蓝光与眼健康

文/戴锦晖 （复旦大学附属眼耳鼻喉科医院）

蓝光与眼健康

文/戴锦晖 （复旦大学附属眼耳鼻喉科医院）

正确了解蓝光，合理利用蓝光，能帮助人们获得更好的视觉质量。

1 目前对蓝光危害的认识

蓝光是自然光线的重要组成部分，蓝光危害指的是由波长主要介于400nm~500nm（短波长光）的辐射照射后引起的光化学作用，导致视网膜的损伤。可见光中蓝光对视网膜敏感性最高、穿透力最强，因而产生的光化学损伤作用最强。

角膜吸收295nm以下的紫外线，晶状体吸收大部分400nm以下的紫外线，但部分蓝光可以穿透晶状体到达视网膜，含有高光子能量，因此许多学者认为蓝光最具有危害性，其对视网膜可造成光化学损害，加速黄斑区细胞的氧化损伤。

晶状体吸收大部分400nm以下的紫外线

2 蓝光导致的光损伤

蓝光引起的光损伤主要影响视杆细胞及色素上皮层（RPE），Sparrow等研究发现蓝光照后产生的氧自由基是损伤RPE的主要原因，其中主要的光敏剂——脂褐素，引发年龄相关性黄斑变性。

RPE细胞内光敏剂是脂褐素的核心荧光基团，主要吸收430nm波长的光线，不仅具有自发荧光的特性，而且具有光毒性，可以产生氧自由基造成细胞膜和细胞内溶酶体膜的损伤，增加对蓝光损伤的敏感性。N亚视黄基-N.视黄基-乙醇胺（N-retinyl—N·retinylidene ethanolamine，A2E）蓝光还能直接对含有A2E的RPE细胞的DNA造成损伤，这种损伤与蓝光的照射时间有关。对人RPE细胞的体外实验发现，经蓝光LED照射的细胞将失去生存活力，活性氧化簇明显增加，细胞出现凋亡。

3 动物及细胞试验中蓝光光损伤机制

4 光损伤细胞试验中存在的问题

实验研究中常用的培养基中存在光敏物质核黄素，核黄素在光照反应后可对细胞产生杀伤作用。研究者认为，由于RPE细胞的死亡导致了感光细胞的丢失而出现了AMD。Kuse等研究发现LED灯产生的蓝光使活性氧产物增加导致视网膜视锥细胞损伤。该实验中采用DMEM培养基对视锥细胞进行培养，目前，这种合成培养基被广泛运用于动物细胞的培养，其中含有核黄素是光敏剂，它在近紫外光及可见光的照射下可产生光致氧化反应而产生对细胞的杀伤作用。

因此，该研究中视锥细胞的损伤不能排除是核黄素在光照下反应后产生了细胞杀伤作用导致的。由于这种可能性的存在，RPE细胞的损伤有可能有核黄素在光照下反应后产生的细胞杀伤作用参与。

5 蓝光的作用

◆ 调节生理节律

美国布朗大学的David在2002年发现光敏感的视网膜神经节细胞（ipRGC），它含有的视黑素，主要负责人体的非视觉生物效应，参与生理节律的调控。视黑素受体的敏感波段在459nm~485nm，即蓝光波长段。从而严重影响人体的生理节律。研究发现人类睡眠过程中暴露于蓝光中 6.5小时，其黑视素的分泌量为暴露在绿光中的两倍。

蓝光通过影响视黑素的分泌，从而调节心率、警觉、睡眠、体温、基因表达等。生理节律的紊乱, 对人体健康极为不利。近年的流行病学研究表明，生理节律的破坏可能是乳腺癌和结直肠癌高发率的一个重要原因。

◆ 影响暗视力

视杆细胞产生暗视力。视杆细胞的感光色素（视紫红质）吸收光量子数的峰值在498nm（蓝光波段），蓝光主要作用于视杆细胞，暗视觉敏感度依赖于视杆细胞的感光色素——视紫红质所吸收的光量子数。此吸收可能依赖于波长，而且吸收最大峰值大约在498nm。

随年龄增长，晶状体透光性下降，蓝光滤过增加，视杆细胞数量下降可以减少30%，导致暗视力的敏感性下降。

Boettner及Woher发现，53岁老年人的晶状体浑浊导致夜视力下降33%，而75岁老年人达到75%。年龄每增加10岁，暗视力敏感性下降0.08log单位，明视力下降0.04log单位，因此老年人暗视力下降程度比明视力下降程度大，导致老年人在昏暗环境中出现视觉障碍，影响老年人生活质量，使老年人摔倒的危险性增加。

有实验证实，植入蓝光滤过型人工晶状体可降低14%～25%的暗视敏感度。

随年龄增长晶状体在各个波段透光性均下降

◆影响屈光发育

从心理物理学角度来说，眼睛作为视觉刺激的感受器，接受的信息量除了光觉（感知亮度信息）和形觉（感知形状信息）外，还包括色觉（感知颜色信息）。已有研究证实光学离焦和形觉剥夺均可导致眼轴增长而形成近视。

目前，多数研究支持不同单色光与眼球的生长发育和屈光的变化密切相关，即长波长光聚焦在视网膜之后能促进眼球的增长形成相对近视，短波长光聚焦在视网膜之前能抑制眼球的生长产生相对远视。

流行病学调査发现（Qian，2009），先天性色觉异常近视少，眼轴短。将小鸡、豚鼠及恒河猴饲养于不同波长的光环境中发现长波长光组动物产生相对近视，而短波长光（蓝光）组产生相对远视。

Foulds等研究发现在蓝光中形成远视，而在红光中形成近视的小鸡，转到短波长光环境中可以变成远视。说明在小鸡模型中，蓝光可影响屈光发育并可将已经存在的近视逆转。

Jiang等研究发现蓝光可干预豚鼠光学离焦性近视的进展且豚鼠脉络膜增厚。将佩戴-5.00D镜片的豚鼠分别饲养于蓝光及白光条件中，结果发现蓝光组较白光组偏远视约 1.20D，蓝光中光学离焦性近视发展减缓，同时玻璃体腔延长变慢。

色光干预屈光发育的机制可能与不同单色光的色差所导致的光学离焦有关，但同时我们的研究发现蓝光和绿光两种色光导致的屈光度数相差达－6.00D，远远超过两种色光的纵向色相差（-1.50D），出现了对光学离焦的过补偿现象，因此色光干预引起的屈光异常除了光学离焦外还可能存在其他作用机制。

Chu等研究发现在采用不含核黄素等光敏物质的培养基对 RPE细胞进行培养的条件下，蓝光照射可以导致肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）合成的减少，而HGF可调控巩膜中重要的酶类——基质金属蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）的表达。蓝光可能通过减少HGF的表达从而抑制近视的进展。

6 生活中的蓝光

发光二极管（1ightemitting diode，LED）照明产品的应用领域目前正在不断扩大，被广泛应用于指示、装饰、背光源及普通照明等领域，同时在电脑、手机以及电视显示屏中也逐步展开应用。LED 主要通过蓝光芯片激发黄光荧光粉发出白光，因此在高色温的情况下，光源光谱中的蓝光波段存在一个很强的波峰。随着LED使用的日益广泛，人们开始关注其在光生物安全方面的问题，尤其是蓝光对人眼视网膜的影响。

LED灯蓝光照明有害么?

国内外的权威机构、组织和专家对LED的蓝光危害进行了各种测试和评估，使国际上有了相应的标准，这些标准对灯具和灯系统的制作提出了具体的要求，规定了其辐射限值，以避免对人体产生危害。

IEC6247 1蓝光安全标准 (按照注视时间)

零类危害： t> 10000s

一类危害： 100s≤t< 10000s

二类危害： 0. 25s≤t<100s

三类危害： t≤ 0.25s

此标准适用于激光以外的一切光源，已被各国广泛接受。

目前被用作 LED照明的基本为零类和一类危害，如果是二类危害则有强制性标签（眼睛不能盯着看）。国内外政府机构和照明行业协会对各类灯和灯系统的光生物安全，开展了深入的研究和比较测试。

据上海市照明产品质量监督检验站检测（2013. 12）发现，在27个不同来源的LED样品中，14个属于无危害类， 13个属于一类危害类。LED的蓝光危害和其他光源是相近的，均在安全阈值之内，这些光源和灯具按照正常途径使用，对人眼无害。使用者应避免直视高亮度的点光源。对室内普通照明，如果能够将 LED的最大亮度或者照度控制在一个安全的范围内，如100kcd·m-2或者1000lx以内，那么这些产品的蓝光危害非常小。

7 蓝光是否需要防护

动物和组织培养的数据所证明的高强度蓝光暴露与长期、慢性、低强度的光辐射所致人眼的损伤结果是不同的。到目前为止，尚没有充足的直接证据证明人类眼底感光细胞的损伤、AMD的发生是由蓝光引起的。流行病学调査关于蓝光引起RPE细胞凋亡、最终导致AMD的报道结果尚有争议。

蓝光并不是唯一能到达眼底引起视网膜感光细胞和RPE细胞损伤的波段。蓝光滤过型人工晶状体的常规使用意见不一。蓝光的不合理过滤会影响人类的暗视力、生理节律以及色觉平衡。

8 小结

蓝光具有调节生理节律、产生暗视力以及影响屈光发育等重要作用。

包括LED在内的普通照明光源，通过合理的设计，蓝光危害可以降低到无危险类或者低危险类水平，可在日常生活安全使用。

蓝光防护应主要用于高亮度光源的环境以及避免直视高亮度的点光源。

对于较短波长的蓝光（400nm ~440nm）和较长波长的蓝光440nm ~500nm，可选择性过滤。 o