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Fisica delle radiazioni

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Fisica delle radiazioni
Fisica delle radiazioni

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Anonim

Effetti della luce visibile e ultravioletta

La vita non potrebbe esistere sulla Terra senza luce dal Sole. Le piante utilizzano l'energia dei raggi del sole nel processo di fotosintesi per produrre carboidrati e proteine, che servono come fonti organiche di base di cibo ed energia per gli animali. La luce ha una potente influenza regolatrice su molti sistemi biologici. La maggior parte dei forti raggi ultravioletti del sole, che sono pericolosi, sono effettivamente assorbiti dall'atmosfera superiore. Ad alta quota e vicino all'equatore, l'intensità dell'ultravioletto è maggiore rispetto al livello del mare o alle latitudini settentrionali.

La luce ultravioletta di lunghezza d'onda molto corta, inferiore a 2200 angstrom, è altamente tossica per le cellule; nell'intervallo intermedio, la massima efficacia di uccisione sulle cellule è di circa 2600 angstrom. Gli acidi nucleici della cellula, di cui è composto il materiale genetico, assorbono fortemente i raggi in questa regione. Questa lunghezza d'onda, prontamente disponibile in lampade al vapore di mercurio, allo xeno o all'arco di idrogeno, ha una grande efficacia per la purificazione germicida dell'aria.

Poiché la penetrazione della luce visibile e ultravioletta nei tessuti del corpo è piccola, solo gli effetti della luce sulla pelle e sull'apparato visivo sono di conseguenza. Quando la luce incidente esercita la sua azione sulla pelle senza ulteriori fattori predisponenti esterni, gli scienziati parlano di azione intrinseca. Al contrario, un certo numero di agenti chimici o biologici possono condizionare la pelle all'azione della luce; questi ultimi fenomeni sono raggruppati in azione fotodinamica. La luce visibile, quando somministrata a seguito di dosi letali di ultravioletti, è in grado di provocare il recupero delle cellule esposte. Questo fenomeno, noto come fotorilevamento, ha portato alla scoperta di vari sistemi enzimatici in grado di ripristinare gli acidi nucleici danneggiati nei geni nella loro forma normale. È probabile che i meccanismi di fotorilevamento siano continuamente operativi in ​​alcune piante esposte all'azione diretta della luce solare.

La superficie della Terra è protetta dai raggi ultravioletti letali del Sole dagli strati superiori dell'atmosfera, che assorbono lontano ultravioletto, e dalle molecole di ozono nella stratosfera, che assorbono la maggior parte del vicino ultravioletto. Tuttavia, si ritiene che un meccanismo enzimatico che agisce nelle cellule della pelle degli individui ripari continuamente il danno causato dai raggi ultravioletti agli acidi nucleici dei geni. Molti scienziati ritengono che i clorofluorocarburi utilizzati nei prodotti spray aerosol e in varie applicazioni tecniche stiano esaurendo lo strato di ozono stratosferico, esponendo così le persone a radiazioni ultraviolette più intense a livello del suolo.

Vi sono alcune prove che indicano che non solo l'intensità luminosa complessiva, ma anche composizioni speciali hanno effetti differenziali sugli organismi. Ad esempio, nelle zucche, la luce rossa favorisce la produzione di fiori pistillati e la luce blu porta allo sviluppo di fiori staminati. Il rapporto tra femmine e maschi nei guppy è aumentato dalla luce rossa. La luce rossa sembra anche accelerare il tasso di proliferazione di alcuni tumori in speciali ceppi di topi. L'intensità della luce incidente influenza lo sviluppo di organi sensibili alla luce; gli occhi dei primati allevati nella completa oscurità, per esempio, sono molto ritardati nello sviluppo.