視網(wǎng)膜與光損傷

范 軍/文

視網(wǎng)膜與光損傷

范 軍/文

人眼能看清物體是由于物體發(fā)出的光線，經(jīng)過眼內(nèi)屈光系統(tǒng)（角膜、房水、晶體和玻璃）發(fā)生折射，成像于視網(wǎng)膜上。視網(wǎng)膜上的感光細胞也就是視錐細胞和視桿細胞產(chǎn)生興奮將光刺激所包含的視覺信息，在瞬間轉(zhuǎn)變成神經(jīng)信息，經(jīng)視神經(jīng)傳入至大腦視覺中樞而產(chǎn)生視覺。

1 視網(wǎng)膜的形成

視網(wǎng)膜是由神經(jīng)外胚層發(fā)育而成的，在胚胎發(fā)育過程中，原始視泡內(nèi)陷形成視杯，視泡的圓端漸漸接近近端，直至這兩層之間只留有一點間隙，因此視網(wǎng)膜在病理狀態(tài)下，很容易從此分開，造成視網(wǎng)膜脫離。

視杯外層在生長發(fā)育當中形成視網(wǎng)膜色素上皮層，始終保持單層細胞，人的胚胎長到4周時，色素上皮細胞內(nèi)開始出現(xiàn)色素顆粒，到第5周時，則完全充滿色素，色素上皮層在鄰近脈絡(luò)膜的一面與玻璃體緊密連結(jié)；視網(wǎng)膜共10層，除色素上皮層，余為透明的薄膜，其厚度約0.1mm～0.5mm，實際上是大腦的一部分。

視杯的內(nèi)層（就是原始視泡內(nèi)陷部分），在發(fā)育過程中進行高度分化和增厚，形成視網(wǎng)膜的感覺層；視杯的內(nèi)層首先分化為內(nèi)神經(jīng)細胞層與外神經(jīng)細胞層。內(nèi)神經(jīng)細胞層發(fā)育較晚，也形成三種細胞，即雙極細胞、水平細胞和視錐細胞，7個月后已形成含有10層機構(gòu)的視網(wǎng)膜；內(nèi)界膜、神經(jīng)纖維層、神經(jīng)節(jié)細胞、內(nèi)網(wǎng)狀層、內(nèi)核層、外網(wǎng)狀層、外核層、外界膜、視錐和視桿細胞層和色素上皮層。視網(wǎng)膜在解胞結(jié)構(gòu)上，要求在光學(xué)方面具有完備的成像功能。

在人眼視網(wǎng)膜的后極部，位于視乳頭的顳側(cè)3mm～4mm，水平線下0.8mm處有一直徑約1.5mm（視角約6°）呈黃色輕度凹陷區(qū)域，稱為黃斑。黃斑部中心凹沒有血管，為確保中心視力的敏銳性；黃斑部的中央350μm(視角約1.5°)為中央凹，此處于光干受器相關(guān)系的雙極細胞和神經(jīng)節(jié)細胞，均擠到這個區(qū)域的周圍，因此這個區(qū)域特別薄，在中央凹的中心稱中央小凹，此處只有錐體細胞。黃斑在視網(wǎng)膜中，有其特殊功能，主司辨別物體的顏色、精細形態(tài)、明亮程度及探測物體的距離和追隨物體的運動。

2 視網(wǎng)膜的感光與功能轉(zhuǎn)換

視網(wǎng)膜內(nèi)有感光細胞層，人類及大多數(shù)脊椎動物的感光細胞有視桿細胞和視錐細胞兩種；感光細胞可通過終足和雙極細胞發(fā)生突觸聯(lián)系，雙極細胞再和神經(jīng)節(jié)細胞聯(lián)系，由節(jié)細胞發(fā)生的突起在視網(wǎng)膜的表面聚合成束然后穿過脈絡(luò)膜和鞏膜后構(gòu)成視神經(jīng)，視神經(jīng)出眼球后穿視神經(jīng)管入顱腔，經(jīng)視交叉連于間腦。

物像在視網(wǎng)膜上首先引起光化學(xué)反應(yīng)，從視網(wǎng)膜上提取出感光物質(zhì)，這些物質(zhì)在暗處呈紫紅色，受到光照時則迅速褪色而轉(zhuǎn)為白色。如將蛙和兔放在暗室中，使動物眼朝向明亮的窗戶一定時間，然后遮光立即摘除眼球，剔出視網(wǎng)膜，用適當化學(xué)物質(zhì)如明礬處理視網(wǎng)膜，則可發(fā)現(xiàn)動物視網(wǎng)膜上留有窗戶的圖像，窗戶的透光部分呈白色，窗框部分呈暗紅色。這些都說明視網(wǎng)膜上感光物質(zhì)在光線下所出現(xiàn)的光化學(xué)反應(yīng)。在感光細胞大量的研究中，對視桿細胞研究得比較清楚：視桿細胞的感光物質(zhì)稱為視紫紅質(zhì)，它由視蛋白和視黃醛結(jié)合而成，視黃醛由維生素轉(zhuǎn)變而來。視紫紅質(zhì)在光照時迅速分解為視蛋白和視黃醛，與此同時，可看到的視桿細胞出現(xiàn)感受器電位，再引起其他視網(wǎng)膜的細胞活動。

視紫紅質(zhì)在亮處分解，在暗處有重新合成；人在暗處視物時，實際上既有視紫紅質(zhì)的分解又有合成，光線越暗，合成過程越超過分解過程，這是人在暗處不斷看到物質(zhì)的基礎(chǔ)。相反在強光下，視紫紅質(zhì)分解增強，合成減少，視網(wǎng)膜中視紫紅質(zhì)大為減少，因而對弱光的敏感度降低；故視桿細胞對弱光敏感，與黃昏暗視覺有關(guān)。視紫紅質(zhì)在分解和合成過程中，有一部分視黃醛將被消耗，主要靠血液中的維生素A補充。如維生素A缺乏，則將影響人在暗處的視力，稱為夜盲癥。

視錐細胞也含有特殊的感光色素，稱為視紫藍質(zhì)，根據(jù)多種動物視錐細胞感光色素的研究，認為是視黃醛與視蛋白的結(jié)合物。

視網(wǎng)膜存在著分別對紅、綠、藍的光譜特別敏感的3種視錐細胞或相應(yīng)的感光色素，由于紅、綠、藍3種色光作適當混合可引起光譜上任何顏色的感覺，因此認為視錐細胞與色覺有關(guān)，色盲可能由于缺乏視錐細胞所致。3種視錐細胞感光的不同與其感光物質(zhì)不同有關(guān)，而3種感光色素都由視黃醛與視蛋白組成，其中視黃醛基本相同，而三者的視蛋白則存在著微小差異，這一差異可能是它們感光特性不同的原因。

再者，眾所周知，瞳孔大小調(diào)節(jié)進入眼內(nèi)光線的多少，強光時瞳孔縮小，避免視網(wǎng)膜遭受強光的過度刺激，弱光時瞳孔擴大，使增加進入眼內(nèi)的光量，以保證視網(wǎng)膜對弱光的適應(yīng)能力，瞳孔縮小還能消除角膜、晶體等屈光中間質(zhì)的球面差和色差，減少來自周圍不規(guī)則光線的干擾，進一步保證物像在視網(wǎng)膜上的清晰性。換言之，瞳孔的縮小在使光線通過瞳孔時能保持視軸范圍以內(nèi)，這樣就不會影響成像的清晰度，這也是針孔鏡提高視力的原理。

3 視網(wǎng)膜的適宜光刺激及其過量光損傷

人眼視網(wǎng)膜及視覺系統(tǒng)的出生時發(fā)育尚未完成，視網(wǎng)膜及其視覺系統(tǒng)在正常眼結(jié)構(gòu)和良好的視覺知教基礎(chǔ)上，排除一切屈光不正及各種斜視通過反復(fù)適宜光的刺激和強化，才逐漸完善視網(wǎng)膜及視路的生理功能。過量的光刺激會對視網(wǎng)膜產(chǎn)生損傷，國外近20年來研究證明，視網(wǎng)膜的光感受細胞很脆弱，易受環(huán)境和人造光源的損傷。光感受細胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)細胞，一旦受損不能再生，因此視網(wǎng)膜光損傷的研究在臨床眼科和視覺科學(xué)占有重要地位，我們眼鏡行業(yè)及眼視光學(xué)人員也不能忽視視網(wǎng)膜感光細胞的損傷，以及太陽鏡、風(fēng)鏡和普通眼鏡的配戴對減少視網(wǎng)膜的光損傷具有十分重要的意義。

光以3種方式損傷視網(wǎng)膜：1．如YAG激光由聲波或汽化作用產(chǎn)生的微爆破效應(yīng)，可對視網(wǎng)膜產(chǎn)生機械性損傷。2．連續(xù)波長的激光照射使視網(wǎng)膜溫度高于體溫10°以上時，可對組織的蛋白質(zhì)產(chǎn)生熱凝作用。3．光化學(xué)效應(yīng)，可對視網(wǎng)膜產(chǎn)生機械性損傷，此時視網(wǎng)膜組織的溫度升高不明顯，也無機械性的破壞作用。近年來研究認為，許多環(huán)境光引起的視網(wǎng)膜損傷，主要是化學(xué)性損傷而不是熱效應(yīng)損傷。

光的傳導(dǎo)過程由感光細胞的感光部分起始，在那里，少量的光子能立刻被轉(zhuǎn)化為生理的視覺沖動。光感細胞和周圍的有關(guān)細胞體系如消除視網(wǎng)膜所吸收的剩余光子能，可能被有關(guān)細胞中的黑色素粒吸收而分散到周圍組織中。國外專家提出，脈絡(luò)膜毛細血管的血流能消除有關(guān)細胞吸收的能量，產(chǎn)生冷卻作用。又有專家認為細胞漿中的光敏物質(zhì)，如視紫質(zhì)、核黃素和維生素A醇也能吸收多余的光子能，引起原發(fā)性光動力學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生自由基攻擊視網(wǎng)膜組織，使光感細胞損傷。

慢性光損傷與視網(wǎng)膜性疾病之間可能存在著因果關(guān)系，低能量光的慢性積累性損傷可能是光感細胞老化的一條線索。國外有關(guān)專家提出，視桿和視錐細胞的光感受不斷更新，視感受器內(nèi)的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中，氨基酸前體合成蛋白質(zhì)，通過內(nèi)節(jié)與外節(jié)相連結(jié)的纖毛而運送到外節(jié)，纖毛頂部的外節(jié)可不斷產(chǎn)生，外節(jié)盤膜也可被有關(guān)細胞吞噬，如果這種生理性更新系統(tǒng)受過多的光照，光的積累作用可使視感受細胞產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的損傷。

環(huán)境光也在不同程度地損傷視網(wǎng)膜，國外有關(guān)專家觀察兩周內(nèi)每天在日光下工作3～4小時的海軍人員，發(fā)現(xiàn)暗適應(yīng)閾值明顯升高，當這些人員免受日光照射1天，暗適應(yīng)閾值恢復(fù)正常。戴保護性偏光鏡的人員，暗適應(yīng)閾值明顯低于不戴保護眼鏡的人員。國外還有專家將2周內(nèi)每日在晴空下工作4分鐘至1小時的人員與每日暴露在海灘日光下4小時的人員作比較，發(fā)現(xiàn)每日反復(fù)進行日光照射能引起暗適應(yīng)延遲，這種暗適應(yīng)延遲現(xiàn)象可持續(xù)1周；暗適應(yīng)閾值升高與視力、視野、對比敏感度及辨別力的受損有關(guān)。國外有關(guān)專家報告了二次世界大戰(zhàn)期間駐守在太平洋島國、從事戶外工作長達4個月之久的陸軍人員出現(xiàn)視力下降及黃斑區(qū)色素改變的癥狀，而在同樣的環(huán)境下從事室內(nèi)工作的其他人員，未見有黃斑色素變化。

日光性視網(wǎng)膜炎為大眾所熟知，在急性階段，中心凹深部組織出現(xiàn)斑黃色滲出，2周后，中心凹出現(xiàn)深紅色孔樣缺損，伴細的色素顆粒沉著，周圍有環(huán)狀色素顆粒聚集。在急性期，眼底血管熒光造影在黃色滲出區(qū)發(fā)現(xiàn)局灶滲漏，晚期患者無滲漏。在上世紀20年代，國外有關(guān)專家認為日光性視網(wǎng)膜炎是由于熱效應(yīng)損傷所引起。又有專家證實注視太陽時的視網(wǎng)膜溫度僅升高2℃，還研究了對光損傷的易感程度，認為日光性視網(wǎng)膜炎的原發(fā)性損傷來自化學(xué)作用，因為在視網(wǎng)膜受損傷時，組織溫度升高并不能達到熱凝損傷的程度，太陽光譜中的短波成分是造成光損傷的主要因素，而紅外光引起較小的作用，到目前多數(shù)專家認為日光性視網(wǎng)膜炎是光化學(xué)損傷的結(jié)果。

光照性視網(wǎng)膜及黃斑病變，國外眼科專家在6例行白內(nèi)障囊外吸除聯(lián)合后房型人工晶體植入術(shù)的病人中首先發(fā)現(xiàn)了光照性黃斑病變，手術(shù)時間在1小時30分至1小時50分之間，6例病人均在黃斑旁出現(xiàn)一個特征性的視網(wǎng)膜病灶，局部視網(wǎng)膜水腫，有關(guān)細胞脫失，平面視野檢查有暗點，他們認為這與手術(shù)顯微鏡有關(guān)，用30W的燈泡在手術(shù)過程中的照射可誘發(fā)視網(wǎng)膜病變。又有專家將顯微鏡聚焦在一完全失明的盲人眼的后極部30分鐘，光照前該眼屈光間質(zhì)清晰，眼底正常，光照后發(fā)現(xiàn)有關(guān)細胞水腫的視網(wǎng)膜病灶，隨后病灶區(qū)點狀色素沉著。

光對眼部的損傷和眼的屈光媒質(zhì)對各種光波的透光率有密切關(guān)系，據(jù)測定，400～800nm的可見光波段以及800～900nm的近紅外線段，絕大部分能透過眼的屈光媒質(zhì)到達眼底，并被色素細胞吸收，其吸收率隨波長增大而降低，所以這一波段內(nèi)的激光器有488～5145nm的氬離子激光，6328nm的氦氖激光以及6943nm的紅寶石激光，一般都不損傷屈光介質(zhì)，而只損傷視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜組織，色素深的眼底能吸收射入眼內(nèi)的紅寶石激光能量的80%，從而導(dǎo)致視網(wǎng)膜的損傷。

常人有晶體的雙眼能夠吸收波長300～400nm的紫外線波段，所以白內(nèi)障摘除者光線更容易損傷視網(wǎng)膜，建議白內(nèi)障術(shù)后的病人應(yīng)佩戴防護眼鏡。紅外線及可見光可投入眼內(nèi)聚焦在視網(wǎng)膜上，造成黃斑部的灼傷，不戴防護鏡觀察日蝕造成的“日蝕性盲”就是這種損傷，工業(yè)中強烈的弧光、電焊光、氧乙炔焊光等也可引起這種病變，灼傷后黃斑部水腫、小出血、甚至輕度視網(wǎng)膜脫離，視野出現(xiàn)中心暗點，輕者可以完全恢復(fù)，重者黃斑部發(fā)生色素紊亂，視力遭受永久性損害。

總之，短波光線較長波光線更易使視網(wǎng)膜損傷。一般來說，波長越短，損傷作用越大；光的強度越大，視網(wǎng)膜損傷程度越重。所以在日常生活和工作中，特別是在野外、海灘、雪地、日照時數(shù)多的地方，應(yīng)佩戴較好的防護眼鏡和偏光鏡以防止視網(wǎng)膜的光損傷。視網(wǎng)膜的光損傷，可通過抗氧化劑維生素C和戴保護性眼鏡來防治。

作者單位：河北省蔚縣西合營中心衛(wèi)生院眼科