Что бы ни говорили специалисты о вреде УФ-излучения, мы всё равно рады солнечным дням и с нетерпением ждем лета! В чем же загадка этого феномена?

Свет как регулятор настроения

По своей природе человек должен быть активен в дневное время и отдыхать ночью. Регуляция продолжительности сна и бодрствования в суточном (циркадианном) цикле осуществляется при помощи мелатонина и серотонина. Повышение уровня серотонина стимулирует бодрость и жизнерадостность, а мелатонин отвечает за спокойствие и полноценный отдых ночью. Древнекитайская монада «инь – ян» включает два противоположных начала: инь – женское, символизирующее всё ночное, мягкое, пассивное, и ян – дневное, активное. Баланс между этими противоположностями означает их взаимозависимость и наличие общей основы. Современная наука включила в свой лексикон эти понятия, поскольку они отражают факторы ускорения или торможения тех или иных процессов. У амфибий, рептилий и птиц, имеющих сравнительно тонкие кости черепа, на смену освещенности в течение суток реагирует «третий глаз» – эпифиз, железа внутренней секреции, которую Рене Декарт считал вместилищем души. У млекопитающих сигналы об освещенности передаются через глаза. Они регулируют выработку серотонина (при стимуляции светом) или мелатонина (в темноте) благодаря стимуляции определенных клеток гипоталамуса (супрахиазматического ядра). В 2002 году было проведено исследование, которое показало, что у добровольцев, подвергшихся УФ-А-облучению (с максимумом испускания в области 350 нм), содержание серотонина увеличилось в среднем на 7% по сравнению с контрольной группой, а содержание мелатонина в сыворотке крови снизилось на 28%.

Важно отметить, что испытуемые во время облучения надевали очки с замутненными стеклами, не пропускавшими УФ-А-свет, чтобы избежать его влияния на сетчатку. Разница в содержании гормонов проявлялась сразу же после первого сеанса облучения (длительность – 15–20 минут).

У млекопитающих 90% серотонина содержится в энтерохромаффинных клетках кишечника, а также большое количество находится в тромбоцитах, тучных клетках кожи, ткани легких, селезенки, почек и печени. Все эти ткани являются элементами диффузной нейроэндокринной системы, состоящей из разбросанных по разным органам клеток. Примечательно, что по числу клеток эта система сравнима с головным мозгом, поэтому ее нередко называют «вторым мозгом» человека. Так что древнее выражение о том, что путь к сердцу (эмоциям) мужчины лежит через его желудок (диффузную нейроэндокринную систему), вполне вписывается в каноны современной науки. В шишковидной железе (эпифизе) серотонин подвергается ацетилированию и метилированию, в результате чего образуется мелатонин, основной функцией которого является регуляция суточных биологических ритмов эндокринных функций и метаболизма. Избыток света тормозит превращение серотонина в мелатонин и другие метоксииндолы и способствует накоплению серотонина и его метаболитов. В темноте, напротив, усиливается синтез мелатонина. Этот процесс проходит под влиянием ферментов, активность которых так же зависит от освещенности. По-видимому, воздействие УФ-А-света не только на глаз, но и на кожу способно вызвать ингибирование фермента серотонин-N-ацетилтрансферазы.

Физиологически важным эффектом мелатонина является торможение секреции гонадотропинов, которые, как известно, регулируют эндокринную функцию половых желез позвоночных. Мелатонин является своеобразным тормозом полового развития и поведения. В отличие от тормозящего активность мелатонина серотонин является гормоном, наполняющим нас бодростью и энергией. При недостатке серотонина начинаются депрессии, колебания настроения, сезонные функциональные расстройства, состояния тревоги, усиливается ощущение голода, ведущее к перееданию, развивается алкогольная зависимость.

В скандинавских странах встречается особое расстройства сна – бессонница в середине зимы, характеризующаяся не только плохим сном, но и дремотой утром. Норвежские ученые используют в качестве терапии лечение ярким светом в течение пяти дней (продолжительность каждой процедуры – 30 минут). В результате у пациентов наблюдается нормализация сна, пропадает сонливость в вечерние часы. Не исключено, что пребывание на ярком солнце утром и днем помогает нормализовать сон. Серотонин, по-видимому, влияет также на социализацию: не случайно на пляжах и курортах так легко завязываются знакомства и дружеские контакты. Может быть, и наши весенние праздники (Масленица, 8 Марта, апрельские субботники, 1 Мая) обусловлены «размораживанием» активности гонадотропинов и увеличением уровня серотонина?

Как свет действует на кожу?

О целительном воздействии солнечных лучей на организм человека известно с доисторических времен. Правда, в Античности полное оголение и хождение без одежды считались привилегией избранных и не всегда дозволялись простолюдинам. Еще в Древнем Египте фараон Эхнатон вместе с женой Нефертити провозгласил монотеизм, утверждая, что существует лишь один Бог – Солнце (Атон), – являющийся источником жизненной силы. Поэтому все высокопоставленные египтяне постоянно ходили обнаженными, а если и надевали одежду, то легкую и прозрачную. Кроме того, мода требовала полностью избавиться от волос на всем теле, в том числе на голове и даже на бровях. Культ красивого обнаженного тела стал символом эпохи Античности. С точки зрения современной медицины целительное действие света может быть обусловлено различными причинами, которые мы и рассмотрим подробнее.

С точки зрения физиологии кожа как самый большой орган нашего тела является не только барьером, но и достаточно мощным производителем биологически активных молекул – гуморальных регуляторов многих функций организма. Наиболее известным соединением, синтезируемым в коже под действием света, является витамин D3, получивший название «солнечного витамина», поскольку при достаточной и регулярной инсоляции потребность в нем полностью обеспечивается синтезом в коже. Уже давно сформировалось представление о витамине D не столько как о собственно витамине в классическом понимании этого термина, сколько как о стероидном прегормоне. Этот прегормон образуется в коже и поступает в кровь, чтобы в дальнейшем путем двух последовательных реакций гидроксилирования превратиться в активные гормональные формы. Дефицит витамина D проявляется как в нарушении кальций-фосфорного обмена, ведущего к остеопорозу у лиц старших возрастных групп, так и в нарушении функций иммунной системы (реакции макрофагов, выброс цитоксинов, воспаления). Содержание провитамина D3 в эпидермисе неуклонно падает с возрастом, уменьшаясь к 80 годам примерно втрое по сравнению с 20 годами. Следует иметь в виду, что роль витамина D не ограничивается защитой костей, от него зависит восприимчивость организма к кожным заболеваниям, болезням сердца и раку. В географических областях с дефицитом витамина D повышена заболеваемость атеросклерозом, артритами, диабетом, особенно юношеским. Этот витамин предупреждает нарастающую с возрастом слабость мускулов, повышает иммунитет, что важно для профилактики онкологических заболеваний. Интересно отметить, что уровень витамина D в крови служит одним из критериев оценки ожидаемой продолжительной жизни больных СПИДом.

Результаты одного из исследований, опубликованного в этом году, показывают, что у женщин, в период постменопаузы принимавших солнечные ванны более трех раз в год, риск развития рака эндометрия был на 40% ниже, чем у тех, кто не принимал солнечных ванн. По мнению авторов работы, увеличение риска развития опухоли у этих женщин обусловлено дефицитом витамина D, возникающим в зимние месяцы. По оценкам американских эпидемиологов, около 58 тысяч случаев рака легких и 49 тысяч случаев колоректального рака в США и Канаде (в год) можно было бы предотвратить, обеспечив больных витамином D.

Конечно, современная фотомедици на не требует от пациентов ходить обнаженными и сбривать все волосы. Для достижения эффекта достаточно будет провести экспозицию лица и рук в течение 15 минут, но потребности в обеспеченности этим витамином могут сильно варьироваться в зависимости от состояния организма, поэтому средняя норма для кого-то может оказаться и недостаточной, однако постоять полчаса на солнце никому не вредно. Особенно важно воздействовать ультрафиолетовым светом на кожу или принимать витамин D тем, кто по состоянию здоровья не может покидать дом. Одним из проявлений действия ультрафиолетового света на эпидермис является временное подавление иммунитета – иммуносупрессия, которая может приводить как к отрицательным, так и к положительным последствиям. С одной стороны, подавление иммунной системы благоприятствует возникновению и развитию злокачественных новообразований, но, с другой стороны, есть заболевания (например, псориаз, различные артриты) с выраженной аутоиммунной компонентой, когда возникает воспалительная реакция на собственные антигены организма. В этих случаях ультрафиолетовый свет используется как эффективное терапевтическое средство, подавляющее аутоиммунные реакции. Благотворное действие видимого света на ряд физиологических процессов, которое наблюдали врачи при воздействии лазером, ставило ученых в тупик. Если синий свет поглощался билирубином(именно с этим связывали его целебное действие при желтухе, особенно у новорожденных), то действие зеленого и красного света было не совсем понятно.

Как свет влияет на организм?

Действие видимого света высокой интенсивности изучалось на примере действия лазеров. Солнечное облучение, конечно, не настолько интенсивно, но зато длительность его воздействия дольше, поэтому оно может оказывать сходный эффект. Одним из возможных механизмов действия синего света с длиной волны 436 нм является фотолиз комплексов окиси азота (NO), ее отсоединение от гемоглобина, гемовая группа которого поглощает свет в этой области. Комплексообразование с белками защищает NO от окисления кислородом. NO является природным радикалом, выполняющим в организме несколько функций, две из которых особенно важны для понимания действия лазерного света.

Во-первых, NO – предшественник выделяемого эндотелиальными клетками фактора расслабления, играющего главную роль в регуляции кровяного давления. Продукция этого вазодилататора поддерживается на постоянном уровне и снижается при артериальной гипертензии. Окись азота контролирует кровяное давление и препятствует образованию кровяных сгустков, сигнализируя о необходимости расслабления и расширения сосудов. Есть доказательства, что беспокоящие многих людей ночные мочеиспускания могут быть результатом колебаний кровяного давления, что является результатом неустойчивой активности окиси азота. Если на отдыхе этот симптом у вас проходит, то, скорее всего, колебания кровяного давления стали меньше. У мужчин недостаточная выработка NO является основной причиной эректильной дисфункции. Как известно, знаменитая «Виагра» увеличивает уровень окиси азота, обеспечивая устойчивую эрекцию.

Во-вторых, окись азота синтезируется в нейронах центральной нервной системы, где она работает как посредник между многими физиологическими функциями, включая память, координацию активности нейронов и кровотока, модуляцию боли. Кроме того, NO выделяется макрофагами крови и тканей, играя роль защитного средства против микроорганизмов – в первую очередь против грибковой инфекции. Важно отметить, что интенсивная выработка NO, которая наблюдается, например, при эндотоксическом шоке, может блокировать дыхание митохондрий, вызывая недостаточность энергообеспечения тканей. В этом случае NO связывается с белками митохондрий цитохромами, имеющими схожую с гемоглобином гемовую группу. Облучение синим, зеленым или красным светом (использовались светодиоды) митохондрий с подавленным дыханием, вызванным избытком NO, приводило к активизации их дыхания. По-видимому, этот эффект обусловлен разрушением комплексов цитохрома с NO под действием света. Несмотря на то что в экспериментах синий свет оказывал наиболее сильное действие по сравнению с зеленым и красным, при облучении организма зеленый и красный свет проникает через кожу глубже, чем синий. Интересно отметить, что, как показано в экспериментах на крысах, хроническое употребление алкоголя приводит к увеличению чувствительности митохондрий к действию NO как ингибитора дыхания, вызывая тем самым недостаточность энергообеспечения тканей. Вполне возможно, что в странах Средиземноморья с развитой культурой потребления вина и одновременно высоким уровнем инсоляции эффект алкоголя нивелируется действием на митохондрии света, проникающего через кожу и «отсоединяющего» NO от митохондриальных цитохромов.

Может ли свет повлиять на характер будущего ребенка?

Начнем с официальных данных ВОЗ о том, что среди людей, родившихся весной – с февраля по апрель – несколько выше (примерно на 10%) риск заболеть шизофренией. Ученые предполагают, что это, возможно, связано с тем, что развитие мозга у плода в зимние месяцы может существенно повлиять на психику будущего ребенка. Анализ месяцев рождения у знаменитых людей, попавших в книгу «Кто есть кто в Америке», проведенный Д. Марцулло (США) в монографии «Месяц рождения, одаренность и два класса людей», позволил выявить два типа талантливых людей: рожденные в августе – сентябре («августинцы») и феврале – марте («фебрурианцы»). Отношение числа «фебрурианцев» к «августинцам» по профессиям, в которых они прославились, выглядит следующим образом: агрономы и садоводы (0,10 – то есть «августинцев» среди них в 10 раз больше, чем «фебрурианцев»), администраторы (0,22), гольфисты (0,22), педиатры (0,20), генетики (0,38), художники (1,38), поэты (1,88), танцоры и хореографы (3,0), дизайнеры (5,0), скрипачи (6,0). Из приведенных данных видно, что «августинцы» достигают успеха в точных науках и технических профессиях, а «фебрурианцы» находят себя в творческой сфере. Заметим, что Моцарт родился в конце января, а Сальери – в августе. Чем обусловлены различия между «августинцами» и «фебрурианцами» – действием ли проникающего видимого света на плод, уровнем выработки витамина D или отсоединением окиси азота в организме матери, – мы пока не знаем.

Инфракрасный свет

В спектре солнечного света есть невидимая компонента инфракрасного света с длиной волны более 800 нм. Инфракрасный свет излучают также источники тепла, например костер. Энергия инфракрасных лучей невелика, и при их поглощении происходит усиление колебательных и вращательных движений молекул. Эти лучи легко проникают через кожу на глубину 2–3 см. При этом происходит повышение температуры на 1–2°С в зоне воздействия, что в первую очередь стимулирует терморегуляционную реакцию поверхностной сосудистой сети кожи. Эта реакция состоит из двух фаз – кратковременного (около 30 спазма и последующей гиперемии, обусловленной расширением поверхностных сосудов с соответствующим увеличением притока крови. Возникающая гиперемия имеет неравномерную пятнистую окраску, которая исчезает через 20–40 минут. Ученые предполагают, что применение инфракрасного облучения способствует развитию сети новых капилляров (антиогенез) вместо поврежденных, а также ускорению синтеза коллагена. Улучшение периферического кровообращения ускоряет метаболические процессы в тканях, активизирует миграцию лейкоцитов, деление и созревание фибробластов, выход из сосудов биологически активных веществ (простагландинов, цитокинов и др.). Кроме того, усиленное потоотделение, обусловленное прогреванием, оказывает дегидратирующий эффект, уменьшающий сдавление нервов и, соответственно, ослабляющий боль. Как и в случае видимого света, показано также воздействие инфракрасного излучения на митохондрии в виде стимуляции синтеза АТФ – универсального «топлива» для живой клетки.

Луны волшебной полосы…

О психологическом воздействии лунного света обычно пишут поэты, но есть ли научное объяснение воздействию лунного света на человека с точки зрения физиологии?

Издавна свет Луны считался лучшим средством для обильного урожая, увеличения численности домашних животных и птиц, а также человеческой плодовитости. Раньше верили, что женщины беременели при лунном свете. Менструальные циклы синхронизируются светом. Это подтверждают исследования, показавшие, что бесплодие у незрячих встречается чаще. Кроме того, у этих людей нередко отмечаются удлиненные менструальные циклы длительностью от 35 до 55 дней. У жителей Крайнего Севера процент зачатий выше летом, чем зимой, во время полярной ночи. У жителей городов, большую часть времени проводящих в помещении, бесплодие на почве нарушений менструального цикла встречается чаще, чем у деревенских жителей. Светочувствительность менструальных циклов обусловлена действием гормона мелатонина. Его выделение происходит в темноте и повышается в период коротких дней и, соответственно, длинных ночей. Ученые выяснили, что особенно легко останавливает выработку мелатонина именно синий, голубой свет, близкий по спектру лунному свету. Американский врач Д. Крипке провел исследование, во время которого он воздействовал на менструальный цикл пациенток. Крипке включал небольшие настольные лампы ночью в середине менструального цикла, что привело к сокращению длительности менструальных циклов у этих женщин. Вероятно, менструальный цикл у женщин когда-то синхронизировался лунным циклом с периодом 29,5 суток (подобная синхронизация наблюдается у некоторых приматов). Однако по мере «изоляции» людей в помещениях эта связь могла ослабеть, но не исчезнуть полностью, и поэтому ночная подсветка в середине цикла может служить имитацией лунного освещения и сдвигать фазу цикла. Таким образом, благотворное воздействие света на нашу жизнь – это не только возможность хорошо видеть. Глаза воспринимают также продолжительность освещенности, и, кроме того, свет воспринимается кожей, что отражается на многих процессах в организме, включая особенности психики.