光照與近視發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

趙宏偉，黃一飛

作者單位：1(100853)中國(guó)北京市，解放軍總醫(yī)院眼科；2(100101)中國(guó)北京市，解放軍第306醫(yī)院眼科

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·文獻(xiàn)綜述·

光照與近視發(fā)生發(fā)展的關(guān)系

趙宏偉1,2，黃一飛1

作者單位：1(100853)中國(guó)北京市，解放軍總醫(yī)院眼科；2(100101)中國(guó)北京市，解放軍第306醫(yī)院眼科

Citation:Zhao HW, Huang YF.Relationship between light and the development of myopia.GuojiYankeZazhi(IntEyeSci) 2016;16(1):74-76

摘要

光是視覺(jué)信號(hào)產(chǎn)生的基礎(chǔ)。不良的光照現(xiàn)象對(duì)眼屈光狀態(tài)的發(fā)育有重要影響。隨著近視眼的低齡化發(fā)病趨勢(shì)，視覺(jué)環(huán)境中光的因素已經(jīng)成為近視發(fā)生和發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。光照強(qiáng)度、頻率、周期節(jié)律變化以及不同光波長(zhǎng)均與近視的發(fā)生和發(fā)展有著密切關(guān)系。本文就光照的上述基本屬性參數(shù)與近視關(guān)系的研究進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：光照；參數(shù)；近視

引用：趙宏偉，黃一飛.光照與近視發(fā)生發(fā)展的關(guān)系.國(guó)際眼科雜志2016;16(1):74-76

0引言

近視是一個(gè)普遍性難題，其居高不下的發(fā)病率和不斷提前的發(fā)病年齡，嚴(yán)重影響著人們的視覺(jué)質(zhì)量和生活質(zhì)量[1]。光是人眼視網(wǎng)膜成像質(zhì)量的先決條件。人眼在長(zhǎng)期與光環(huán)境的適應(yīng)過(guò)程中，產(chǎn)生了對(duì)光屬性特征的和諧依賴。不良的光照現(xiàn)象將產(chǎn)生不正確的視覺(jué)信號(hào)，后者會(huì)引起眼球和視覺(jué)系統(tǒng)的異常發(fā)育，導(dǎo)致近視的發(fā)生和發(fā)展[2]。本文就光照強(qiáng)度、周期節(jié)律、頻率以及光波長(zhǎng)等光屬性特征與近視發(fā)生發(fā)展關(guān)系的研究進(jìn)行綜述。

1光照強(qiáng)度與近視

1.1明亮光與近視一定強(qiáng)度的明亮光具有對(duì)近視眼發(fā)展的保護(hù)作用，且在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的升高，這種近視保護(hù)作用逐漸增強(qiáng)。Ashby等[3]研究小組證實(shí)了光強(qiáng)度作為單一因素，在一定范圍內(nèi)有助于近視的延緩。該研究小組用不同強(qiáng)度的光照射形覺(jué)剝奪性小雞近視眼模型后發(fā)現(xiàn)：與普通光照強(qiáng)度相比(500lx)，隨著光照強(qiáng)度的提高(15000lx和30000lx)，延緩近視的作用逐漸增強(qiáng)，而低于普通光照明強(qiáng)度(50lx)并不能誘導(dǎo)出更明顯的近視。Ashby等[4]在用透鏡誘導(dǎo)的小雞近視眼模型研究中也證實(shí)，提高光照強(qiáng)度可以部分抵消負(fù)透鏡誘導(dǎo)的近視眼發(fā)展，并進(jìn)一步證實(shí)這種保護(hù)效應(yīng)是通過(guò)提高多巴胺水平實(shí)現(xiàn)的。Hua等[5]研究顯示，適當(dāng)提高學(xué)校教室內(nèi)光照亮度可以顯著降低兒童近視眼的發(fā)生率，延緩近視度數(shù)和眼軸的進(jìn)展。上述研究不足之處在于沒(méi)有就近視眼發(fā)生和發(fā)展的光照閾值強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步探討。Karouta等[6]對(duì)光強(qiáng)度的閾值與近視眼關(guān)系進(jìn)行了動(dòng)物模型的研究，發(fā)現(xiàn)每日接受4000lx的光照強(qiáng)度可以避免形覺(jué)剝奪型近視的發(fā)生。且隨著光照強(qiáng)度的降低，形覺(jué)剝奪型近視的發(fā)生率和進(jìn)展程度逐漸升高。自然光的光照強(qiáng)度大約在500lx左右，因此，上述研究結(jié)論在人類兒童近視眼防控的借鑒意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。Backhouse等[7]對(duì)形覺(jué)剝奪性近視的小雞研究發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)全天的光線強(qiáng)度比增加每天2h的強(qiáng)度，近視眼的抑制作用更強(qiáng)，該研究結(jié)論進(jìn)一步推測(cè)，青少年近視眼預(yù)防治療短期提高光線強(qiáng)度要遜色于長(zhǎng)期提高光線強(qiáng)度。

1.2明亮光抑制近視發(fā)展的機(jī)制研究明亮光照射抑制近視眼發(fā)展的可能機(jī)制為提高多巴胺水平的釋放。多巴胺是調(diào)控眼發(fā)育的視網(wǎng)膜神經(jīng)遞質(zhì)之一，在眼正視化過(guò)程中發(fā)揮重要作用。已經(jīng)證實(shí)在形覺(jué)剝奪性近視眼中視網(wǎng)膜多巴胺水平的抑制可以加速近視發(fā)展[8]。Cohen 等[9]對(duì)不同可見(jiàn)光強(qiáng)度的研究中發(fā)現(xiàn)，在較低照度水平飼養(yǎng)的小雞更容易發(fā)生近視，而在較高照度水平的條件下更容易使小雞保持正視化。Cohen等[10]進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種在低照度水平飼養(yǎng)下發(fā)生近視的小雞模型眼伴隨著視網(wǎng)膜多巴胺的低水平表達(dá)，隨著光照強(qiáng)度的提高，視網(wǎng)膜多巴胺水平釋放增加，近視眼進(jìn)展減緩。諸多研究[11-13]顯示戶外運(yùn)動(dòng)較多的人群，近視眼的發(fā)生率較低。Feldkaemper等[14]認(rèn)為這種戶外運(yùn)動(dòng)對(duì)近視眼的保護(hù)作用部分歸功于明亮光提高了視網(wǎng)膜多巴胺水平，從而延緩近視眼的發(fā)展。但Romeo等[15]研究顯示，但隨著光照強(qiáng)度的進(jìn)一步增強(qiáng)，成為一種白光污染現(xiàn)象時(shí)，高強(qiáng)度的光照射可以抑制人體內(nèi)多巴胺的合成，成為近視眼發(fā)展的促進(jìn)因素。因此，適度的光照強(qiáng)度是近視眼的保護(hù)因素，而過(guò)高或過(guò)低的光照均不利于近視眼的防控。

1.3過(guò)強(qiáng)光與近視盡管一定程度的提高光照強(qiáng)度可以延緩近視眼發(fā)生，但強(qiáng)度過(guò)高的光照即白光污染也可以產(chǎn)生近視。在用小雞的動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)：將出生1d的小雞置于四周均為白墻面的地板上,白熾燈連續(xù)照射(白光污染)生長(zhǎng)6wk后，小雞的眼軸及屈光度增長(zhǎng),可誘發(fā)出近視眼模型[16]。據(jù)測(cè)定：白粉墻光反射系數(shù)值69%～80%，鏡面玻璃光反射系數(shù)82%～88%，特別是光滑的粉墻和潔白的書籍紙張系數(shù)值高達(dá)90%以上。視覺(jué)環(huán)境中的這種白光污染在生活中已經(jīng)成為近視眼發(fā)展的重要因素。

1.4過(guò)強(qiáng)光引起近視的可能機(jī)制過(guò)強(qiáng)光導(dǎo)致一定程度的形覺(jué)剝奪，可能是近視眼發(fā)展的機(jī)制之一。眼的生長(zhǎng)發(fā)育依賴于外界光線的合適刺激。視網(wǎng)膜的形覺(jué)剝奪是近視眼發(fā)生，尤其在眼正視化過(guò)程中近視眼發(fā)生的重要原因[17]。而過(guò)強(qiáng)光使視網(wǎng)膜不能接受清晰的物像，在一定程度產(chǎn)生了形覺(jué)剝奪，后者通過(guò)對(duì)鞏膜的重塑，最終引起眼球的異常發(fā)育[18-19]。過(guò)強(qiáng)光導(dǎo)致近視眼發(fā)展的另一種解釋為調(diào)節(jié)過(guò)度。過(guò)強(qiáng)光可能通過(guò)引起眼的過(guò)度調(diào)節(jié)，導(dǎo)致近視發(fā)生或進(jìn)展。Schaeffel等[20]認(rèn)為眼的正常發(fā)育除了視網(wǎng)膜需感知清晰物像之外，睫狀肌也需要感受正常的調(diào)節(jié)張力。人眼所能接受或長(zhǎng)時(shí)間適應(yīng)的是強(qiáng)度適中，節(jié)律合理的可見(jiàn)光。而過(guò)強(qiáng)光可以造成人眼睫狀肌異常的調(diào)節(jié)張力，久而久之，睫狀肌即處于痙攣狀態(tài)，逐漸形成近視。

2光照周期與近視

人眼在適應(yīng)正常的生物節(jié)律過(guò)程中，產(chǎn)生了與人體本身生物節(jié)律的和諧適應(yīng)。偏離人眼正常的光照生物節(jié)律周期對(duì)近視眼的發(fā)生將是一種不利因素。一般認(rèn)為，正常的光照周期約為：光/暗=12h/12h。當(dāng)這種光照周期節(jié)律發(fā)生變化時(shí)，眼球的屈光狀態(tài)也隨之變化。一種極端降低光/暗比值的光照周期現(xiàn)象如全部的暗環(huán)境，也就是完全的形覺(jué)剝奪。Vannas等[21]的一項(xiàng)研究，顯示居住在極晝極夜的北極圈，近視眼新兵發(fā)生率較高，也佐證了眼發(fā)育存在合理的光照周期現(xiàn)象。而當(dāng)偏離正常光照周期，增加光/暗比值時(shí)，也可以引起近視眼的發(fā)生。

Lan等[22]研究發(fā)現(xiàn)，每天持續(xù)1～2h的光照對(duì)于形覺(jué)剝奪型近視沒(méi)有抑制作用，當(dāng)每天光照時(shí)間達(dá)到5h以上時(shí)，即具有近視眼的抑制作用，每天光照時(shí)間在10h以上時(shí)并沒(méi)有更強(qiáng)的近視眼抑制作用。Li等[23]的研究顯示，持續(xù)給予24h光照可以引起幼雞玻璃體腔延伸或前房深度增加，且這種效應(yīng)是可逆的，將其給予正常光照周期時(shí)，誘導(dǎo)的近視可以自行恢復(fù)，進(jìn)一步的研究認(rèn)為，這種近視的發(fā)生可能與光照節(jié)律變化時(shí)褪黑素的釋放有關(guān)。Padmanabhan等[24]研究發(fā)現(xiàn)，用透鏡誘導(dǎo)的遠(yuǎn)視幼雞模型在正常光環(huán)境飼養(yǎng)下2wk可以恢復(fù)正常的屈光狀態(tài)，但給予持續(xù)光照后1wk就可以恢復(fù)。提示連續(xù)的光照飼養(yǎng)可以破壞正視化進(jìn)程。

光照的不同節(jié)律變化對(duì)近視形成的貢獻(xiàn)有所不同。Zhou等[25]用小鼠飼養(yǎng)于3種不同的光/暗周期(18h/6h；12h/12h和6h/18h)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)延長(zhǎng)照明時(shí)間時(shí)，可以引起小鼠玻璃體腔及眼軸延長(zhǎng)、近視的發(fā)展。陳紅娟等[16]用出生1d的小雞在白熾燈連續(xù)照射6wk后，即完全破壞正常光照的晝夜節(jié)律，也誘發(fā)了近視眼的發(fā)展。Lan等[22]和Simon等認(rèn)為存在最佳的明暗節(jié)律現(xiàn)象，在光線明亮的低頻周期的飽和效應(yīng)可以提供最強(qiáng)的抑制作用[7]。Li等[26]在用20Hz的閃爍光誘發(fā)的形覺(jué)剝奪性近視眼研究中，發(fā)現(xiàn)這種周期性的光照可能通過(guò)增加眼晶狀體蛋白的含量，發(fā)揮近視眼的保護(hù)作用。

3光照頻率與近視

光照頻率對(duì)近視眼的影響同樣存在最佳的頻率段，過(guò)高或過(guò)低的光照頻率對(duì)近視眼發(fā)展均有促進(jìn)作用。Cheng等[27]用閃爍光刺激(2s開∶2s關(guān))，每分鐘15次，6wk后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組較對(duì)照組產(chǎn)生了明顯的近視表現(xiàn)。Yu等[28]用250lux光照強(qiáng)度，2Hz頻率照射小鼠發(fā)現(xiàn)可以誘導(dǎo)出近視，但這種近視程度低于完全的形覺(jué)剝奪。Di等[29]用不同頻率光線刺激發(fā)現(xiàn)豚鼠，在照明強(qiáng)度為500lux下分別用5、1、0.5、0.25、0.1Hz進(jìn)行晝夜各50%的照明發(fā)現(xiàn)，在0.5Hz產(chǎn)生了眼軸長(zhǎng)度屈光度最大的變化。Di等[30]進(jìn)一步研究認(rèn)為0.5Hz閃爍光刺激可以通過(guò)改變眼視覺(jué)電生理，視網(wǎng)膜組織生長(zhǎng)來(lái)最終改變眼球的正視化過(guò)程。

4單色波長(zhǎng)光與近視

不同波長(zhǎng)的單色光對(duì)近視眼形成的作用不同。多數(shù)研究支持波長(zhǎng)較長(zhǎng)的單色光容易引起近視的觀點(diǎn)。Liu等[31]研究嬰兒恒河猴用準(zhǔn)單色藍(lán)光紅光和白光著色發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)波長(zhǎng)光對(duì)于早期眼的發(fā)育存在負(fù)向作用。Long等[32]研究長(zhǎng)波長(zhǎng)單色光飼養(yǎng)的豚鼠可以誘導(dǎo)出明顯近視，玻璃體腔顯著延長(zhǎng)。Wallace對(duì)不同波長(zhǎng)光線下研究發(fā)現(xiàn)，紅光飼養(yǎng)下的小雞更容易出現(xiàn)近視，而藍(lán)光飼養(yǎng)下容易出現(xiàn)遠(yuǎn)視，且二者在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)變[33]。也就是說(shuō)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光線更容易形成近視，而波長(zhǎng)較短的光線對(duì)近視有正向作用，且這種環(huán)境光線的色彩變化可以引起近視與遠(yuǎn)視之間的互換，這種現(xiàn)象給臨床上近視眼的防治提供了一定的思路。Gawne 等[34]研究發(fā)現(xiàn)用閃爍藍(lán)光可以引起-4.5D的近視，而恒定藍(lán)光刺激只導(dǎo)致-0.9D近視，也說(shuō)明單一短波長(zhǎng)光照有助于延緩近視，且光照波長(zhǎng)與頻率存在交互效應(yīng)。

Prepas[35]研究認(rèn)為鞏膜膠原蛋白可以在紫外線照射下產(chǎn)生硬化重塑，說(shuō)明紫外線的合理照射可以預(yù)防及控制近視眼的發(fā)生。臨床上，紫外線角膜膠聯(lián)技術(shù)已經(jīng)成功運(yùn)用于圓錐角膜，準(zhǔn)分子激光術(shù)后角膜擴(kuò)張等治療。Justin等也有同樣的研究結(jié)論，在用結(jié)膜紫外線自發(fā)熒光，證實(shí)了紫外線的緩慢吸收有助于近視的延緩，且進(jìn)一步證實(shí)了這種作用存在一定程度的劑量依賴性[36]。

但對(duì)于上述觀點(diǎn)，也有不同質(zhì)疑。Maimone[37]認(rèn)為：人類在漫長(zhǎng)的森林進(jìn)化過(guò)程中，適應(yīng)了綠光環(huán)境。因?yàn)樵谶@樣的綠色環(huán)境中，近視將會(huì)是致命因素，因此，認(rèn)為綠光有其獨(dú)特的近視眼防御作用，錯(cuò)誤調(diào)節(jié)綠色信號(hào)的生理機(jī)制可能會(huì)導(dǎo)致眼球過(guò)度發(fā)育從而導(dǎo)致近視。

5總結(jié)與展望

綜上所述，光照強(qiáng)度、周期節(jié)律、頻率以及光波長(zhǎng)等光自然屬性特征與近視發(fā)生發(fā)展存在密切關(guān)系。偏離人眼接受的最佳光照參數(shù)范圍能夠引起眼球發(fā)育異常，近視的發(fā)生發(fā)展。但光照各屬性參數(shù)并不是與近視眼的發(fā)生發(fā)展存在簡(jiǎn)單的線性相關(guān)，而是存在某種程度或范圍的最佳適應(yīng)。且日常生活中更為廣泛存在的是光照各屬性參數(shù)的共存現(xiàn)象，這種光照屬性參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)交互效應(yīng)是如何影響眼球發(fā)育，近視發(fā)展需要更為深入細(xì)致的研究。另外，光照對(duì)眼球發(fā)育影響的分子生物學(xué)機(jī)制尚遠(yuǎn)未闡明。因此，我們需要更為深入的研究各項(xiàng)光照參數(shù)的閾值范圍與近視眼發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，以其對(duì)臨床上兒童近視眼的防控更具有指導(dǎo)價(jià)值，并希望對(duì)光照相關(guān)的法律法規(guī)的制定提供依據(jù)。

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Relationship between light and the development of myopia

Hong-Wei Zhao1,2，Yi-Fei Huang1

1Department of Ophthalmology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China;2Department of Ophthalmology, the No.306 Hospital of PLA, Beijing 100101, China

Correspondence to:Yi-Fei Huang.Department of Ophthalmology, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China. huangyf301@gmail.com

Received：2015-10-05Accepted：2015-12-10

Abstract
?Light is the basis of visual signal generated. Poor lighting phenomenon has an important influence on the refractive state of the eye development. With the trend of younger age of myopia onset, light in visual environment has become an important link of the occurrence and development of myopia. Light intensity, frequency, period rhythm and different wavelengths of light have a close relation with the occurrence and development of myopia. This article reviewed research progress on relation between the above parameters of light and myopia progression.

KEYWORDS:?light;parameter；myopia

DOI:10.3980/j.issn.1672-5123.2016.1.19

收稿日期：2015-10-05 修回日期： 2015-12-10

通訊作者：黃一飛，男，主任醫(yī)師，教授，博士研究生導(dǎo)師，中華醫(yī)學(xué)會(huì)眼科學(xué)會(huì)角膜學(xué)組委員，全軍眼科學(xué)會(huì)屈光學(xué)組組長(zhǎng)，研究方向：角膜病、角膜移植、人工角膜、屈光學(xué).huangyf301@gmail.com

作者簡(jiǎn)介：趙宏偉，男，在職博士研究生，主治醫(yī)師，研究方向：屈光學(xué)。