AMEC - Associazione per la Terapia delle Malattie Metaboliche e Cardiovascolari

Le radiazioni solari

La terra riceve circa 1/1.000 milioni della produzione di energia solare che per il 34% viene riflessa nello spazio. Il sole, così, rende possibile e sostiene la vita, fornendo calore, innescando la fotosintesi clorofilliana e i bioritmi e promuovendo sensazioni di benessere. In modo più particolare per l'uomo, la luce solare è indispensabile anche per la sintesi di vitamina "D" nella pelle (vedi notiziario AMEC del febbraio 2010 N° 2) e stimola il rilascio dell'ormone del buonumore, la serotonina.

La luce, forma più familiare dell'energia elettromagnetica e disponibile nei diversi colori dello spettro visibile, è in realtà un flusso di particelle, chiamate fotoni, che si comporta come una serie di onde. Essa viaggia alla velocità di 299,792 mila km/sec per cui un suo raggio in un solo secondo può compiere il giro della terra più di sette volte. Ogni colore è caratterizzato da una diversa lunghezza d'onda, essendo quelle del rosso le più lunghe e le viola le più brevi. Peraltro, poiché tutti i colori viaggiano alla stessa velocità, ne deriva che la lunghezza d'onda è inversamente proporzionale alla frequenza. Le onde, quindi, si differenziano per la frequenza e il trasporto di quantità di energia, essendo tali caratteristiche più basse nelle rosse, rispetto alle viola. Peraltro, la luce visibile è solo un piccola porzione dell'intero spettro elettromagnetico, esistendo onde con lunghezza d'onda più corta delle viola con frequenze e livelli di energia superiori, chiamate raggi ultravioletti o UV non visibili per l'uomo, ma solo per alcuni esseri, come le api. Allo stesso modo, all'altra estremità dello spettro visibile si trovano onde con lunghezze d'onda più lunghe del rosso, con frequenze ancora più basse e con energia inferiore, chiamate infrarosse o IR. Peraltro, oltre la luce visibile, le IR e le UV si trovano onde ancora più corte, con frequenza più elevata e con maggiore energia, e ancora più lunghe, con minor consumo di energia e con frequenza più bassa. Le radiazioni elettromagnetiche emesse dal sole corrispondono alla maggior parte dello spettro e derivano dai raggi gamma, come risultato del processo di fusione nucleare, convertiti in fotoni a energia più bassa, prima di raggiungere la sua superficie ed essere, di poi, diffusi nello spazio. Il picco di produzione dell'energia solare è in realtà contenuto nel campo della luce visibile, anche se in un primo momento ciò può sembrare sorprendente, abbracciando la regione dello spettro visibile un intervallo piuttosto ristretto.

Le radiazioni UVR, ultraviolette, sono onde gamma dai 200 ai 400 nm più lunghe dei raggi X e più brevi della luce visibile (400 - 700 nm) e delle radiazioni infrarosse. Esse si suddividono in UV-C (200 - 290 nm), UVB (290 - 320 nm) e UVA (320-400 nm), ulteriormente suddivise in UVA2 [320 - 340 nm]) e UVA1 [340 - 400 nm]). I raggi UVC possiedono il più alto grado d'energia, ma non penetrano nell'atmosfera terrestre. In tal modo, solo le radiazioni di lunghezza d'onda media UVB, le UVA lunghe, la luce visibile e le infrarosse riscuotono un interesse biologico. La radiazione solare che raggiunge la superficie terrestre è costituita per circa il 95% dalle UVA e per il 5% dalle UVB che in maggior parte sono assorbite dall'ozono della stratosfera, la quale poco o niente interferisce sulle UVA o sulla luce visibile. Peraltro, lo strato di ozono non ha spessore uniforme, concentrandosi e tendendo ad aumentare verso i poli della terra e assottigliandosi in alcune aree. A tale proposito, i clorofluorocarburi, utilizzati come propellenti di aerosol e nella refrigerazione e nella climatizzazione, sono noti per distruggere l'ozono atmosferico, determinando un'ulteriore depauperazione di esso e accentuando la complessità delle condizioni che possono incidere e rivestire un effetto significativo sulla quantità dei raggi UVB che raggiunge la terra. Le UVR attraverso la stratosfera, confinata a 10-50 km sopra il livello del mare, sono diffuse da molecole, come l'ossigeno e l'azoto, per essere poi assorbite e diffuse attraverso la troposfera (localizzata a 0-10 km sopra il livello del mare) da inquinanti, come la fuliggine, che le attenuano e ne riducono l'intensità. Ciò non avviene nella stessa misura per gli infrarossi la cui sensazione di calore che producono si riduce comportando un aumento del rischio del loro potenziale di sovraesposizione. L'intensità delle radiazioni UVB è variabile ed ha una maggiore intensità nei luoghi vicini all'equatore o alle altitudini più elevate. Essa è maggiore in estate e a mezzogiorno, rispetto all'inverno e di mattina o nel tardo pomeriggio a differenza delle radiazioni UVA che hanno una caratteristica relativamente costante per tutto l'arco del giorno e dell'anno. L'effetto dell'esposizione può, peraltro, essere moltiplicato dalla qualità della superficie esposta, come nel caso della sabbia, della neve, del cemento e dell'acqua, che possono riflettere fino all'85% della luce solare. La pelle viene, difatti, colpita dalla radiazione diretta del sole e anche da quella riflessa che non viene percepita perché i raggi UV sono invisibili all'occhio umano. In particolare, l'acqua non rappresenta un buon fotoprotettore poiché le UVR possono penetrarla sino a una profondità di 60 cm, permettendo, pertanto, anche in tale condizione, un'esposizione significativa. Sicuramente, invece, i raggi ultravioletti UVB e quelli UVA raggiungono il nostro pianeta e, quando ci esponiamo al sole, entrano nella nostra pelle. Fino a pochi anni fa solo le UVB erano considerate pericolose, tanto che le protezioni solari contenevano solamente filtri contro di esse. Con i più recenti studi sulle radiazioni UVA, si è riconosciuto il loro danno e si è cominciato a proteggere la pelle anche nei loro confronti. I raggi UVA, in effetti, nonostante siano meno carichi di energia, sono molto più pericolosi degli UVB, responsabili dei danni immediati tipici dell'esposizione solare, quali eritemi e scottature, alla cui produzione partecipano sempre anche gli UVA. Pur tuttavia, queste ultime sono le principali responsabili della formazione dei tumori ed anche del precoce invecchiamento cutaneo. I raggi UVB, peraltro, come detto, si concentrano durante il periodo estivo e soprattutto nella fascia oraria che va dalle undici della mattina alle sedici, mentre gli UVA sono costanti nell'arco di tutto l'anno e superano di cinquanta volte la quantità dei raggi UVB.
Questi ultimi, ancora, stimolano la formazione di nuova melanina, a garanzia di un grado di protezione maggiore rispetto a quella riattivata, mentre gli altri promuovono la riattivazione della melanina preesistente, formatasi con le esposizioni precedenti. Per quanto riguarda più in generale le proprietà biologiche delle radiazioni solari, i dermatologi riferiscono alle UVA gli effetti dell'invecchiamento, alle UVB quelli delle scottature e a entrambi quelli del cancro. Infine, gli UVA possiedono maggiore capacità di penetrazione rispetto agli UVB, sia cutanea, potendo raggiungere il derma, sia nei confronti del vetro, che riescono ad attraversare.