В статті наведено нові наукові результати експериментальних досліджень, які спростовують загально прийнятий факт вважати, що шерстинний покрив лише захищає тварини від впливу енергії Сонця. Метою даних досліджень є підтвердження факту поширення енергії оптичного випромінювання під шкіру тварини по окремим шерстинам, як світлопроводах. Експериментально визначено оптичнопровідну структуру окремої шерстини, складові параметра пропускання окремо взятої шерстяної волосини, а саме коефіцієнт світлопропускання усередину шерстяної волосини, коефіцієнт послаблення внутрішнього світлопропускання речовиною шерстяної волосини, коефіцієнт втрат в середині циліндру шерстяної волосини за рахунок променю, що розсіюється у внутрішній структурі і коефіцієнту заломлення її зовнішньої оболонки. На основі використання методів фотометрії та геометричної оптики теоретично обґрунтовано і експериментально отримано результати щодо встановлення математичної залежності загальної величини енергії оптичного випромінювання, що надходить по циліндру шерстинки від значення кута падіння променю на поверхню шерстинки, чистоти внутрішнього осердя структури циліндру, довжини світлопровідної ділянки до поверхні шкіри, а також коефіцієнту заломлення її зовнішньої оболонки. На основі результатів експериментальних досліджень отримано математичні залежності, що описують спектральні світло провідні властивості окремої шерстинки, а також розподіл енергії, що випромінюється в товщі шкіри по всій довжині від місця проникнення у шерстинку і до фолікули – місця використання оптичної енергії в фотобіологічних процесах. Отримані результати експериментальних досліджень проходження енергії оптичного випромінювання по довжині окремої шерстинки в тіло тварини, мають важливе практичне значення для фотобіологів, що досліджують дію оптичного випромінювання Сонця на біологічні об’єкти тваринного походження.
сонячна енергія, опромінення тварин, шкіряно-шерстинний покрив, світлопропускання, шерстинка
[1] Cooper, C.E., & Withers, P.C. (2008). Animal physiology. In Encyclopedia of ecology (pp. 228-237). Amsterdam: Elsevier.
[2] Lundsgaard, N.U., Cramp, R.L., & Franklin, C.E. (2021). Ultraviolet-B irradiance and cumulative dose combine to determine performance and survival. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 222, article number 112276. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2021.112276.
[3] Sousa, A.P.C., Gurgel, C.A., Ramos, E.A.G., Trindade, R.F., Valverde, L.F., Carneiro, T.S., Cangussú, M.C.T., Pinheiro, A.L.B., & Santos, J.N. (2014). Infrared LED light therapy influences the expression of fibronectin and tenascin in skin wounds of malnourished rats – A preliminary study. Acta Histochemica, 116(7), 1185-1191. doi: 10.1016/j.acthis.2014.06.006.
[4] Middelburg, T.A., de Bruijnb, H.S., van der Ploeg, A., Neumann, H.A.M., & Robinson, D.J. (2013). The effect of light fractionation with a 2-h dark interval on the efficacy of topical hexyl-aminolevulinate photodynamic therapy in normal mouse skin. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 10(4), 703-709. doi: 10.1016/j.pdpdt.2013.09.002.
[5] Munem, M., Djuphammar, A., Sjölander, L., Hagvall, L., & Malmberg, P. (2021). Animal-free skin permeation analysis using mass spectrometry imaging. Toxicology in Vitro, 71, 245-251. doi: 10.1016/j.tiv.2020.105062.
[6] Kim, C.-H., Cheong, K.A., & Lee, A.-Y. (2013). 850 nm light-emitting-diode phototherapy plus low-dose tacrolimus (FK-506) as combination therapy in the treatment of dermatophagoides farinae-induced atopic dermatitis-like skin lesions in NC/Nga mice. Journal of Dermatological Science, 72(2), 142-148. doi: 10.1016/j.jdermsci.2013.06.002.
[7] Dimaki, A., Kyriazi M., Leonis, G., Sfiniadakis, I., Theodoros, G., Papaioannou, E., Vassilios, I., & Rallis, R.M. (2019). Diabetic skin and UV light: Protection by antioxidants. European Journal of Pharmaceutical Sciences, 127, 1-8. doi: 10.1016/j.ejps.2018.10.010.
[8] Li, J., Yingying, S., Xiaoxu, C., Xi, W., Qilong, W., Yidan, W., Yu, Z., Haiyang, Y., Lifeng, H., & Fei, T. (2022). Dual-excitation red-emissive carbon dots excited by ultraviolet light for the mitochondria-targetable imaging and monitoring of biological process in living cells. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 425, 15-23. doi: 10.1016/j.jphotochem.2021.113702.
[9] Akhtar, S., Smedowskic, A., Masmalib, A. Alkanaanb, A., Khan, A.A., Almutle, E., Mofty, H.K., Al-Debasi, H.I., Samivel, R., & Almubrad, T. (2022). Effect of Ultraviolet-A and Riboflavin treatment on the architecture of the center and periphery of normal rat cornea: 7 days post treatment. Experimental Eye Research, 219, article number 109064. doi: 10.1016/j.exer.2022.109064.
[10] Maliszewska, I., & Goldeman, W. (2021). Pentamidine enhances photosensitization of Acinetobacter baumannii using diode lasers with emission of light at wavelength of λ=405 nm and λ=635 nm. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy, 34, 12-21. doi: 10.1016/j.pdpdt.2021.102242.
[11] Ivanov, V.V., Tyunina, P.S., & Savinova, M.S. (1967). Research of the permeability of the bristles of pigs of different ages to ultraviolet rays. Bulletin of Yakutsk State University, 7, 89-94.
[12] Butov, G.P. (1980). Optical properties of wool, feather and skin covers of animals and poultry. Gorki, Automation and Electrification of Agricultural Production, 63, 68-72.
[13] Glass, G.E. (2021). Glass photobiomodulation: A review of the molecular evidence for low level light therapy. Journal of Plastic, Reconstructive & Aesthetic Surgery, 74(5), 1050-1060. doi: 10.1016/j.bjps.2020.12.059.
[14] Nakashima, Y., Ohta, S., & Wolf, M. (2017). Blue light-induced oxidative stress in live skin free radical. Biology and Medicine, 108, 300-310. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.03.010.
[15] Pavlov, V.F., & Melnik, I.L. (1963). Penetration of ultraviolet rays through the wool into the body of cattle and horses. In Use of ultraviolet radiation in animal husbandry (pp. 91-95). Moscow: Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR.
[16] Park, I.-S., Mondal, A., Chung, P.-S., & Ahn, J.C. (2015). Prevention of skin flap necrosis by use of adipose-derived stromal cells with light-emitting diode phototherapy. Cytotherapy, 17(3), 283-292.
[17] Weihrauch, D., Keszler, A., Lindemer, B., Krolikowski, J., & Nicole, L. (2021). Red light stimulates vasodilation through extracellular vesicle trafficking. Journal of Photochemistry and Photobiology, B: Biology, 220, 354-364.
[18] Chervinsky, L.S. (2020). The ways and effects of ultraviolet radiation on the human and animal body. Tissue Optics and Photonics, 11363, article number 113630I.
[19] Sattarov, D.S. (1973). Fiber optics. Leningrad: Mechanical Engineering.
[20] Chervinsky, L.S. (2018). Rationale and definition of the criteria of the efficiency of the biological activity of optical radiation on animal organism. Korean Journal of Food & Health Convergence, 4(3), 1-5.
[21] Ripoll, J., & Ntziachristos, V. (2011). Light, sound, chemistry… action: State of the art optical methods for animal imaging. Drug Discovery Today: Technologies, 8(2-4), e79-e86.
[22] Bobyr, S. (2021). Theoretical aspects of hydrogen diffusion in metals . Scientific Herald of Uzhhorod University. Series "Physics", 50, 31-38.