Wakacje

Blog nadruchliwych istnieje w sieci już ponad pół roku i stopniowo się rozwija. Co prawda zakładka lipca okazała się wyjątkowo jałowa, ale to wcale nie oznacza że rezygnujemy z ambicji i planów utrzymania ciągłości w prowadzeniu naszej stronki. W ostatnim czasie zajęci byliśmy realizowaniem praktyk, dorywczej pracy zarobkowej, remontami, wyjazdami i oczywiście czynnym wypoczynkiem. Lato, to pora roku najbardziej sprzyjająca uskutecznianiu czynnego lub biernego odpoczynku, relaksu i poszukiwaniu wrażeń. Ten wpis poświęcam wątkowi bardzo mocno kojarzącemu się z letnim wypoczynkiem :)

Słońce. Paliwo matki natury. Napędza nie tylko słupki rtęci w termometrze, ale reguluje cały klimat wpływając na elementy martwej natury (np. erozja skalna, osuszanie złóż wody, sterowanie globalnymi i lokalnymi frontami atmosferycznymi i prądami morskimi itp), a także natury ożywionej, sprowadzając się przede wszystkim do przyrostu biomasy zarówno flory jak i fauny. Wiadomo, że dzieci rosną bo przecież jedzą. Jesteśmy częścią łańcucha pokarmowego więc konsumujemy produkty przemienionej energii słonecznej. Obojętne czy żywisz się mięsem, nabiałem, zbożem, warzywami, owocami czy żywnością przetworzoną sztucznie, zawsze analizując proces jej powstawania, można dojść do wniosku, że bez energii słonecznej - nie będzie niczego...

Kiedyś spotkałem ultramaratończyka o imieniu Sanjaja. Człowiek dobrze urodzony, który świadomie i dobrowolnie wybrał ubogie życie obierając sobie za dom altankę na środku działki ogrodniczej. Niewiele z nim dyskutowałem, ale jest to niewątpliwie człowiek o osobliwej i bardzo ugruntowanej filozofii życia. Widziałem jak zimą żywił się jedynie śniegiem, orzechami i miodem będąc święcie przekonany, że na tej diecie bez problemu może realizować dwa treningi dziennie, o ile tylko uda mu się odzyskać odpowiednią ilość energii z kosmosu. Brzmi jak science fiction, podobnie jak historia Buddy czekającego w bezruchu na oświecenie przez 3 lata pod drzewem . Czym miała by być energia z kosmosu? To pewnie jakieś promieniowanie. Osobiście stawiam na fale z przedziału długości 200-400nm.

Teoria kwantowa zakłada, że promieniowanie zarówno widzialne jak i niewidzialne, rozchodzi się w postaci kwantów, których energia zależna jest od długości fali. Im krótsza fala, tym większa częstotliwość, przez co otrzymujemy kwanty bardziej energetyczne. Fale długości 200-400nm to występujące w naszej biosferze promieniowanie ultrafioletowe. Tegoroczne lato, dało nam niejedną szansę przesadzenia z nadrabianiem zimowych niedoborów słońca, dlatego zakładam, że skutki zbyt długiej ekspozycji na działanie UV są wszystkim dobrze znane.

Fotochemiczne właściwości promieniowania nadfioletowego prowadzą do reakcji chemicznych zwanych fotosyntezą, fotolizą, fotoizomeryzacją, utlenianiem lub redukcją.

Jak już mówiłem im fala krótsza tym więcej niesie energii, jeśli jednak wziąć pod uwagę głębokość jej przenikania przez skórę, zależność będzie mieć się odwrotnie. Im dłuższa fala, tym głębiej wnika. Fala o dł. 200nm, mimo że wysoko energetyna, jest pochłaniana w warstwie rogowej naskórka, natomiast 400nm zostaje zupełnie pochłonięte dopiero na głębokości 2mm. Światło widzialne charakteryzujące się dłuższą falą, wnika jeszcze głębiej. Te dwie zależności decydują o tym że właściwie najbardziej reaktywne dla nas są fale z zakresu 315- 280nm i dlatego obszar ten określamy skrótowcem UVB. Tu mała dygresja i apel do naszej czujności przy zakupach środków chroniących nas przed działaniem promieni UV. Okulary przeciwsłoneczne skutecznie tłumią nadmiar promieni widzialnych, co na drodze odruchu pozwala naszej źrenicy rozszerzyć się i jeśli nie chroni nas dobrej jakości filtr w szkle okularów, to otwieramy nasze wrażliwe czopki i pręciki na agresywnie wysoko energetyczne promieniowanie UV. W pełni chronią nas jedynie okulary z filtrem UV400. Rozwiązanie wykorzystujące filtr UV300 dopuszcza do najczulszej części oka głęboko penetrujące wiązki promieniowania z obszaru UVA(400-315nm). Co prawda promienie powyżej 330nm nie wywołuje rumienia fotochemicznego na skórze, ale należy pamiętać że potęguje ono skutki działania zakresu UVB, więc wybierając filtr 300 trzeba mieć na uwadze ryzyko prześwitu z zakresu 300-315nm a nawet do 330nm i nie stosować ich w porze kiedy występuje silna emisja, lub kiedy kąt promieni słonecznych celuje bezpośrednio z kierunku w którym spoglądamy. Nie jestem optykiem, ale zasadność konstruowania szkieł z filtrem UV300 jest dla mnie absolutnie niezrozumiała. Do naszej biosfery docierają jedynie fale o długości co najmniej 290nm, ponieważ te krótsze zostają zupełnie pochłonięte w wyższych warstwach atmosfery przez parę wodną, dwutlenek węgla, ozon i inne gazy i pyły. Po co więc konstruować filtry pochłaniające 1/4 najagresywniejszego promieniowania, co stanowi niespełna 10% całego docierającego do nas promieniowania UV?! Biorąc pod uwagę że ultrafiolet stanowi zaledwie 1-2% składu światła słonecznego wydaje się, że wartości długości pochłoniętych są marginalne. Jeśli uda mi się kiedyś dorwać jakąś mądrą głowę, która mi to wyjaśni – będę zadowolony.

I jeszcze obalę mit związany ze szkłami polaryzacyjnymi. Otóż nie dają one żadnej dodatkowej ochrony oka, a jedynie poprawiają kontrast poprzez eliminację nie równoległych kwantów.

Polaryzacja światła to ciekawe zjawisko fizyczne, ale biorąc pod uwagę tematykę blogu, opisanie kolejnej ciekawostki to jedynie sztuczna elongacja i tak już obszernego tekstu. Do napisania tego postu zainspirowało mnie przede wszystkim poznanie procesu powstawania opalenizny, dlatego szybciutko wracam do wątku głównego.

Pochłonięta energia z promieniowania UV prowadzi do denaturacji komórek w warstwie kolczystej naskórka, co jest jednoznaczne z ich uszkodzeniem i przerwaniem ciągłości błony komórkowej. Do przestrzeni międzykomórkowej skóry uwalnia się wówczas cała zawartość komórki. W całej mieszaninie związków jakie dyfundują w głąb ciała znajduje się ciekawy aminokwas – histydyna, przekształcająca się w wyniku reakcji fotochemicznej w histaminę, która po przeniknięciu do skóry właściwej powoduje rozszerzenie i zwiększenie przepuszczalności naczyń włosowatych. Rozszerzone naczynia nadają skórze czerwony kolor, a osocze uwolnione z naczyń gromadzi się w przestrzeniach międzykomórkowych skóry właściwej i naskórka powodując jej obrzęk. Czasem płyn przesiękowy gromadzi się między warstwami naskórka tworząc pęcherze. Czas jaki upływa między ekspozycją na działanie promieni UV, a wystąpieniem rumienia nazywamy okresem utajenia i w zależności od wrażliwości okolicy ciała i przyjętej dawki promieniowania, trwa od 1 – 6 godzin. Okres narastania rumienia to kolejne 6 – 24 godzin liczone od pierwszych objawów rozszerzenia naczyń. Rumień ustępuje stopniowo, co trwa czasem nawet parę dni. Cechą charakterystyczną rumienia fotochemicznego jest jego jednolitość i precyzyjne ograniczenie do napromieniowanej powierzchni. Eksperymenty z tworzeniem bladych napisów na ciele kremem z filtrem ochronnym są pomysłowym wykorzystaniem znajomości cech rumienia fotochemicznego :)

Sprawa filtrów w kremie do ochrony skóry ma się następująco. Wskaźnik ochrony przeciw słonecznej czyli SPF (Sun Protection Factor) to oznaczenie informujące o stosunku dawki promieniowania wywołującej rumień fotochemiczny przy użyciu filtra, do dawki promieniowania wywołującej taki sam rumień bez zastosowania filtra. Mówiąc o dawce promieniowania UV mamy na myśli przede wszystkim czas naświetlania. Oznacza to że jeśli wystawimy się na 40 minutowe działanie promieniowania słonecznego w godzinach południowych przy bezchmurnej pogodzie, to przeciętny osobnik rasy białej w godzinach wieczornych, będzie doświadczał na własnej skórze opisanych już przeze mnie wyżej reakcji. Natomiast jeśli ten sam osobnik zastosuje krem z oznaczeniem SPF 2, będzie musiał spędzić dwukrotnie więcej czasu w południowym słońcu żeby wieczorny efekt był zbliżony do sytuacji bez filtra. Na polskim rynku mamy do dyspozycji kremy z filtrami SPF do 50. Stosując jednorazowo popularny SPF 15 nie oznacza jednak, że możemy spędzić (15x40min) 10 godzin w południowym słońcu ,żeby doświadczyć tych samych skutków co 40 minutowa przyjemność bez kremu! Trzeba wziąść pod uwagę reakcje skóry czyli pocenie się, parowanie, wysychanie kremu, działanie wiatru, nasza aktywność na plaży, ogrodzie czy placu budowy sprzyjającą ścieraniu i zmywaniu środka ochronnego. Podane wartości SPF są tak precyzyjne, ponieważ w warunkach laboratoryjnych stosuje się palniki imitujące tak intensywne promieniowanie, że już 15 sekundowa ekspozycja bez filtra daje podstawę do zainicjowania ewolucji rumienia fotochemicznego. Wówczas zastosowanie najsilniejszego z filtrów czyli SPF 50 wydłuża okres ekspozycji z 15sek do 12,5 minuty, a w tym czasie i warunkach badania zachodzi mała szansa by warstwa ochronna została w jakikolwiek sposób naruszona. Niemniej jednak bez zastosowania kremu, była by niemożliwa tak długa ekspozycja jednego fragmentu ciała.

Mówiąc o opalaniu, mamy jednak bardziej na myśli proces tworzenia pigmentu prowadzącego do brunatnego przebarwienia skóry, niż wywoływanie jakiegoś rumienia ;)

Kaskada wydarzeń bierze swój początek w melanoblastach – komórkach ulokowanych w naskórku, gdzie syntezowany jest bezbarwny aminokwas – tyrozyna. Pod wpływem tyrozynazy, czyli enzymu utleniającego wspominany aminokwas do 3,4-dihydroksyfenyloalaniny (tzw. DOPA). Promieniowanie UV powoduje aktywację dopa-oksydazy, prowadzącej do polimeryzacji i utlenienia DOPA do melaniny, czyli brunatnego barwnika. Katalizatorem ostatecznej reakcji są jony miedzi. Melanina, wędruje do powierzchownych warstw skóry, nadając jej ciemniejszą barwę. Mogło by się wydawać, że pigment stanowi adaptację do funkcjonowania skóry w warunkach ekspozycji na działanie promieni UV, jednak w rzeczywistości nie stanowi on żadnej ochrony przed ich działaniem. Rzeczywistym przystosowaniem się skóry do promieni słonecznych jest zgrubienie naskórka w warstwie rogowej. Potwierdza to skóra podeszwowej części stóp i dłoniowej rąk, na której nie obserwuje się nigdy pigmentacji. Karnacja natomiast, jest wypadkową grubości naskórka, unaczynienia skóry i zawartości pigmentu. Wszystkie te czynniki decydują o odporności skóry na działanie czynników "słońcopochodnych". Pigmentacja może wystąpić również na skutek działania promieni rentgenowskich i podczerwonych. Promieniowanie podczerwone nasila działanie promieni UV a więc naświetlenie promieniowaniem IR przed ekspozycją na UV, spowoduje wzmożoną reakcję fotochemiczną prowadzącą do pigmentacji ale i rumienia. Promienie IR stosuje się przede wszystkim do przegrzewania tkanek, jednak można je wykorzystać również do odwrócenia reakcji przedawkowanie promieniowaniem ultrafioletowym. Po zbyt długiej ekspozycji na działanie UV, możemy w fazie utajenia rumienia fotochemicznego zminimalizować niepożądane skutki nazywane odczynem paradoksalnym.

Skórę można porównać do solaru zbierającego energię słoneczną i następnie drogami innych układów dysponuje swoim zyskiem dzieląc go pomiędzy pozostałe narządy organizmu. Przykładem powyższej logiki jest wytwarzanie związków przeciwkrzywiczych. Sterole czyli wielopierścieniowe alkohole alicykliczne zawarte w wydzielinie gruczołów łojowych tworzą tzw prowitaminy D. Pochłaniając promienie UV przekształcają się w witaminy D. Rośliny na podobnej zasadzie wytwarzają wit D2, w przypadku zwierząt mówimy o wit D3, a fachowo rzecz ujmując cholekalcyferolu. Zwierzęta zlizują go z sierści, ludzie jako, że nie mają sierści są zwolnieni z obowiązku wylizywania ciała – wyręcza ich skóra wchłaniająca czynniki chemiczne. Kiedy wit D3 dotrze już do krwiobiegu, nie wspomaga od razu przyswajania wapnia, lecz musi najpierw dokonać się jej hydroksylacja w wątrobie i po połaczeniu się z odpowiednim białkiem ulega kolejnej hydroksylacji w nerkach, gdzie metabolity tych reakcji decydują o przyswajaniu wapnia w jelitach i jego przemianie zdatnej do osteosyntezy.

Nie znamy wszystkich precyzyjnych i wielokierunkowych działań hormonów powstałych z metabolitów chociażby prowitamin D, wiemy jednak napewno, że wpływ promieni słonecznych jest niezbędny dla naszego rozwoju. Przykład metabolizmu wapnia jest tego świetnym przykładem. Od rozwoju kości zależy tępo wzrastania dzieci. Jako że mój brat przechodzi aktualnie skok wzrostowy i już w ubiegłym roku się tego spodziewałem, postanowiliśmy, że będziemy prowadzić regularne pomiary. Efekt wygląda następująco:

Najniższy pomiar to kreska namalowana w nowy rok , a zaraz wyżej zapis z dnia urodzin(02.03.2013) - przestrzeń pomiędzy tymi poziomami, to 3 zimowe miesiące z minimalnym przyrostem. Nie ma się co dziwić, bo wracając w wspomnieniach do marca można sobie z łatwością przypomnieć jak niewiele słońca do nas wówczas docierało. Kolejne 3 miesiące przypadające na wiosnę (dość mokrą) wyraźnie zaznaczają różnicę w etapie rozwojowym chłopca. 3 kolejne miesiące to piękna wakacyjna pogoda z upalnym słońcem odznaczającym się około 2x szybszym tempem wzrastania niż wiosną i wygląda na to, że blisko 8x szybciej niżeli zimą. Przed moim trzynastoletnim bratem jesienna aklimatyzacja w środowisku gimnazjalnym, rozpoczęta jak widać od wzrostowego wystrzału w górę. Teraz pora na równie intensywny emocjonalny rozwój. Dorastanie to dosyć przewidywalny okres w całej swojej nieprzewidywalności (lub na odwrót), potwierdza to fragment amerykańskiego bestselleru  z końcówki lat osiemdziesiątych, autorstwa Winstona Groom`a, "Forrest Gump" :

"Jak skończyłem trzynaście lat zaszło kilka ważnych rzeczy. Pierwsze zacząłem rosnąć jak na drożdżach. Przez około pół roku strzeliłem w górę piętnaście centymetrów czy koło tego i mama musiała ciągle podłużać mi portki. Po drugie zacząłem rosnąć nie tylko do góry, ale i na boki..."

W Polsce za krótkie portki w tym wieku to normalka, ale w mediach zaczyna być głośno również w sprawie problemu rośnięcia dzieci na boki. Możliwe, że etiologia problemu otyłości we współczesnej Polsce nieco się różni od Amerykańskiej z lat 80, ponieważ zachód ma i już wtedy miał poważny problem z jakością żywności, natomiast u nas to przede wszystkim brak aktywności odciska grube piętno na najmłodszych warstwach społeczeństwa. Konieczność włączenia się do morderczego "wyścigu szczurów" i bierny odpoczynek przy komputerze / telewizorze już od najmłodszych lat, nie pozostawia zbyt wiele czasu na naturalną dawkę aktywności, co pozostawia głęboką lukę procesie stymulacji rozwoju. Brak doświadczania wysiłkiem organizmu w młodości skutkuje nie zahartowanym ciałem, stanowiącym najsłabszy punkt zamkniętego łańcuszka całości człowieczeństwa, utworzonego z ciała, umysłu i duszy. A prawda jest taka, że jesteśmy tak silni jak silny jest nasz najsłabszy punkt...