1.2.Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері

Фотобиологиялық әсерлердің спектрі дегеніміз фотобиологиялық эффектің әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығынан тәуелдігі.

Фотобиологиялық әсерлердің спектрлері биологиялық процесті тиімді түрде шақыратын спектрдің облысын анықтау үшін ғана емес, сонымен бірге бұл биологиялық процесінде қандай зат жарық кванттарының акцепторы болатындығын анықтауға мүмкіндік береді.

Әсер ететін жарықтын сандық сипаттамасы болып фотохимимиялық реакцияның көлденен кесіндісі деп аталын шама саналады. Бұл шама кванттық шығуының кюветаның ауданына көбейтіндісіне тең болады. Фотохимияда әсер етудің спектрі болып ферменттің инактивациясының көлденен кесіндіcінің әсер ететін жарықтың толқынының ұзындағынан тәуелдігі саналады (сурет 3).

Сурет 3. Фотобиологиялық процестердің әсер ету спектрлері.

1 – трипсиннің инактивацияның әсер ету спектрі және 2 – оның жұту спектрі ( - инактивацияның көлденен кесіндісі, D – оптикалық тығыздық). 3 адам УК-эритемасының әсер ету спектрі. 4 - спектр действия фотопериодической стимуляции полового созревания утят (S„/S„ — отношение размеров семенников конце и начале опыта), 5 — спектр пропускания (I/I₀) тканей головы утят со стороны глазных орбиталей до гипоталамуса.

О. Варббургтың жұмыстарымен дәлелденген заң: ерітінділердегі фотохимиялық реакциялардың кванттық шығуы әсер ететін жарықтың толқынының ұзындығынан тәуелсіз.

Бұл занның физикалық маңызы люминисценциядағы Вавиловтың заңына сәйкес келеді – фотохимиялық реакцияға қозған қалыптың ең төменгі деңгейіндегі молекулалар қатысады.

Бұл заңның салдары:  =s_x болғандығынан  () әсер ету спектрінің формасы жеке зат үшін оның S() жұту спектріне сәйкес келеді. Биологиялық жүйедегі дозалық қисық сызықтар бойынша әсер етудің спектрін өлшеу ешқандай спектралдық өлшеусіз фотолизге ұшыраған заттын жұту спектрің, ақырғы фотобиологиялық эффект үшін күрделі жүйенің қай компонентінің фотолизі жауапты екендігін табуға болады.

Қарапайым оқиға. Трипсиннің фотобиологиялық әсер етуінің спектрінің және сол ферменттін жұту спектрінің қисық сызықтарын қарастырайық (сурет 3). Трипсинде 3 бас хромофорлар болады: триптофанның, тирозиннің және цистиннің қалдықтары. Олар трипсиннің жұту спектрі үшін жауапты. Әсер ету спектрі бұл спектрді толығымен қайталайды, сондықтан ақуыздың инактивациясы үшін барлық үш аминоқышқылдардың инактивациясы керек деп айтуға болады.

Күрделі фотобиологиялық процестерде ақырғы эффектің алдында жартылай қайтымды фотохимиялық процестер мен жарықсыз стадиялар ағады. Онда:

[7.1]

кинетикалық тепе-теңдік орындалмау мүмкін және әсер ету спектрін анықтау үшін  қалай анықтауға болатындығы белгісіз. Көбінесе мұндай жағдайда ордината өсінде бойынша барлық толқындар ұзындықтары үшін бірдей фотобиологиялық эффектті шақыратын Д_с дозасына теріс Э «жарықтың тиімділігі» шамасы салынады.

[7.2]

Эритеманың әсер ету спектрінде ординат өсінде «эритемалық тиімділік» деп аталатын шаманы салады, ол шама минималды эритемалық дозасына (МЭД) теріс пропорционалды.

Ондай шама адамның күннің көзіне күйю, өсімдіктердің фототропизм және фототаксис спектрлерін салу үшін алынады

85