高原輻射性眼病及其預防

范 軍/文

1 高原概述

凡海拔500m以上，頂面平緩起伏較小，而面積比較遼闊的高地，從地理學角度看，均稱為高原。高原疾病常發(fā)生在海拔3000m以上，海拔增高除對人的健康有一定影響外，還可導致各種疾病，統(tǒng)稱高原病。我國海拔在3000m以上的高原地區(qū)占全國總面積的六分之一，據(jù)不完全統(tǒng)計，高原地區(qū)常住人口達8000萬，所以了解高原眼病很有必要。

2 高原自然條件對人體的影響

高原氣候因其不同的特點，太陽輻射增強、日照時間長、大氣壓和氧分壓減少、空氣稀?。淮髿鉁囟冉档?、日差較大、年差較小、大氣絕對濕度降低、降水少、干燥等；風日多、大風多、冰雹、雷暴霜凍、寒潮等自然災害多，對人體各有不同的影響。

海平面處空氣中氧和二氧化碳分壓與肺泡、毛細血管內(nèi)氧，二氧化碳分壓差特別顯著，人體呼吸時，氣體交換進行順利；當海拔高度逐漸增高，大氣壓氧分壓逐漸降低，分壓差就越來越小，雖然肺泡氧分壓相應(yīng)降低，氧氣尚能進入肺泡，進入毛細血管內(nèi)，但由于分壓差小，所以進入的速度大為減慢，人體呼吸的氧不夠，就會產(chǎn)生一系列缺氧癥狀。但機體對外界環(huán)境有強大適應(yīng)能力，在一定范圍和時間內(nèi)，人體通過神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生一系列代償反應(yīng)，是可以克服外界缺氧環(huán)境的。一般高原反應(yīng)的臨界高度為3000m，目前將3000m與5000m作為機體可以適應(yīng)的范圍。5000m作為代償?shù)呐R界高度，而在5000m以上的高原，機體則難以克服。

高原氣候寒冷，日溫差可在20℃以上，所以高原人皮膚痛覺和觸覺遲鈍，末梢血管處于收縮狀態(tài)，易產(chǎn)生皮膚干裂、凍傷和擦傷。氣溫與太陽輻射變化強度有關(guān)，每個地區(qū)的太陽輻射強度取決于太陽的高度、日照時間、投射于地面的角度和大氣壓的透明度，一般在對流層中，氣溫隨高度增加而遞減。太陽輻射是地球上光和熱的源泉，也是氣候現(xiàn)象及變化的根本原因，地表接受的輻射量隨海拔的高度而增加，平原地區(qū)空氣層薄，塵埃也多，太陽光的輻射線在穿過大氣層時，其強度已大為減弱，而在高原地區(qū)，空氣稀薄，水汽及其塵埃物較少，加之日照時間長，所接受的日輻射量多于平原地區(qū)。在冬季的高原，冰雪覆蓋面大，光的反射率增大，居住和生活在這里的人吸收的輻射能增加，就紫外線來說，海拔每升高100m，紫外線強度增加1.3%，所以在高原居住和生活的人也容易患眼病。

3 高原與光敏度、視敏度、色覺和視野

視網(wǎng)膜在結(jié)構(gòu)上與腦緊密相連，實際上是腦的一部分，其代謝情況相似，因此它同樣對缺氧敏感，表現(xiàn)為光敏度與視敏度的降低。國外專家報道，光敏度在海拔1520m時會減弱，在4088m時，視力降低到平原的一半。換言之，在這種情況下需要給予2倍的光亮，才能感受到一定的刺激。國外又有專家指出，在海拔2130m～5030m間，只要3～4小時，視敏度即會降低，但是吸入純氧幾分鐘后，就可以恢復。高原對視敏度的影響，隨光照強度而定，若照度強、海拔高即使稍超過5490m，視敏度幾乎沒有減弱，反之在低照度、海拔低到2440m時視敏度就開始降低了，在5180m時視敏度僅為平原的一半。英國在二戰(zhàn)期間，夜盲成為戰(zhàn)斗機飛行員的一個問題，在海拔3660m時，幾乎完全夜盲，但大量吸氧后就可完全恢復，這說明對夜視力起重要作用的視網(wǎng)膜桿細胞對強氧是非常敏感的。在海拔5468m高處眼凝視的精確性普遍有減少的傾向，說明輻輳功能有些疲勞，隱斜視在這時也表現(xiàn)出來了。

色覺和辨色力在海拔2000m～3000m時增強，而在海拔5000m～7000m時減弱，還有專家報道在海拔5490m時，對藍色和綠色的辨色力稍微減弱。

國外專家指出，在高原地區(qū)雖然人的中央視野似乎不受影響，但表明視野輕度縮小。國內(nèi)眼科專家在海拔2600m的青海大通地區(qū)，用弧形視野計5mm的白色視標檢查了20～45歲正常人的50例（100只眼）及51～82歲68例老人135只眼的周邊視野，被檢查者主要是居住在高原和少數(shù)移居高原20年以上的干部職工和普通居民，均按嚴格的程序進行：高原正常人的視野與北京正常人的視野相對照，雙眼均有10條子午線的平均值小于平原正常人，與廣州正常人視野相比，雙眼均有9條子午線的平均值小于平原正常人，證明高原人周邊視野輕度縮小。高原老年人的視野比20～45歲年齡組的視野有明顯縮小，高原人的視野縮小的機理，可能與缺氧引起的視敏度下降有關(guān)。

4 常見高原眼病

4.1 慢性結(jié)膜血管擴張癥

世居海拔3000m以上的高原居民，大多數(shù)人的眼球結(jié)膜呈紫紅色，血管迂曲擴張，以瞼裂部最為明顯，有時在穹窿結(jié)膜可見到粗大的紫藍色迂曲血管，在紅色背景下十分突出。瞼結(jié)膜也充血、模糊不清、患者無任何不適，結(jié)膜囊也無分泌物，因此它不是炎癥改變，而是高原地區(qū)特有的慢性結(jié)膜血管擴張癥。特別嚴重的人，瞼裂部球結(jié)膜增厚，有形成翼狀胬肉的傾向。其根本病因與缺氧有關(guān)，由于血氧分壓降低，使表面小血管擴張，結(jié)膜血管也隨之擴張，和世居高原地區(qū)的居民臉頰部紅潤，毛細血管明顯擴張屬同一道理。

4.2 高原紫外線角、結(jié)膜炎

高原日光強烈、日照時間長，較長時間暴露在日光下，不僅易患日光性皮炎、眼部也常受損害。特別是冬季高原上大雪茫茫，整月不化，在太陽光照耀下，閃爍刺眼，如不加防護可發(fā)生高原雪盲，它并不是因雪本身致病，而是雪面反射了太陽光中的紫外線損害了眼部，一般照射強度很少致盲，所以叫紫外線角、結(jié)膜炎。

高原地區(qū)由于結(jié)晶的冰雪面的反射，長波紫外線和短波紫外線均較海平面地區(qū)的紫外線更為強烈。紫外線被眼組織吸收而轉(zhuǎn)化為熱能，在大劑量照射下，可使組織細胞核分裂抑制，隨后細胞腫脹，染色體凝集，最后核膜破裂，染色體分散于細胞漿內(nèi)細胞腫脹死亡；高原角、結(jié)膜的臨床病理表現(xiàn)就是這兩種作用相互協(xié)同的結(jié)果。一般情況下，長波紫外線穿透角膜的能力較強，大部分被晶體所吸收，但其生物抑制能力較弱，對眼部的損害較輕微。短波紫外線其穿透能力較弱，絕大部分被角膜所吸收，對角膜組織的增熱與抑制作用極強，所以角膜的損害較重。癥狀的輕重與照射時間及劑量成正比，與光遠的距離平方成反比。當陽光中的紫外線經(jīng)過大雪的散射入眼后，開始并無任何癥狀，潛伏期一般為6～10小時，初次發(fā)病的患者潛伏期長，也難推遲到24小時后才發(fā)病。發(fā)病時有雙眼異物感、似沙子在嚴重滾動、流淚、畏光、嚴重者還有虹視，視物模糊，并有中心色覺暗點，眼瞼皮膚紅斑，有時出現(xiàn)水腫、水泡及小出血點眼瞼痙攣，結(jié)膜囊內(nèi)分泌物增多，球結(jié)膜充血并有細小出血點，角膜表面有點狀或片狀剝脫等。

有效預防紫外線角、結(jié)膜炎，應(yīng)佩戴太陽鏡，特別是含鈾的灰綠色玻璃鏡片，可將紫外線完全吸收，屏除全部紫外線，吸收95%的紅外線，是高原雪地上的理想防護鏡。

4.3 翼狀胬肉

翼狀胬肉是高原地區(qū)常見病、多發(fā)病之一，國內(nèi)眼科專家在青海省長和縣官亭鄉(xiāng)對眼病作過調(diào)查，胬肉的發(fā)病率為8.91%，性別間無差異，但隨著年齡的增長而增加，以51～60歲年齡患病率為最高，雙眼發(fā)病居多，絕大部分發(fā)生于鼻側(cè)球結(jié)膜。

1965年，Cameron觀察了緯度與翼狀胬肉的關(guān)系，認為緯度30°～赤道地區(qū)患病率高的原因是該地區(qū)接受太陽輻射的角度大都在80°或以上，在這種角度下居民經(jīng)常暴露于波長320nm～290nm的紫外線下，易患此病。地處北緯20°的夏威夷群島的居民有20%的人患此眼病，除緯度因素外，還與海平面對紫外線的反射有關(guān)。例外的是位于北緯6°～10°的斯里蘭卡居民患病率僅為0.7%，據(jù)Sivaub vamaniam推測，是茂盛的植物覆蓋著整個斯里蘭卡島國大地，而且島上氣候多雨多云，致使紫外線輻射能力大大減弱。

我國各地翼狀胬肉的患病率與緯度關(guān)系也極為密切。但是太陽輻射的最大值在北緯20°附近，我國的海南島正好在這個位置上，根據(jù)海南省眼病調(diào)查結(jié)果顯示，翼狀胬肉的患病率為47.75%，胬肉除了受緯度影響外，也與海拔有關(guān)；眼科學者通過翼狀胬肉的組織學和流行病學的特征顯示發(fā)病機理中，長期暴露紫外線下起了重要作用，過量的紫外線照射，過量的風沙、塵埃的刺激以及遺傳因素的影響，使角膜緣部的血管和Bowmann膜連接處發(fā)生非感染性炎癥，在炎癥自溶過程中，基底細胞發(fā)生代謝異常，向基底膜下釋放纖維母細胞生長因子，導致纖維母細胞增殖，同時引起淋巴細胞、漿細胞浸潤，進一步引起非大細胞浸潤，使蛋白質(zhì)降解為氨基酸混合物，其中含有促進新生血管生長因子，形成纖維血管性反應(yīng)為特征的生長性翼狀胬肉。

4.4 白內(nèi)障

白內(nèi)障系高原地區(qū)的多發(fā)病，國內(nèi)眼科專家對此已有共識。在青海省工作的眼科專家，對昂欠縣進行的白內(nèi)障普查發(fā)現(xiàn)，該縣海拔高度為3600m～5100m，白內(nèi)障患病率為0.78%，初發(fā)期、未成熟期白內(nèi)障因視力減退不嚴重，未包括在篩選的范圍內(nèi)，其實際患病率遠較次數(shù)為高。白內(nèi)障患病率隨著緯度的減低而增高，也與海拔高度有密切關(guān)系，如廣東中山地區(qū)緯度22°、海拔1.1m，每年日照時數(shù)1339小時，白內(nèi)障的患病率為0.23%。阿里地區(qū)緯度32°、海拔4279m，每年日照時數(shù)3085小時，白內(nèi)障患病率為10%。美國、加拿大多名眼科專家在全球范圍的流行病學研究已明確了各型年齡相關(guān)性白內(nèi)障的危險因素：核性白內(nèi)障與吸煙、營養(yǎng)不良、居住在高溫地帶有關(guān)。皮質(zhì)性白內(nèi)障則多與高強度日光暴露及糖尿病有關(guān)，后囊下白內(nèi)障與糖尿病、免疫制劑和眼內(nèi)激素的使用以及頭部放射治療有關(guān)，白內(nèi)障也與解剖因素有關(guān)，如晶體的厚度以及玻璃體的穩(wěn)定性也對核性和皮質(zhì)性白內(nèi)障的發(fā)生產(chǎn)生一定影響。

紅外線長期慢性照射引起白內(nèi)障已為人們所熟知，在海拔4000m的高原上，空氣稀薄、大氣污染物、塵埃大量減少，特別是空氣中的二氧化碳及水蒸氣較海平面減少更多，紅外線主要為二氧化碳及水蒸氣所吸收，水蒸氣吸收紅外線的能力較干燥空氣強72倍，因此高原地區(qū)的紅外線格外強烈。長期接觸紅外線照射的高原居民，可產(chǎn)生的紅外線的慢性蓄積效應(yīng)，促進了老年性白內(nèi)障的發(fā)生。紅外線導致白內(nèi)障的原因說法不一，有人認為是紅外線被晶體吸收后，紅外線直接作用于晶體產(chǎn)生原發(fā)性損害，也有人認為是虹膜及睫狀體長期受紅外線的熱作用，影響晶體的新陳代謝，導致晶體發(fā)生渾濁。

在海拔4000m的高原，紫外線的含量由海平面的1%～2%增到5%～6%，加上冰雪的作用，70%被反射形成互相交錯的散射。Abbot報道，因反射而增多的波長短于366nm以下的紫外線，較日光中的直射量多2～4倍，強烈的紫外線輻射是形成高原居民白內(nèi)障的重要因素。短波紫外線被晶體吸收后，在紫外線風化作用影響下發(fā)生的磷游子，可與衰老的晶體中增多的鈣游子相結(jié)合，形成不可離解的磷酸鈣，從而導致晶體的硬化與鈣化，成為老年性白內(nèi)障的發(fā)病基礎(chǔ)。

長波或近紫外線（300～400nm）可誘發(fā)晶體蛋白化學變化及生長活躍的上皮細胞的病理變化，它不是直接損傷DNA，而是誘發(fā)具有抑制作用的光化產(chǎn)物。長波紫外線容易穿透角膜而被晶體吸收，幾乎全被游離分散的小分子核蛋白的芳香族基所吸收，參與光氧化反應(yīng)，紫外線誘發(fā)芳香族氨基酸產(chǎn)生自由基，繼而轉(zhuǎn)變?yōu)楣庋趸a(chǎn)物，形成大分子蛋白質(zhì)，晶體變渾濁。長波紫外線可使晶體中的色氨酸光氧化，光反應(yīng)可改變晶體結(jié)構(gòu)蛋白及酶蛋白的性質(zhì)，而使晶體內(nèi)不溶蛋白的形成，而形成白內(nèi)障。已有研究證實西藏老年性白內(nèi)障6-磷酸葡萄糖脫氫酶活性下降，該地區(qū)白內(nèi)障抗氧化功能減弱，加重了晶體的氧化性損害。Adams等指出，紫外線可使晶體谷胱甘肽減少，此物含硫氫基而且有可逆性氧化還原作用，能保護含硫氫基的酶和參與晶體的氧化還原反應(yīng)。谷胱甘肽的喪失，影響了晶體的正常代謝，可能與老年性白內(nèi)障發(fā)生有關(guān)。

高原缺氧動物實驗證明，在低氣壓引起鼠晶體渾濁，實驗證明是缺氧所致，并測得房水乳酸含量增加了3～4倍，而乳酸對晶體有一種毒性作用，可使晶體渾濁。老年性白內(nèi)障的成因比較復雜，輻射僅是成因之一，內(nèi)分泌失調(diào)、血中毒、過度的調(diào)節(jié)作用、晶體脫水及其硬化以及遺傳等也是重要因素。

另外，日光性視網(wǎng)膜灼傷也是高原地區(qū)的多發(fā)病（詳見2012年第9期《視網(wǎng)膜與光損傷》，本文從略）。

總之，高原輻射性眼病重在預護，可佩戴特制的防護眼鏡。常用防護眼鏡有兩種：一種鏡片含有氯化亞鐵，可吸熱；另一種鏡片在冕玻璃與暗綠色玻璃之間加入一張很薄的透明金片，金片可將98%的光反射，可見光的透光率是75%，國產(chǎn)防護眼鏡以雙層鍍鉻GRB套鏡最佳，對光的吸收率達99.3%。另外，CR-39光學樹脂鏡片也有一定的防護效果。