин и снижением риска смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), некоторых форм рака и заболеваний, не связанных с ССЗ/нераковых заболеваний, при этом в этих исследованиях указано, что витамин D не является медиатором. . [5] [6] [7] Прием добавок обеспечивает ограниченную биодоступность и отсутствие синтеза подкожного оксида азота. [8] [9] Воздействие ультрафиолета также оказывает положительное влияние на уровень эндорфинов и, возможно, на защиту от рассеянного склероза . Обильный видимый свет, попадающий в глаза, приносит пользу здоровью, поскольку он влияет на время синтеза мелатонина , поддержание нормальных и устойчивых циркадных ритмов и снижает риск сезонных аффективных расстройств . [10]
С другой стороны, УФ является мутагеном и канцерогеном для кожи. [11] [12] Острое воздействие может привести к болезненному солнечному ожогу , что может увеличить вероятность развития серьезных проблем с кожей в более позднем возрасте. [13] Известно, что длительное воздействие солнечного света связано с развитием некоторых типов рака кожи , старением кожи , подавлением иммунитета , заболеваниями глаз, такими как катаракта и, возможно, дегенерацией желтого пятна . [14] [15]
Поскольку УФ-лучи, а, следовательно, солнечный свет и солнечные лампы, несут как пользу, так и риск для здоровья, ряд организаций общественного здравоохранения заявляют, что необходим баланс между рисками слишком большого или слишком малого количества солнечного света. [16] Существует общее мнение, что следует всегда избегать солнечных ожогов.
UVB-излучение с длиной волны 290–315 нанометров проникает через непокрытую кожу и превращает кожный 7-дегидрохолестерин в превитамин D3 , который, в свою очередь, становится витамином D3 . [17] [18] [19] УФВ-излучение не проникает через стекло, поэтому воздействие солнечного света в помещении через окно не производит витамин D. [20] Время суток, время года, географическая широта, высота над уровнем моря, облачность, смог, содержание меланина в коже и солнцезащитный крем являются одними из факторов, которые сильно влияют на интенсивность УФ-излучения и синтез витамина D, [19] что затрудняет предоставление общих рекомендаций. Некоторые исследователи предположили, что достаточное количество витамина D может быть произведено при умеренном воздействии солнца на лицо, руки и ноги, в среднем по 5–30 минут два раза в неделю без солнцезащитного крема. (Чем темнее цвет лица или слабее солнечный свет, тем больше минут воздействия необходимо, что составляет примерно 25% времени для минимального солнечного ожога. Передозировка витамина D невозможна из-за воздействия ультрафиолета; кожа достигает равновесия, при котором витамин разлагается так же быстро в том виде, в котором он создан.) [19] [21] [22] Людям с ограниченным пребыванием на солнце необходимо включать в свой рацион хорошие источники витамина D или принимать добавки.
Единственный способ количественно определить адекватный уровень витамина D — это сывороточный тест на 25(OH)D3 ( кальцифедиол ) . [23] Согласно исследованию 2005 года , в США уровень 25(OH)D3 в сыворотке крови был ниже рекомендованного уровня у более чем трети белых мужчин, а у женщин и у большинства меньшинств уровень в сыворотке был еще ниже. Это указывает на то, что дефицит витамина D может быть распространенной проблемой в США. [24] В Австралии и Новой Зеландии были получены аналогичные результаты, которые указывают на недостаточную защиту от рахита у детей и остеопороза у взрослых. [25]
За последние несколько лет уровни ультрафиолетового излучения отслеживались более чем в 30 местах по всей Северной Америке в рамках программы мониторинга и исследований UVB Министерства сельского хозяйства США в Университете штата Колорадо . Первая карта справа показывает уровни UVB-излучения в июне 2008 года, выраженные в эквивалентах витамина D. [26]
Используя спутниковые данные, измерения Европейского космического агентства создают аналогичные карты, выраженные в единицах широко используемого УФ-индекса , для мест по всему миру. [27] Эффекты УФ-излучения в высоких широтах, где снег остается на земле до начала лета, а солнце затем остается на низкой позиции даже в зените, были рассмотрены Мейером-Роховым. [15]
Воздействие ультрафиолетового солнечного излучения является источником витамина D. Одна минимальная эритемная доза солнечного УФ-излучения эквивалентна примерно 20 000 МЕ витамина D2, принимаемого в качестве пероральной добавки. [ нужна цитата ] Если руки и ноги взрослого подвергаются воздействию половины минимального эритемного УФ-излучения, это то же самое, что прием 3000 МЕ витамина D3 через пероральную добавку. Такое воздействие в течение 10–15 минут с частотой два-три раза в неделю заставит кожу взрослого производить достаточное количество витамина D. Нет необходимости подвергать лицо воздействию ультрафиолета, поскольку кожа лица обеспечивает мало витамина D3. Лица, метаболизм которых делает пероральный прием витамина D неэффективным, могут путем воздействия ультрафиолетовой лампы, испускающей УФ-В- излучение, достичь уровня 25 (OH) D в крови. [28]
Три преимущества воздействия ультрафиолета — это выработка витамина D, улучшение настроения и увеличение энергии. [29]
UVB стимулирует выработку витамина D в коже со скоростью до 1000 МЕ в минуту. Этот витамин помогает регулировать метаболизм кальция (жизненно важно для нервной системы и здоровья костей), иммунитет, пролиферацию клеток, секрецию инсулина и кровяное давление. [30] В странах с низким и средним уровнем дохода продукты, обогащенные витамином D, «практически отсутствуют». Большинство людей в мире получают витамин D от солнца, [31] а у пожилых людей в странах с низким уровнем ультрафиолета B наблюдается более высокий уровень заболеваемости раком. [32]
Не так много продуктов, которые естественным образом содержат витамин D. [33] Примерами являются рыбий жир и жирная рыба. Если люди не могут получать солнечный свет, им потребуется 1000 МЕ витамина D в день, чтобы оставаться здоровыми. [34] Человеку придется есть жирную рыбу три или четыре раза в неделю, чтобы получить достаточно витамина D только из этого источника пищи.
Люди с более высоким уровнем витамина D, как правило, имеют более низкий уровень диабета, сердечных заболеваний и инсульта, а также имеют более низкое кровяное давление. Однако было обнаружено, что добавление витамина D не улучшает здоровье сердечно-сосудистой системы или обмен веществ, поэтому связь с витамином D должна быть частично косвенной. [ нужна цитата ] Люди, которые получают больше солнца, как правило, более здоровы, а также имеют более высокий уровень витамина D. Было обнаружено, что ультрафиолетовое излучение (даже UVA) производит в коже оксид азота (NO), а оксид азота может снизить кровяное давление. Высокое кровяное давление увеличивает риск инсульта и болезней сердца. Хотя длительное воздействие ультрафиолета способствует развитию немеланомного рака кожи, который редко приводит к летальному исходу, в датском исследовании было обнаружено, что те, кто заболел этим раком, с меньшей вероятностью умирали во время исследования и гораздо реже заболевали раком кожи. сердечный приступ, чем у тех, у кого не было этих видов рака. [35]
Люди, находящиеся в определенных ситуациях, например, люди с умственными отклонениями и нарушениями нервно-психического развития, которые большую часть времени остаются дома, имеют низкий уровень витамина D. Получение достаточного количества витамина D может помочь предотвратить «аутоиммунные заболевания, сердечно-сосудистые заболевания, многие виды рака, деменцию, сахарный диабет 1 и 2 типов и инфекции дыхательных путей». [36]
Плоды и дети, которые не получают достаточного количества витамина D, могут привести к «задержке роста и деформациям скелета». [33]
Рассеянный склероз (РС) наименее распространен в самых солнечных регионах. [37] [38] [39] Воздействие ультрафиолетового излучения солнечного света B, по-видимому, является наиболее важным, и оно может действовать через синтез витамина D. [40]
Ультрафиолетовое (УФ) излучение, присутствующее в солнечном свете, является канцерогеном окружающей среды для человека . Токсическое воздействие УФ-излучения естественного солнечного света и терапевтических искусственных ламп является серьезной проблемой для здоровья человека. Липиды поверхности кожи, включая ненасыщенные липиды, такие как сквален , себалеиновая кислота, линолевая кислота и холестерин , могут подвергаться окислению синглетным кислородом и озоном, а также свободными радикалами. Ультрафиолетовое излучение активирует липоксигеназу и циклооксигеназу , индуцируя специфическое ферментативное окисление липидов. Свободнорадикальное перекисное окисление липидов приводит к образованию множества продуктов окисления, которые могут вызывать различные кожные заболевания [41].
Основные острые эффекты УФ-облучения на нормальную кожу человека включают воспалительную эритему , загар и местную или системную иммуносупрессию . [42] Самая смертельная форма, злокачественная меланома , в основном вызвана непрямым повреждением ДНК от УФА-излучения. Об этом можно судить по отсутствию прямой мутации УФ-сигнатуры в 92% всех меланом. [43] УФ-излучение — это самый высокоэнергетический и самый опасный тип ультрафиолетового излучения, вызывающий побочные эффекты, которые могут быть мутагенными или канцерогенными. [44]
Несмотря на важность солнца для синтеза витамина D, разумно ограничить воздействие на кожу УФ-излучения солнечного света [45] и соляриев . [46] Согласно отчету Национальной токсикологической программы о канцерогенах Министерства здравоохранения и социальных служб США , УФ-излучение широкого спектра действия является канцерогеном, повреждение ДНК которого , как полагают, является причиной большинства из примерно 1,5 миллионов случаев рака кожи и 8000 смертей. из-за метастатической меланомы , которая ежегодно возникает в Соединенных Штатах. [45] [47] По данным Всемирной организации здравоохранения, использование соляриев является причиной более 450 000 случаев немеланомного рака кожи и более 10 000 случаев меланомы каждый год в США, Европе и Австралии. [48] Совокупное воздействие ультрафиолета на кожу в течение всей жизни также является причиной значительной возрастной сухости, морщин, повреждения эластина и коллагена , веснушек, гормона роста , возрастных пятен и других косметических изменений. Американская академия дерматологии рекомендует принимать фотозащитные меры, включая использование солнцезащитного крема, всякий раз, когда человек подвергается воздействию солнца. [49] Кратковременное чрезмерное воздействие вызывает боль и зуд от солнечных ожогов , которые в крайних случаях могут привести к более серьезным последствиям, таким как образование волдырей.
Некоторые страны (например, Австралия ) предоставляют публичные прогнозы УФ-излучения в форме УФ-индекса . Индекс можно использовать в качестве ориентира для населения относительно опасностей, связанных с чрезмерным воздействием солнечного света, особенно около полудня, когда прямой солнечный свет наиболее интенсивен.
Длительное оптическое воздействие солнечного света, особенно интенсивного ультрафиолетового света, может быть связано с кортикальной катарактой , [50] [15] , а высокие уровни видимого света могут быть связаны с дегенерацией желтого пятна .
Однако детям может потребоваться значительное ежедневное воздействие яркого света, чтобы избежать близорукости (близорукости). [51]
Кратковременное чрезмерное воздействие может вызвать снежную слепоту , которая аналогична солнечному ожогу роговицы, или может вызвать солнечную ретинопатию , которая представляет собой длительное повреждение сетчатки и ухудшение зрения из-за созерцания солнечных лучей . [52] [53]
Частое пребывание на солнце может вызвать желтые незлокачественные шишки в средней части склеры глаза , называемые пингвекулами . Чаще всего оно встречается у молодых людей, в основном у тех, кто проводит много времени на открытом воздухе и не защищает глаза от УФ-лучей. Чтобы снизить риск развития пингвекулы, возможно, будет разумно носить солнцезащитные очки на открытом воздухе, даже в пасмурные дни. [54]
Свет для глаз, в первую очередь свет синего цвета, важен для вовлечения и поддержания устойчивых циркадных ритмов . Воздействие солнечного света по утрам особенно эффективно; это приводит к более раннему появлению мелатонина вечером и облегчает засыпание. Доказано, что яркий утренний свет эффективен против бессонницы , предменструального синдрома и сезонного аффективного расстройства (САР). [10]
Уровень фолата в крови , питательного вещества, жизненно важного для развития плода, может снижаться под воздействием УФ-излучения [55] , что вызывает обеспокоенность по поводу воздействия солнца на беременных женщин. [56] Продолжительность жизни и фертильность могут отрицательно повлиять на людей, родившихся во время пика 11-летнего солнечного цикла , возможно, из-за дефицита фолиевой кислоты , связанного с УФ- излучением во время беременности. [57]
Сезонные колебания артериального давления наблюдались на протяжении десятилетий. Исследования показывают, что воздействие солнечного света на кожу приводит к умеренному снижению систолического артериального давления. Эффект не зависит от статуса витамина D, а опосредуется высвобождением оксида азота из кожи при воздействии ультрафиолетового света. Эффект сильнее у людей со светлой кожей. [58]
Согласно исследованию 2007 года, представленному Университетом Оттавы Министерству здравоохранения и социальных служб США, недостаточно информации для определения безопасного уровня пребывания на солнце, который создает минимальный риск развития рака кожи. [59] Кроме того, пока нет убедительных доказательств того, какие компоненты ультрафиолетового излучения (UVA, UVB, UVC) на самом деле являются канцерогенными. [12] UVC почти полностью поглощается атмосферой и не достигает поверхности в сколько-нибудь заметном количестве. [60] В результате только комбинация широкого спектра действия (UVA, UVB, UVC), известная как «ультрафиолетовое излучение», внесена в список канцерогенов; компоненты лишь «вероятно станут» известными канцерогенами. Солнечное излучение (солнечный свет) и солнечные лампы занесены в список канцерогенов, поскольку содержат ультрафиолетовое излучение. [12]
В настоящее время нет рекомендаций относительно безопасного уровня общего пребывания на солнце в течение жизни. [59] По словам эпидемиолога Робин Лукас из Австралийского национального университета , анализ зависимости продолжительности жизни от болезней показывает, что гораздо больше жизней во всем мире может быть потеряно из-за болезней, вызванных недостатком солнечного света, чем из-за слишком большого количества солнечного света, [62] и это неуместно рекомендуют полностью избегать солнечного света. [63]
На протяжении тысячелетий во многих климатических зонах генетический отбор помогал коренным народам адаптироваться к уровням пигментации кожи , обеспечивающим здоровый уровень воздействия ультрафиолета. Это во многом объясняет тенденцию к более темнокожему населению в самых солнечных тропических регионах и к более светлому тону кожи в менее солнечных регионах, а также у тех, кто больше всего нуждается в витамине D для быстрого роста костей, особенно у детей и женщин репродуктивного возраста. Карта справа иллюстрирует географическое распределение цвета кожи коренного населения до 1940 года на основе хроматической шкалы фон Лушана . Эта долгосрочная адаптация к оптимальному здоровью может быть нарушена моделями питания, одежды и жилья, особенно в то время, когда большие группы населения мигрировали далеко от климата, к которому их кожа была генетически адаптирована. [64] [65]