陽光根據波長由短至長分為紫外光(ultraviolet light, UV；約佔 8.3%)、可見光(visible light, VIS；約佔 38.9%)、以及紅外線(infrared light, IR；約佔 52.8%)所組成[2]。當日光照射 至皮膚時，由於紫外線的波長短(100-400 nm)、能量高，因此對於皮膚生理反應影響最劇[5]。
圖3-1 所示為 UVA 與 UVB 進入皮膚深層的比例[6]。紫外線與可見光皆為源自太陽光的電 磁波中的一部分，其電磁波之物理特性依據波長與頻率區分。穿透臭氧層到達地表的紫外 線主要由UVA(波長為 315-400 nm)與少量的 UVB(波長為 280-315 nm)所組成。其中 UVB 所造成的生物性危害較UVA 為高；過度日光曝曬對人體產生之危害約有 80%源自 UVB， 液。在選用防曬乳液時，常以日光防曬係數(Sun Protection Factor, SPF)作為選擇的基礎。SPF 數值代表該防曬品在UVB 照射下可延長保護肌膚不被曬紅、曬傷的時間倍數[17]。例如，
原本5 分鐘可產生曬紅的日光劑量，若使用 SPF 15 的防曬品時，可使皮膚被曬紅的時間延 長15 倍，所以曬紅所須時間為 5 乘 15 等於 75 分鐘。至於 UVA 防曬用品之防護能力則常 以日本化妝品職業工會依日本厚生省規範所制定之UVA 防護級數(Protection Grade of UVA, PA)值表示，PA+表輕度遮斷(可以延長皮膚曬黑時間 2-4 倍)，PA++表中度遮斷(可以延長
日光暴露對於人體熱舒適變化之研究較少；曾有研究使用人工模擬紅外光照射至人體皮 膚，觀察皮膚溫度與熱感知之變化幅度[21]。
以下分別介紹本研究中所探討之皮膚生理指標：
第一節 皮膚微血流變化
皮膚微血流(skin blood flow)主要利用雷射–都卜勒(laser Doppler)技術進行測量[22]，常 應用於診斷與皮膚微血流變化相關之醫學症狀，如手–手臂振動症候群(hand-arm vibration syndrome，簡稱HAVS)[23-24]，或判斷由交感神經引起之血管收縮[25]。Laser Doppler技術 之測量原理為皮膚動靜脈組織中之微血管可因應皮膚對於外界物理性、化學性或生物性危 害調節之需而產生微血流通量(microcirculatory flux)及紅血球移動速率量變化，進而使得射 入皮膚表面(表皮深度1 µm處)之雷射光折射量產生改變，構成血流量量化量測之基礎 [26-27]。近年來，一些研究亦利用皮膚微血流變化評估源自人工紫外光源曝曬所產生紅斑 生成因人體使用抗氧化物而產生之改變。Dreher et al. [28]使用非侵入性的生物工程方法，
包括皮膚膚色和皮膚微血流，評估維生素E/C與褪黑激素(melatonin)共同施用時，對曝曬30 分鐘之寬頻UV輻射可產生之協力防護作用; Perugini et al. [29]利用測量皮膚障壁功能、表皮 顏色變化及皮膚微血流改變研究化妝品成分中橄欖多酚(oleuropein)(由橄欖葉葉子和橄欖 油萃取之酚類化合物)降低因UVB曝曬導致紅斑生成之效能。當環境熱因子改變時，也可使 用laser Doppler技術評估皮膚微血流變化。Bergersen et al. [30-31]曾利用laser Doppler技術觀 察手或手指進入可控制溫度之水池，對應環境溫度之冷熱改變，皮膚局部微血管之收縮反 應。然而，使用laser Doppler所量測之皮膚微血流變化評估因熱環境變化所引起之健康危害 仍屬於發展初期，未臻成熟。以Bergersen et al.的研究為例，在其實驗中所探討之熱環境變 化乃利用水浴加熱或降溫形成，與一般環境之熱變化顯著偏離(游泳池除外)；此外當手或手 指進入水池時，皮膚局部微血流適應熱環境之機制，當與反應空氣中之熱變化利用排汗散 熱之現象不同。
第二節 經皮水分散失度與皮膚濕度
皮膚為良好的熱絕緣體，可有效阻止體內水分之散失，因此具有維持體內生理恆定、
阻擋外來物侵入之功能，此功能統稱為皮膚障壁功能[32]。評估皮膚障壁功能及維持生理衡 定時較常用的指標為經皮水分散失量(transepidermal water loss, TEWL)。TEWL為一非侵入 性(non-invasive)之測量方式，主要原理係量測在未知覺流汗狀況下，量測水分以蒸氣的型 態從體內透過表皮蒸發逸散至空氣中的量，據以評估皮膚阻絕內外環境之障壁功能是否正 常[33]。在未自覺出汗的狀況下，TEWL愈大，代表皮膚的屏障效能愈低[34]。美國國家職 業安全與衛生研究所(US National Institute for Occupational Safety and Health)於近年亦訂定 以TEWL評估工業化學物暴露導致皮膚障壁功能損害之標準[35]。當人類皮膚遭受紫外線照 射時，皮膚障壁功能完整性所受之傷害與紫外線波長和強度(暴露劑量)有關。曾有研究顯 示，去毛鼠或小鼠之皮膚當遭受：(i)單一、高劑量的UVB曝曬[36]；(ii)重複、低於可引起
紅斑生成劑量之UVB曝曬[37]；(iii) UVA與UVB同時曝曬發生後[38]，TEWL皆呈現上升趨 勢。
皮膚表皮是一具滲透性之障壁，而此障壁主要由角質層細胞及細胞間質中存在的脂質 所組成。這些脂質包含神經醯胺(ceramides)、膽固醇(glycerol)、游離脂肪酸(free fatty acids)，
以及微量的非極性脂肪(non-polar lipids)與硫酸固醇(cholesterol sulfate)等。Meguro et al. [39]
研究經單一劑量(2單位之最小致紅劑量)或連續劑量(每日0.5單位之最小致紅劑量；共14天) 之UVB照射後，角質細胞間脂質多層結構之變化。此研究中發現暴露三天後，去毛鼠皮膚 之TEWL顯著地上升，且以共價方式結合的神經醯胺含量明顯下降，說明神經醯胺是維繫 皮膚障壁功能之重要成分。Akitomo et al. [40]利用TEWL評估倉鼠(hamsters)背部皮膚角質層 因紫外線照射產生之皮膚表面脂肪過氧化(lipid peroxidation)是否會影響皮膚障壁功能；發 現若將膽固醇先施放至皮膚上，再以能誘發耳朵紅腫現象之最小UVB劑量(minimum ear-swelling dose)照射時，與只單獨照射UVB的部位相較，實驗部位的TEWL上升了至少2 倍。上述等研究建議：UVB在活體實驗中(in vivo)可直接活化皮脂腺(sebaceous gland)之功能 並促進脂肪之分泌，而在紫外線照射時上述脂肪發生過氧化反應，進而使得皮膚障壁功能 受損。Jiang et al. [41]評估鼠類角質層中之細胞間脂質經UVB照射後的反應。其實驗以單一 劑量的UVB (0.15 J/cm2)照射去毛成鼠的皮膚，並以TEWL作為評估障壁功能之依據。研究 每日6小時、連續3天照射飼養在恆溫室內(23oC)大鼠(Sprague-Dawley rats)之皮膚。研究結 果發現在第1天曝曬0至2小時時，皮膚濕度呈下降趨勢，隨後則逐漸回升，但未能恢復至原
Farr and Diffey [8]以E-index評估紫外線曝曬後的健康效應，發現所測得的紅斑生成與 紫外線劑量之對數值呈線性關係。此外，Diffey [7]的研究調查顯示：皮膚經UVA與UVB照 射後24小時之曝曬劑量對數值與紅斑生成值之迴歸模式雖未顯示顯著的劑量–反應關係，但
UVA照射後的紅斑生成為雙相(biphasic)反應：紅斑經照射後立即顯現，並於曝曬後6至24 小時間上升至並維持穩定在高峰。Park et al. [45]利用螢光燈源所產生之寬頻中波長UVA與 UVB射線照射皮膚表面，並以E-index與M-index檢驗因紫外光暴露生成之皮膚顏色變化過 程。研究結果發現照射後第1天時E-index為最大值，而後逐漸下降，惟經過28天後仍無法回 復至皮膚原先情況；而M-index則緩慢上升，直到第7天時到達高峰。Suh et al. [46]在為期六 個月的研究中，觀察寬頻中波長UVA (BBUVA)、窄頻中波長UVB (NBUVB)、以及寬頻中 於皮膚表面產生之自由基(free radicals)，故降低曬紅現象之產生[49]。Pearse et al. [50]於研 究中發現，防曬乳液透過形成皮膚表面之保護膜，可降低日曬後產生的損害。維他命E為常 見之防曬乳液成分，亦為有效降低因日光曝曬而導致皮膚老化及傷害之抗氧化物[51]。
Touitou and Godin [52]發現在藥妝產品中使用的蘆薈油(Jojoba oil)為較佳之防曬乳液基底溶 液(base solution)成份，因其不易穿透完整之皮膚表皮，故可遲滯其他成份因皮膚吸收可產
施之工人。由以上結果顯示，對於戶外作業之勞工而言，使用長袖衣物或防曬袖套作為防 止日光紫外線過度暴露之便利性較高，此亦為本研究選擇防曬袖套作為研究焦點之主因。
第五節 戶外日光直射處與遮蔭處之紫外光量差異
太陽輻射到達地表所產生之紫外光能量，隨地表之海拔、坡度、坡向、陰影遮蔽等因 素之不同產生變化[55]。避免直接日光曝曬可降低因遭受紫外光曝曬所產生之病變；樹蔭、
屋簷、騎樓等遮蔽物可部份阻擋紫外光對皮膚產生之直接曝曬[56]。Turnabull et al. [57]利用 因應太陽紫外線輻射生成維生素D3之生成量，於澳洲比較全日光直射與日光於遮蔭處反/折 射對人體產生暴露量間之差異。研究發現：太陽天頂角(solar zenith angle, SAZ)為5o時，受 測者於全日光直射處(輻射強度為0.67 W/m2)所產生之維生素D3大於在遮蔭處產生之維生素 D3生成量(0.20 W/m2)—於遮蔭處接收太陽輻射所產生之維生素D3生成量比全日光直射處生 成量約減少37至58%。研究結論指出：就利用日光紫外線輻射有效產生維生素D3的觀點而 言，較佳的暴露方式為於每日中午時在遮蔭處接受太陽輻射。
第六節 濕熱環境變化對皮膚生理反應及主觀熱感知之影響
在熱環境對人體皮膚生理反應現象之影響方面，吳介銘[58]於人工氣候暴露艙中預設環 境溫溼度調查皮膚生理指標與人體熱舒適感隨環境溫濕度改變所產生之變化，以評估於日 常活動中因遭受熱危害因子人體客觀與主觀反應之變化趨勢與反應幅度。該研究選定之皮 膚生理反應包含TEWL、皮膚溫度、皮膚濕度、E-index與M-index；主觀熱舒適感則以 ASHRAE Standard 55 [4]標準問卷之中文問卷調查。其研究結果顯示：TEWL與皮膚溫度顯 著地隨環境溫度改變呈線性變化，但受相對濕度之影響較小；皮膚濕度為各皮膚生理指標 中唯一可同時反應環境溫度與相對濕度影響者。皮膚生理指標間反應時程關係為：皮膚溫 度直接反應環境溫度，其次因應散熱需求皮膚濕度顯著上升；而後隨皮膚濕度漸趨飽和，
TEWL顯著上升增加水分排出。主觀熱感知投票值(thermal sensation vote, TSV)隨環境溫濕 度上升而增加，尤以環境溫度最為明顯。
調查男女熱舒適差異研究大都於實驗室或以實地調查(field survey)方式進行。因為對熱 環境舒適之主觀認知因人而異，故不同性別對熱舒適認知之影響較不易觀察，而該影響亦 鮮少透過結合熱舒適調查與皮膚生理反應觀測決定。Hwang et al. [59]利用ASHRAE Standard 55 [4]之室內熱感知問卷調查台灣中南部7所大學36間教室(26間設有空調系統；10 間為自然通風)學生之熱舒適與熱接受度。結果顯示：在相同微氣候條件下，男女生之TSV 具統計上顯著差異(p-value = 0.03)。Lan et al. [60]透過實驗量測中國籍受測者之心率變異度 (heart rate variability, HRV)與17個身體部位皮膚溫度受環境溫度變化之影響，發現皮膚溫度
調查男女熱舒適差異研究大都於實驗室或以實地調查(field survey)方式進行。因為對熱 環境舒適之主觀認知因人而異，故不同性別對熱舒適認知之影響較不易觀察，而該影響亦 鮮少透過結合熱舒適調查與皮膚生理反應觀測決定。Hwang et al. [59]利用ASHRAE Standard 55 [4]之室內熱感知問卷調查台灣中南部7所大學36間教室(26間設有空調系統；10 間為自然通風)學生之熱舒適與熱接受度。結果顯示：在相同微氣候條件下，男女生之TSV 具統計上顯著差異(p-value = 0.03)。Lan et al. [60]透過實驗量測中國籍受測者之心率變異度 (heart rate variability, HRV)與17個身體部位皮膚溫度受環境溫度變化之影響，發現皮膚溫度