短波对于视觉健康影响的研究

文/Arne Ohlendorf博士 （卡尔蔡司光学国际有限公司）

短波对于视觉健康影响的研究

文/Arne Ohlendorf博士 （卡尔蔡司光学国际有限公司）

编者按：

继上期栏目刊登了“2017中法德眼视光科技国际论坛”的学术报告之后，本期栏目里将论坛其他几位专家的发言整理成文，供读者学习、参考。

视觉系统离不开光，可见光的定义为380nm~780 nm的波长范围。短波（蓝紫）以及紫外光在自然中举足轻重。

眼睛中吸收光的部分包括眼角膜、晶状体以及玻璃体和水性细胞。UVC部分被眼角膜和眼中含水的部分吸收，UVA是紫外辐射中最要害的部分，但眼角膜阻挡了300nm以下的部分，晶状体阻挡了300nm~400nm的大部分，同时，晶状体的透光情况随着年龄变化会有所不同。

1 短波对于视觉健康的影响

一直以来有种猜测，认为即使日常生活中的可见光都有可能因视网膜损伤加速老年黄斑。在动物身上的大量实验清晰地显示出，可见光会引起视网膜光感细胞以及色素上皮细胞的损害。

众所周知，短波暴露与光性角膜炎、气候性滴状角膜病变、睑裂斑、白内障、黄斑退化以及各种肿瘤的形成有关。

1.1 眼角膜

眼角膜是覆盖虹膜、瞳孔和前室的眼睛前端透明部分，因为透明至关重要，所以角膜没有血管通过。角膜吸收了多数的UVB辐射，因此，辐射对于UVB引起的损伤格外敏感。

紫外光的暴露是光照性角膜炎的主要原因，也称紫外角膜炎，它会带来疼痛感和视觉锐度下降。在多种紫外光的暴露下还会导致角膜DNA的破坏（上皮、基质和内皮），引起细胞凋亡。如果只是短期暴露，角膜细胞可自行恢复，但长期接触则会带来永久损伤。

1.2 晶状体

晶状体的任何变化都会导致视网膜上成像效果的下降，从而影响视觉。晶状体浊化的主要原因是生理老化引起的白内障，也可由紫外UVA和UVB引起。此外，有些染色剂、药品和草本药物在可见光及紫外光下会引起白内障，这些光致损害可引起早期的白内障。

流行病学研究发现白内障的形成和UVB的暴露有关，更具体地讲，UVB与皮层白内障的形成有关。

1.3 视网膜

在哺乳动物中，视网膜上的光感细胞有三种：锥状、杆状和视网膜上固有的神经节细胞。成像主要来自于传统的光感细胞（锥状和柱状）。视网膜神经节细胞主要作用是非成像光感，掌管昼夜感光和瞳孔光响应作用。

视网膜损伤包括多种模式：光学机械、光热和光化学破坏。光学机械和光热破坏都需要人造高强能量（如激光），光化学破坏则在辐照度为每平方厘米几个毫瓦的时候就发生了。

在啮齿动物身上的研究发现破坏机制主要有两种：第一种为暴露在1mW/cm2的辐照度下几个小时到数周，开始的破坏发生在光感细胞，最敏感的波段为380nm。第二种是更强的辐照下，发生在视网膜的第一层，视网膜颜色上皮细胞导致破坏光接收细胞的连锁反应，也称作细胞诱导凋亡，最敏感的区域在470nm。

1.4 破坏力与强度呈正比（波长直到550nm）

光化学破坏是基于上皮细胞组织或光感细胞对于外界光的吸收，这些松驰导致产生活性氧簇或自由基，这些分子会格外破坏隔膜，导致连锁反应最终引起细胞死亡。

尽管视网膜接触很少的紫外光，但仍然会暴露在蓝光下，T和F发现了蓝光暴露和老年性黄斑变性的关系，虹膜色素沉积的个体也发现了老年性黄斑变性风险升高。

视网膜自身也有减少短波到达的保护机制，被称作黄斑色素（黄色色素保护黄斑光损伤），同时，黄斑色素偏低会造成更多的蓝光破坏，导致老年黄斑病变的发生。黄斑色素在400nm~550nm期间过滤最有效，峰值在446nm。

1.5 屈光不正的发展

当眼睛无法将入射光聚焦在视网膜平面的时候则发生了屈光不正。屈光不正需要检测和矫正，包括戴框架眼镜、隐形眼镜以及手术。有42%的视力损害案例来源于未矫正的屈光不正，在世界范围内还有蔓延趋势，甚至包括高收入国家，非矫正屈光不正对于生产力的损失有明显影响。

单色可对于不同生物的屈光不正发展起作用，包括鸡、几内亚猪、树鼩和恒河猴。动物实验支持了这样的结论，在户外宽光谱暴露下，会以保护方式影响近视发展。2008年，ROSE在悉尼做的近视研究表明，更多的户外活动可减低孩子的近视程度。因此，有结论认为，总体来说增加户外活动时间是减少青少年近视发展的有效方式。

2 流行病学研究

在发达国家致盲的主要原因研究发现，老年黄斑变性在55岁人群中占14%、75岁人群中占37%。据推测，即使是日常生活中接触的可见光，都有可能造成视网膜损伤以及造成黄斑病变。

动物模型及其他研究清晰地表明，可见光将导致光感细胞和视网膜色素上皮细胞损伤。

太阳光对于眼睛疾病发展的纵向研究包括蓝山眼研究、比弗丹眼研究。基于人口的研究分析了太阳光对于眼睛疾病的影响包括达金斯-澳大利亚的案例研究、切萨皮克湾沃特曼。

2.1 比弗丹研究

早期结果表明，光暴露与女性早期黄斑病变弱相关。对于男性，调整年龄因素后发现，户外活动时间与视网膜色素有关，且对于老龄人群相关更强。

在5年的跟踪实验中发现，13~19岁的青少年户外活动时间与30多岁时的黄斑病变风险有显著关系。戴帽子和太阳镜对于控制黄斑变性发展有着轻微但不显著的保护效果。在10年的跟踪实验中，无法重复户外活动与黄斑的关系，发现年平均UVB暴露时间和黄斑加重之间无显著关系。通过研究两组实验数据，在5年的跟踪中总计有6019位参与者，相比有晶状体眼，非无晶状体眼对于黄斑发展有更高风险。

2.2 蓝山眼科研究

研究了虹膜、头发、肤色，皮肤对阳光敏感性与5年发展黄斑的关系。在调整了年龄性别和吸烟习惯的影响后，没有发现虹膜、头发颜色和黄斑的关系。可得出结论，纵向研究的数据无法支持之前虹膜颜色和黄斑变性的关系。

通过黄斑病变和太阳辐照关系的大量案例对照研究，发现太阳辐照在控制组甚至比发展黄斑病变的研究组更强。科学家没有发现UVB或UVA对于有晶体眼增加黄斑病变的影响，即使在高辐照条件下。

总之，没有光就没有视觉可言。实验研究从细胞学中主要考虑了裸露的视网膜，而实际情况是辐射在到达视网膜之前被角膜、晶状体和瞳孔等人工努力屏蔽掉了。流行病学专家近期研究有无晶体眼对于阳光暴露下的黄斑病变发展影响，尤其在有晶体眼的案例中，由于缺乏证据及可靠数据，仍然对于相关性存在热烈讨论。o