radiaŢii ionizante Şi neionizante...- să precizeze efectele radiațiilor ionizante (stocastice...
TRANSCRIPT
1
RADIAŢII IONIZANTE ŞI NEIONIZANTE
Obiective educaționale:
La sfârșitul cursului, studenții vor fi capabili:
- să clasifice radiaţiile ionizante / neionizante, să identifice sursele şi modalităţile de
expunere ale populației
- să precizeze efectele radiațiilor ionizante (stocastice și non-stocastice, efectele expunerii
prenatale) și ale celor neionizante şi să recomande măsurile de profilaxie
- să ierarhizeze elementele de bază ale sistemului de radioprotecţie
1. Radiaţii ionizante
1.1. Natura radiaţiilor şi efectele asupra materiei
În cursul dezintegrării, nucleii atomici emit două mari categorii de radiaţii:
Radiaţii cu încărcătură electrică
Radiaţii (+ pozitroni ;
- electroni)
Radiaţii ( 2 protoni + 2 neutroni He++
)
efect ionizant puternic
putere de penetrare redusă
nocive în expunere internă
Radiaţii fără încărcătură electrică
Radiaţii corpusculare fluxuri de neutroni
Radiaţii electromagnetice:
X emise prin interacţiunea cu electroni
origine nucleară
putere ionizantă redusă
putere mare de penetrare
nocive în expunere externă
În cursul penetrării materiei, radiaţiile interacţionează cu nucleii şi electronii atomilor de pe
parcurs, pierzându-şi o parte din energie şi determinând ionizarea şi excitarea electronică a
mediului străbătut:
În cursul unei ionizări, sub acţiunea radiaţiei, electronul îşi rupe legătura cu nucleul.
Astfel, atomul iniţial neutru electric dobândeşte o sarcină electrică, iar electronul expulzat
poate acţiona similar asupra altor atomi sau molecule. Ionizările sunt repartizate neregulat,
distribuţia lor depinzând de natura radiaţiei.
În cursul unei excitări, energia transmisă electronului este prea mică pentru a-l desprinde
de nucleu; el rămâne legat de atom, dar trece la un nivel de energie superior,
corespunzător unei orbite mai periferice. Energia se disipează în ţesut sub formă de
căldură.
2
1.2. Mărimi şi unităţi de măsură
Radioactivitatea
numărul de nuclei care se dezintegrează spontan pe secundă.
Bequerel o dezintegrare/secundă (S.I.)
Ci 37 miliarde dezintegrări/ secundă
Doza absorbită
energia cedată de tradiaţia ionizantă unităţii de masă străbătute.
Gray (Gy) 1 joule/kg (S.I.)
1 Gy 100 RAD
Doza efectivă
doza de radiaţie primită de om, reprezentând produsul dintre doza absorbită şi
factorul de calitate al radiaţiei.
1 Sv 1 joule/kg (S.I.)
1 Sv 100 REM
Factorul de calitate al radiaţiilor
caracterizează capacitatea radiaţiilor ionizante de a produce efecte asupra ţesuturilor
vii, reflectând nocivitatea lor.
X, , 1 10 - 20 neutroni 5 –20 (în funcţie de energie)
Timpul de înjumătăţire fizică
perioada necesară pentru dezintegrarea a jumătate din nucleii atomici ai substanţei
radioactive
Iod 8 zile
Cesiu-137 30 ani
Plutoniu-23924.000 ani
Timpul de înjumătăţire biologică
timpul necesar eliminării din organism pe cale naturală (prin procese metabolice) a
jumătate din numărul elementelor radioactive încorporate pe diferite căi.
1.3. Expunerea omului la radiaţii ionizante
Expunere externă: radiaţiile sunt emise de o sursă exterioară organismului iradiat.
Expunere internă: radiaţiile sunt emise de radioelemente ajunse în interiorul
organismului pe cale respiratorie / tegumentară / digestivă.
SURSE DE EXPUNERE A POPULAȚIEI
RADIOACTIVITATEA NATURALĂ
principala componentă a expunerii umane, făcând parte dintre factorii mediului
înconjurător.
IRADIERE EXTERNĂ
-sursa este la distanţă de persoana
iradiată.
CONTAMINARE EXTERNĂ
-sursa este în contact cu
tegumentul.
3
Radiaţia cosmică
primară:
Soare, corpuri cereşti galactice/extragalactice.
Depinde de câmpul magnetic al Terrei şi de atmosfera terestră.
secundară: particule cu energie înaltă (electroni, pozitroni)
radioizotopi (carbon-14, tritiu, sodiu-22, beriliu-7)
Depinde de altitudine şi în mod secundar de latitudine.
În România, valoarea medie a dozei efective 280 Sv/an
Radiaţia terestră
- radionuclizi primordiali Ex: uraniu-238, uraniu-235,
potasiu-40, thoriu-232
- radionuclizi secundari Ex:plumb-212 T1/2 10-7
sec
bismut-209 T1/2 1018
ani
RADIOACTIVITATEA ARTIFICIALĂ
Expunerea neprofesională
expunerea medicală a populaţiei - diagnostic: radioscopia, radiofotografia, radiografia dentară, radioscopia cu
amplificator de imagine etc.
- radioterapia externă: roentgenterapia, cobaltoterapia, cesiuterapia
- curieterapia locală endocavitară, realizată cu surse închise de radiu-226 şi cobalt-60
- medicina nucleară techneţiu-99 (Tf 6 ore), iod-131 (Tf 8,1 zile).
expunerea populaţiei datorată testelor nucleare
tritiu, carbon-14, stronţiu-90, cesiu-137
contaminarea radioactivă preponderent în emisfera nordică
în prezent redusă → 1% din expunerea naturală
alte surse de expunere radioactivă a populaţiei
- expunere datorată activităţii industriale invecinate: deșeuri radioactive, accidente
nucleare. Expunerea populaţiei se face direct (inhalare) sau indirect (alimente, sol).
- expunere domestică: obiecte luminiscente, ceramici dentare, radon.
4
Expunerea profesională
Fig. 1 Expunerea profesională în România
• Lucrătorii din industria nucleară (centrale energetice nucleare, mine radioactive,
ciclul combustibilului nuclear)
• Membrii profesiunilor medicale (medici radiologi, radioterapeuţi) şi paramedicale
(infirmiere, manipulatorii aparaturii)
• Lucrătorii din cercetare (medicală, biologică, agricolă)
• Lucrătorii din sectoare industriale care utilizează surse radioactive (radiografie
industrială, sterilizare farmaceutică, conservare în industria alimentară, calibrare
radiometrică).
1.4. Efecte biologice ale radiaţiilor ionizante
Efecte moleculare
Energia transferată de radiaţiile ionizante moleculelor din materia ionizată este
responsabilă de leziunile care apar la acest nivel (molecular). În celula vie toate moleculele
pot fi afectate, dar două tipuri au o importanţă particulară: molecula de apă datorită
omniprezenţei ei la nivelul structurilor vii (80 % din compoziţia chimică a celulei este
reprezentată de apă) şi molecula de ADN care prin modificarea structurii ei determină
transformări majore în celula din care face parte.
Efectele moleculare pot fi directe şi indirecte:
actiunea directă se datorează transferului direct de energie de la radiaţie către
molecula care devine ionizată/excitată şi implicit instabilă; ea va elibera excesul energetic
prin emisie de fotoni sau prin ruperea legăturilor chimice, fapt ce stă la originea leziunilor
moleculare.
acţiunea indirectă este reprezentată de radioliza apei: sub influenţa radiaţiilor
ionizante, molecula de apă se descompune în doi radicali liberi, purtători ai câte unui
electron, instabili din punct de vedere chimic şi foarte reactivi. Radicalii liberi acţionează
identic asupra moleculelor vecine şi induc noi leziuni moleculare. Numeroase molecule
(proteine, lipide, glucide, ADN şi ARN) pot fi lezate în acest fel de către radiaţiile
ionizante, consecinţele depinzând de importanţa biologică a moleculei lezate
5
Efectele radiaţiilor ionizante asupra ADN induc leziuni ale lanţurilor structurale
helicoidale; principalele modificări constau în ruptura unuia sau ambelor lanţuri ale helixului,
în modificări ale bazelor azotate, sau în legături defectuoase intra- sau intermoleculare.
Consecinţele lezării ADN-ului sunt de două feluri: fenomene de mortalitate celulară şi
mutaţii genetice.
Efecte celulare
Moartea celulară
Leziunile moleculare pot determina moartea celulară imediată dacă doza primită este
foarte ridicată (sute de gray).
Dacă doza primită de celulă este mai redusă se observă o moarte celulară diferenţiată,
prin pierderea capacităţii de diviziune a celulelor: unele celule mor la prima mitoză, altele
suportă câteva diviziuni înainte de dispariţie. Studii realizate prin clonarea celulelor in vivo,
au stabilit cuantificarea supravieţuirii celulare în funcţie de doza de radiaţie primită.
Mutaţii
După lezarea ADN-ului, celulele îşi pot conserva capacitatea de diviziune, dar
transmit descendenţilor anomalii induse: acestea sunt mutaţiile care pot degenera în cancere,
dacă sunt afectate celulele somatice şi în anomalii ereditare, dacă sunt afectate celulele
germinative.
La doze mici de radiaţii, leziunile celulare sunt reduse; gravitatea lor creşte o dată cu doza,
atinge un vârf, apoi descreşte la doze foarte mari de radiaţie, datorită morţii celulare.
Fig. 2. Mecanismul agresiunii radiaţiilor ionizante la nivel celular
6
Efecte tisulare
Ţesuturile sunt sisteme în echilibru: ele au proprietatea de a compensa pierderile
celulare prin fenomene de homeostazie, favorizând proliferarea celulară. Efectele tisulare sunt
consecinţa efectelor celulare. Ele nu se exteriorizează numai după distrugerea unui număr
important de celule, pierdere necompensată de fenomene homeostazice. Efectele tisulare nu
apar decât peste nivelul unei doze prag (eveniment determinist, deşi leziunea celulară este
aleatorie), permiţând stabilirea unei protecţii în anumite limite de expunere. Peste nivelul
dozei prag, efectele sunt cu atât mai importante, cu cât doza este mai mare.
Efectele sunt diferenţiate în funcţie de structura şi cinetica ţesutului iradiat:
Unele ţesuturi sunt compartimentate, diferenţierea celulară este ierarhizată: celulele suşe
nediferenţiate se divid în celule cu un grad redus de diferenţiere (pe cale de maturare); acestea
se divid la rândul lor devenind celule foarte diferenţiate (celule funcţionale) care îşi pierd
capacitatea de diviziune. Radiaţiile ionizante afectează celulele în curs de diviziune; celulele
sunt cu atât mai radiosensibile, cu cât sunt mai nediferenţiate şi cu cât au un potenţial de
proliferare mai mare.
De exemplu:
- În cadrul sistemului hematopoetic, un singur tip de celule suşe stă la originea
celulelor liniei sanguine. Acest tip de celule suşe generează proliferarea şi diferenţierea
(mieloblaste mielocite; megacarioblaste megacariocite; proeritroblaste eritroblast
acidofil) care conduce la celule mature, funcţionale care nu se mai divid (polinucleare,
eritrocite, trombocite). Dacă celulele suşe sunt lezate printr-o doză radioactivă suficient de
mare, diferenţierea este blocată, conducând cu o anumită latenţă, la aplazie medulară.
Reparaţia tisulară la acest nivel este cu atât mai îndelungată cu cât doza este mai
ridicată (număr de celule suşe lezate), cu cât homeostazia celulară este mai puţin intensă şi
cinetica este mai lentă.
Unele ţesuturi sunt necompartimentate: toate celulele se divid, de obicei foarte lent
datorită unei vieţi celulare lungi.
După radioexpunere, leziunile celulare se pot repara, mortalitatea celulară este redusă
şi dozele prag sunt ridicate. Odată ce dozele prag sunt atinse, latenţa exteriorizării leziunilor
este îndelungată, nu cuprinde efecte precoce, dar efectele tardive datorită atingerii ţesuturilor
conjunctivo-vasculare şi fibrozei consecutive, sunt redutabile (de exemplu, ciroza hepatică).
Principalele organe implicate sunt ficatul, rinichiul, tiroida, plămânii.
1.5. Efectele radiaţiilor ionizante asupra omului
Efecte stocastice sau aleatorii care apar prin hazard numai la anumiţi subiecţi, fiind
independente de doză. Se consideră că orice doză de radiaţii produce un risc suplimentar
de apariţie a cancerului, a leucemiei şi a efectelor genetice.
Efecte non-stocastice sau deterministice, dependente de doza primită şi având până la un
punct, caracter reversibil. In cazul acestor efecte se consideră că apariţia lor este
condiţionată de depăşirea unei doze prag a radiaţiei, sub care efectele nu apar.
7
CARACTERIZAREA EFECTELOR RADIAŢIILOR IONIZANTE ASUPRA OMULUI
EFECTE STOCASTICE
(ALEATORII)
EFECTE NON-
STOCASTICE
(DETERMINISTE)
Trend aleatoriu da Nu
Doze mici Mari
Prag nu Da
Latenţă lungă Scurtă
Specificitate nu Da
Gravitate
Reversibilitate nu Da
Exemplificări cancere,
anomalii genetice
arsuri,
aplazie medulară
EFECTE DETERMINISTE (NON-STOCASTICE)
Expunerea externă globală
> 1Gy boala acută de iradiere, care evoluează în trei faze:
FAZA PRODROMALĂ (la 24 ore de la expunere)
simptome neurovegetative: astenie, cefalee, hipotensiune, tahicardie.
simptome digestive: greţuri, vărsături, colici abdominale.
tulburări vasomotorii
PERIOADA DE LATENTA - atenuarea sau dispariţia simptomelor pe o durată ce depinde
de doza primită şi de natura formei clinice ulterioare.
PERIOADA DE STARE, în funcţie de doza de expunere se manifestă sub una din formele:
2 Gy SINDROM HEMATOPOETIC după o latență de 3 – 5
săptămâni în care se instalează aplazia medulară
limfopenie,granulopenie, trombopenie
anemie
6 Gy SINDROM VISCERAL (gastro-intestinal)
vărsături, diaree,
hemoragii digestive
10 Gy SINDROM NEUROLOGIC
convulsii, comă şi deces în < 48 ore
risc infecţios şi
hemoragic
8
Expunere externă parţială
EFECTE ALEATORII (STOCASTICE)
Efecte cancerigene LA INDIVIDUL IRADIAT
ASPECTE CONFIRMATE LA OM:
expunerea medicală a populaţiei (epiteliomul tiroidian după tratamente radiologice în
zona gîtului, efectuate în copilărie)
expunere profesională (cancerul bronhopulmonar la minerii din minele de uraniu, cancer
cutanat la radiologi)
supravieţuitorii bombardamentelor atomice (leucemii)
ASPECTE NEELUCIDATE
Care este efectul dozelor mici (sub 0,2 Gy)?
Există doză de radiaţie care să nu ridice risc de apariţie a efectului cancerigen?
Riscul este proporţional cu doza?
Efecte genetice LA DESCENDENŢI
- provocate de mutaţia unei celule reproducătoare
- interesează cromozomii (număr, structură) /gene (lipsa lor modifică structura
cromozomială).
- nespecifice, diferenţiate în timp, greu evidenţiabile.
EFECTELE EXPUNERII PRENATALE
Perioada de preimplantare: înainte de implantarea oului (ziua 6-9 la om) celulele sunt
nediferenţiate; în cazul unei doze absorbite ridicate se produce moartea celulară şi
avortul care trece neobservat. In cazul dozelor mai mici, numai unele celule sunt distruse
şi apoi reînlocuite; este suficientă o singură celulă supravieţuitoare, neafectată de
acţiunea radiaţiilor, conform legii “totul sau nimic”.
Embriogeneza: Este perioada cu radiosensibilitatea cea mai ridicată în cursul căreia se
schiţează structurile tisulare ale organelor fătului (organogeneză), precum şi forma lor
(morfogeneză). Iradierea în cursul acestei perioade creşte riscul malformaţiilor. La om,
în afara malformaţiilor, poate surveni şi afectarea dezvoltării sistemului nervos central,
rezultatul fiind microcefalia asociată cu retard mintal.
Stadiul fetal: Corespunde unei faze de creştere a lungimii fetusului de la 3 cm la sfârşitul
lunii a doua, până la 50 de cm la termen, perioadă în care se maturează structurile
tisulare. In această perioadă frecvenţa şi gravitatea malformaţiilor se reduce. Iradierea
survenită tardiv în această perioadă, poate să inducă leziuni canceroase, vizibile numai
după naştere.
PIELE
eritem
necroză
sechele fizice
sechele funcţionale
GONADE
Testicule
- oligospermie (0,2 Gy)
- sterilitate
Ovare - sterilitate
OCHI
cataractă
TIROIDĂ
hipotiroidism
9
1.6. Noţiuni de radioprotecţie
Din punct de vedere al expunerii→ trei grupe populaţionale:
1. Populaţia expusă la locul de muncă (expunere profesională)
2. Populaţia expusă prin procesul de radiodiagnostic şi radiotratament (expunere
medicală)
3. Expunerea publicului (a populaţiei în ansamblu)
Sistemul de protecţie în expunerea profesională
Limitele dozei
- parte a sistemului de radioprotecţie, care în condiţii de expunere profesională realizează o
expunere tolerabilă, la niveluri de doză suficient de mici, încât să poată fi obţinute
rezonabil luând în considerare factorii economici şi sociali.
Recomandări 20 mSv/an, pe o perioadă de 5 ani
(100 mSv/5 ani)
150 mSv pentru cristalin şi 500 mSv pentru piele.
Dozimetria expunerii profesionale
monitorizarea individuală a radiaţiei externe: controlul expunerilor, clasificarea
locurilor de muncă, detectarea fluctuaţiilor condiţiilor de muncă.
monitorizarea individuală a încorporărilor de material radioactiv folosită de rutină
numai pentru muncitorii din zone controlate specific.
Clasificarea locurilor de muncă şi a condiţiilor de lucru
- zone controlate: sectoare în care condiţiile normale de muncă solicită muncitorilor să
acţioneze conform unor proceduri de radioprotecţie bine stabilite.
- zone supravegheate: sectoare în care condiţiile de muncă sunt ţinute sub control, dar care
nu necesită proceduri speciale de radioprotecţie.
Servicii profesionale pentru supravegherea sănătăţii
- controale medicale la angajare / periodice
- activitate de counseling pentru trei categorii de personal: femeile în perioada de
procreere, persoanele expuse peste limitele dozei, voluntarii pentru cercetări biomedicale.
- evidenţa personalului şi a fişelor medicale pe perioade lungi
Respectarea normelor de protecţie a muncii şi a disciplinei în procesul de muncă
- purtarea echipamentului de protecţie
- utilizarea ecranului de protecţie
- respectarea distanţei pentru reducerea câmpului de radiaţii
- restricţionarea timpului petrecut în apropierea surselor
- limitarea răspândirii materialului radioactiv la locul de muncă şi în mediul înconjurător
- evaluări periodice ale siguranţei în funcţionare a tuturor sistemelor principale care
afectează probabilitatea accidentelor.
Sistemul de protecţie în expunerea medicală
Expunerile medicale menite să furnizeze un beneficiu direct individului expus.
Discernământ şi decizie responsabilă în aplicarea unei proceduri anume de diagnostic sau
de tratament radiologic: evitarea iradierilor inutile, tehnici cât mai puţin iradiante,
verificarea periodică a aparaturii folosite.
10
Controlul expunerii publicului
Aplicarea controlului sursei de radiaţii, prin respectarea măsurilor legislative şi tehnologice
de radioprotecţie.
Se recomandă o doză efectivă de 1 mSv pe an.
Atenţie pentru cei care domiciliază în vecinătatea minelor, a locurilor de depozitare a
deşeurilor.
Măsuri specifice de control a poluării interioare radioactive.
2. Radiaţii neionizante
Sunt radiaţii electromagnetice care transferă la locul de absorbţie energii reduse, dar
care pot avea diferite efecte asupra organismului uman => natura şi intensitatea acestor efecte
depinde de energie şi de lungimea de undă.
2.1. Radiaţiile ultraviolete (RUV)
RUV au lungimea de undă cuprinsă între 10 şi 400 nm, dar în mediul de viaţă al omului ajung
ultravioletele cu lungime de undă între 200 şi 400 nm (<200 nm – RUV de vid).
RUV –A 320 – 400 nm => efect cutanat pigmentogen
RUV –B 320 – 280 nm => efect cutanat eritematogen
RUV-C 200 - 280 nm => efect bactericid
Surse
- Naturale: Soarele (5% din radiaţia solară => 1% la nivelul solului datorită reţinerii de
la nivelul stratului de ozon)
- Artificiale: aparate de sudură, arcuri voltaice, lămpi fluorescente.
Caracterizarea efectului bactericid:
Efectul bactericid depinde de lungimea de undă şi de doză
↓
RUV cu lungimi de undă mici => cele mai intense leziuni celulare
↓
Efect bactericid maxim între 250 - 280 nm
↓
Purificarea naturală a apei, aerului, solului
Dezinfecţie în sectorul spitalicesc, sectorul alimentar
↓
Lungimi de undă mari şi doze mici => efect bacteriostatic
Doze foarte mici => stimulare a dezvoltării bacteriene
Efecte asupra organismului uman:
1. Efecte asupra metabolismului stimulare metabolică:
- creşterea metabolismului bazal
- intensificarea oxidărilor celulare
- intensificarea schimburilor gazoase
- creşterea capacităţii de efort
- stimularea hematopoiezei şi a reacţiilor de imunitate
11
- Efectul asupra metabolismului fosfocalcic este principalul efect metabolic:
7 dehidrocolesterol RUV colecalciferol
(gl. sebacee )
2. Efectul asupra pielii: cuprinde reacţiile cutanate produse de eliberarea de energie la
nivel cutanat, fiind expresia unei lezări celulare.
- RUV cu λ mică → absorbţie în primele straturi cutanate
- RUV cu λ mare → pătrund la nivelul stratului bazal dermic şi chiar în hipoderm
- efectele nocive apar în funcţie de doză şi lungimea de undă
EFECTE PRECOCE: eritemul actinic, formarea pigmentului melanic
Eritemul actinic → expunerea excesivă la RUV cu lungimi de undă mijlocii (RUV-B):
- Reacţie locală, bine delimitată pe zona expusă, durează 24 - 72 ore, urmată de pigmentare
şi de descuamarea pielii (fenomen de regenerare)
- Latenţă de 2-3 ore → eliberare de amine vasoactive şi prostaglandine
- Local: usturime, durere
- General: vertij, cefalee, frison
Pigmentarea → transformarea promelaninei (cel. melanoblaste, melanofore din stratul bazal
al epidermului şi din derm) în melanină, sub influenţa ultravioletelor (RUV-A au efectul
pigmentogen cel mai pronunţat).
- pigmentarea rapidă: efect fotocatalitic de transformare a promelaninelor în melanine,
apare la cîteva minute de la expunere şi durează maxim 36 ore (RUV –A şi RUV-B)
- pigmentarea de durată: neomelanogeneză, apare la 24-72 de ore de la expunere şi durează
câteva luni.
- Semnificaţia biologică a pigmentarii este modestă: creşte rezistenţa pielii la RUV.
Profilaxie:
- expunere gradată la soare, folosirea cremelor de protecţie solară cu factor de protecţie
ridicat, evitarea orelor de însorire maximă pentru plajă vara (12 - 17)
- protejarea mâinilor la cei care manevrează aparatura de ultraviolete (de exemplu, în mediu
spitalicesc)
EFECTE TARDIVE: apar în urma expunerilor excesive, de lungă durată (ani)
Elastoza solară cutanată: piele ridată, uscată, îmbătrânită prematur
Efectul cancerigen
- Epitelioame cutanate (bazo-, spinocelulare) RUV - rol etiologic notabil
- Melanomul malign
3. Efectul asupra ochiului: cuprinde leziuni de pol anterior produse de lungimile de
undă mici şi medii
Efecte acute → foto-oftalmie:
- simptome conjunctivale (fotoconjunctivită): senzaţie de corp străin, hipersecreţie
lacrimală, blefarospasm, edem palpebral
- lezarea corneei (fotocheratită): dureri oculare violente, injectare pericheratică
caracteristică.
- Profilaxie: protejarea ochilor cu ochelari de soare în cursul curelor heliomarine şi la ski,
respectiv cu ochelari de protecţie (cu sticlă fumurie) în expunerea profesională la RUV
(sudori, personal din laboratoare).
Efecte cronice → afectarea conjunctivei bulbare în condiţii de expunere excesivă la
RUV, prin hiperplazie benignă (pterygion), sau prin carcinom epidermoid.
12
2.2. Radiaţiile luminoase
Au lungimea de undă între 400 - 760 nm şi se caracterizează prin faptul că
impresionează retina. În funcţie de lungimea de undă, spectrul luminos se descompune în cele
7 culori monocromatice, sensibilitatea maximă a ochiului fiind la 550 nm (galben-verde).
Efecte asupra organismului uman
1. Efecte asupra sistemului nervos
Excitantul luminos → element fundamental al relaţiei cu mediul înconjurător:
- stimul al sistemului reticulat activator ascendent → scoarţa cerebrală
- activator al metabolismului
- factor important al bioritmului (ritmul circadian)
Efecte psihologice ale luminii:
- culorile reci ( λ mici) → efect liniştitor
- culorile calde (λ mare) → efect excitant
- culorile deschise → efect stimulator
- culorile închise → efect deprimant
2. Efecte asupra funcţiei vizuale → direct influenţată de cantitatea şi calitatea
luminii.
Iluminatul insuficient suprasolicită mecanismele de acomodare ale ochiului → oboseală
vizuală → scăderea funcţiilor fundamentele, hipersecreţie lacrimală, usturime în ochi +
cefalee, greaţă, ameţeli (prin efortul cerebral de compensare)
Relaţia cu miopia → la copii iluminatul insuficient este un factor agravant de decompensare a
unei anemetropii fizice pe fondul unui defect genetic.
Iluminatul excesiv:
- Fototraumatismul → scotoame, orbire temporară în cazul strălucirii de intensitate
mare
- Retinită acută / cronică → alterări pasagere/permanente ale pigmenţilor retinieni,
edem al retinei, reducerea acuităţii vizuale.
Iluminatul meuniform:
- Oboseala vizuală → în cazul contrastelor mari de iluminat
- Nistagmusul → în cazul modificărilor ritmice ale intensităţii luminii (pâlpâirea
luminii)
- Fenomenul stroboscopic → imagini deformate ale obiectelor în mişcare.
3. Efecte asupra pielii: datorate fotosensibilizării date de interacţiunea dintre radiaţia
luminoasă şi substanţe fotosensibilizatoare exo- şi endogene => fotodermite
Reacţia fototoxică: substanţele fotosensibilizatoare (vezi mai jos) captează o cantitate
mare de fotoni şi eliberează în piele o energie suficientă pentru producerea unor leziuni
(eritem, edem, papule, vezicule, prurit).
Pot produce reacţii fototoxice:
- substanţe aplicate pe piele (gudroane, fluoresceină, eozină, psoraleni, parfumuri,
medicamente)
- substanţe administrate intern (sulfamide, antibiotice ca doxicilina sau oxitetraciclina,
fenotiazine)
- substanţe endogene (porfirinele)
13
Reacţia fotoalergică: substanţele fotoactive (de exemplu hexaclorofenul, bitinolul)
modificate prin captarea de fotoni, se combină cu proteine tisulare formând alergeni =>
leziuni urticariene, eczematoase.
Aşadar, în timp ce reacţiile fotoalergice seamănă cu dermatitele de contact cu o distribuţie
limitată pe zonele de pe corp expuse la soare (când reacţiile sunt severe sau prelungite, ele pot
să se extindă şi la zonele acoperite ale corpului), reacţiile fototoxice se manifestă ca nişte
arsuri solare exagerate.
Fototraumatismele de natură toxică sau alergică conduc în timp la fotodermatoze manifestate
prin pigmentaţie neuniformă, cicatrici, atrofii, hiperkeratoză.
Toate reacţiile de fotosensibilzare sunt produse atât de radiaţiile luminoase, cât şi de RUV
(mai ales RUV-A).
2.3. Radiaţiile infraroşii (RIR)
Au lungimea de undă cuprinsă între 1 mm – 760 nm. Sunt radiaţii calorice → produc
fenomenul de încălzire în funcţie de intensitate şi lungimea de undă. Reprezintă principala
modalitate de realizare a schimbului de căldură între corpuri cu temperaturi diferite, fiind un
factor esenţial al ambianţei termice (al microclimatului). Sunt produse de orice corp cu
temperatură mai mare de zero absolut (00K).
1. Efectul radiaţiilor calorice în procesul de temoreglare
Organismul uman se află în radiaţie pozitivă când absoarbe radiaţiile infraroşii provenite de la
corpurile mai calde sau în radiaţie negativă când emite spre corpurile mai reci radiaţii
infraroşii cu λ = 10 µm.
Microclimatul cald Reacţia organismului
- radiaţia pozitivă - vasodilataţie periferică
- temperatura aerului crescută - transpiraţie
- umiditatea aerului crescută - hipertermie
- mişcarea aerului scăzută
Creşte temperatura cutanată, ulterior şi temperatura centrală
Creşte frecvenţa, amplitudinea respiraţiei şi consumul de oxigen
Creşte frecvenţa pulsului, scade tensiunea arterială
Se pierde o cantitate mare de apă şi electroliţi (mai ales NaCl)
Creşte concentraţia şi vâscozitatea sângelui
Scade diureza, cu apariţia de albumină, cilindri, hematii în urină
Scad secreţiile digestive şi aciditatea gastrică, apar fen. dispeptice
Scade atenţia, randamentul, apare somnolenţa, adinamia.
Nivel ridicat, acţiune prelungită → şoc termic, colaps termic, dezechilibru hidrosalin.
14
Microclimatul rece Reacţia organismului
-radiaţia negativă - vasoconstricţie periferică
-temperatura aerului scăzută - contracţii musculare, tremurături
-umiditatea aerului crescută - hipotermie
-mişcarea aerului puternică
Scade temperatura cutanată, ulterior şi temperatura centrală
Scade frecvenţa, amplitudinea respiraţiei, se menţine un consum crescut de oxigen
Scade frecvenţa pulsului, creşte tensiunea arterială
Creşte diureza şi frecvenţa micţiunilor
Creşte concentraţia sângelui (prin vasodilataţie splanhnică) şi se reduce cantitatea lichidelor
circulante.
În cazul acţiunii prelungite:
- Tulburări locale: degerături (prin ischemia periferică), dureri articulare şi musculare,
nevralgii, nevrite → pareze, paralizii (de facial, de trigemen), favorizarea apariţiei
faringitei, laringitei, amigdalitei etc.
- Tulburări generale: scăderea rezistenţei organismului faţă de agresiunile mediului
extern, apariţia bolilor „à frigore” (pneumonie, nefrită, reumatism poliarticular acut)
2. Efectul asupra pielii
RIR cu λ < 1,5 µm → hipoderm
RIR cu λ > 1,5 µm → epiderm, derm
- Efect de încălzire cu hiperemie difuză (apare prompt, dispare imediat după încetarea
expunerii) şi senzaţie de cald
- La lungimi de undă mici se produce vasodilataţie şi se modifică sensibilitatea
terminaţiilor nervoase periferice cu efect analgezic şi regenerator (aplicat în
fizioterapie)
- Expunere îndelungată: teleangiectazii
- Expunere intensă: eriteme, arsuri cu papule, vezicule, necroze, pigmentare, cicatrici
3. Efectul asupra ochiului
RIR cu λ > 1,5 µm şi la intensitate mare → arsuri ale polului anterior
RIR cu λ < 1,5 µm → pătrund la nivelul cristalinului => cataractă (în expuneri repetate)
Profilaxie: Protejarea ochilor cu ochelari de protecţie de culoare închisă în mediu profesional
cu expunere la materiale incandescente.
4. Efectul asupra sistemului nervos
RIR cu λ < 1,5 µm → penetrabilitate mare a cutiei craniene → meninge => vasodilataţie,
iritaţie meningeală → insolaţie (cefalee intensă, greţuri, acufene, fotofobie, tegumente uscate
şi calde, puls filiform). Vulnerabilitate maximă la copii, oasele craniului fiind mai subţiri.
Profilaxie: protejarea capului cu materiale textile de culoare deschisă în cursul verii.