藍(lán)光與眼健康

文/戴錦暉 （復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院）

藍(lán)光與眼健康

文/戴錦暉 （復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院）

正確了解藍(lán)光，合理利用藍(lán)光，能幫助人們獲得更好的視覺質(zhì)量。

1 目前對藍(lán)光危害的認(rèn)識

藍(lán)光是自然光線的重要組成部分，藍(lán)光危害指的是由波長主要介于400nm~500nm（短波長光）的輻射照射后引起的光化學(xué)作用，導(dǎo)致視網(wǎng)膜的損傷?？梢姽庵兴{(lán)光對視網(wǎng)膜敏感性最高、穿透力最強(qiáng)，因而產(chǎn)生的光化學(xué)損傷作用最強(qiáng)。

角膜吸收295nm以下的紫外線，晶狀體吸收大部分400nm以下的紫外線，但部分藍(lán)光可以穿透晶狀體到達(dá)視網(wǎng)膜，含有高光子能量，因此許多學(xué)者認(rèn)為藍(lán)光最具有危害性，其對視網(wǎng)膜可造成光化學(xué)損害，加速黃斑區(qū)細(xì)胞的氧化損傷。

晶狀體吸收大部分400nm以下的紫外線

2 藍(lán)光導(dǎo)致的光損傷

藍(lán)光引起的光損傷主要影響視桿細(xì)胞及色素上皮層（RPE），Sparrow等研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光照后產(chǎn)生的氧自由基是損傷RPE的主要原因，其中主要的光敏劑——脂褐素，引發(fā)年齡相關(guān)性黃斑變性。

RPE細(xì)胞內(nèi)光敏劑是脂褐素的核心熒光基團(tuán)，主要吸收430nm波長的光線，不僅具有自發(fā)熒光的特性，而且具有光毒性，可以產(chǎn)生氧自由基造成細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)溶酶體膜的損傷，增加對藍(lán)光損傷的敏感性。N亞視黃基-N.視黃基-乙醇胺（N-retinyl—N·retinylidene ethanolamine，A2E）藍(lán)光還能直接對含有A2E的RPE細(xì)胞的DNA造成損傷，這種損傷與藍(lán)光的照射時間有關(guān)。對人RPE細(xì)胞的體外實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)藍(lán)光LED照射的細(xì)胞將失去生存活力，活性氧化簇明顯增加，細(xì)胞出現(xiàn)凋亡。

3 動物及細(xì)胞試驗中藍(lán)光光損傷機(jī)制

4 光損傷細(xì)胞試驗中存在的問題

實驗研究中常用的培養(yǎng)基中存在光敏物質(zhì)核黃素，核黃素在光照反應(yīng)后可對細(xì)胞產(chǎn)生殺傷作用。研究者認(rèn)為，由于RPE細(xì)胞的死亡導(dǎo)致了感光細(xì)胞的丟失而出現(xiàn)了AMD。Kuse等研究發(fā)現(xiàn)LED燈產(chǎn)生的藍(lán)光使活性氧產(chǎn)物增加導(dǎo)致視網(wǎng)膜視錐細(xì)胞損傷。該實驗中采用DMEM培養(yǎng)基對視錐細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，目前，這種合成培養(yǎng)基被廣泛運(yùn)用于動物細(xì)胞的培養(yǎng)，其中含有核黃素是光敏劑，它在近紫外光及可見光的照射下可產(chǎn)生光致氧化反應(yīng)而產(chǎn)生對細(xì)胞的殺傷作用。

因此，該研究中視錐細(xì)胞的損傷不能排除是核黃素在光照下反應(yīng)后產(chǎn)生了細(xì)胞殺傷作用導(dǎo)致的。由于這種可能性的存在，RPE細(xì)胞的損傷有可能有核黃素在光照下反應(yīng)后產(chǎn)生的細(xì)胞殺傷作用參與。

5 藍(lán)光的作用

◆ 調(diào)節(jié)生理節(jié)律

美國布朗大學(xué)的David在2002年發(fā)現(xiàn)光敏感的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（ipRGC），它含有的視黑素，主要負(fù)責(zé)人體的非視覺生物效應(yīng)，參與生理節(jié)律的調(diào)控。視黑素受體的敏感波段在459nm~485nm，即藍(lán)光波長段。從而嚴(yán)重影響人體的生理節(jié)律。研究發(fā)現(xiàn)人類睡眠過程中暴露于藍(lán)光中 6.5小時，其黑視素的分泌量為暴露在綠光中的兩倍。

藍(lán)光通過影響視黑素的分泌，從而調(diào)節(jié)心率、警覺、睡眠、體溫、基因表達(dá)等。生理節(jié)律的紊亂, 對人體健康極為不利。近年的流行病學(xué)研究表明，生理節(jié)律的破壞可能是乳腺癌和結(jié)直腸癌高發(fā)率的一個重要原因。

◆ 影響暗視力

視桿細(xì)胞產(chǎn)生暗視力。視桿細(xì)胞的感光色素（視紫紅質(zhì)）吸收光量子數(shù)的峰值在498nm（藍(lán)光波段），藍(lán)光主要作用于視桿細(xì)胞，暗視覺敏感度依賴于視桿細(xì)胞的感光色素——視紫紅質(zhì)所吸收的光量子數(shù)。此吸收可能依賴于波長，而且吸收最大峰值大約在498nm。

隨年齡增長，晶狀體透光性下降，藍(lán)光濾過增加，視桿細(xì)胞數(shù)量下降可以減少30%，導(dǎo)致暗視力的敏感性下降。

Boettner及Woher發(fā)現(xiàn)，53歲老年人的晶狀體渾濁導(dǎo)致夜視力下降33%，而75歲老年人達(dá)到75%。年齡每增加10歲，暗視力敏感性下降0.08log單位，明視力下降0.04log單位，因此老年人暗視力下降程度比明視力下降程度大，導(dǎo)致老年人在昏暗環(huán)境中出現(xiàn)視覺障礙，影響老年人生活質(zhì)量，使老年人摔倒的危險性增加。

有實驗證實，植入藍(lán)光濾過型人工晶狀體可降低14%～25%的暗視敏感度。

隨年齡增長晶狀體在各個波段透光性均下降

◆影響屈光發(fā)育

從心理物理學(xué)角度來說，眼睛作為視覺刺激的感受器，接受的信息量除了光覺（感知亮度信息）和形覺（感知形狀信息）外，還包括色覺（感知顏色信息）。已有研究證實光學(xué)離焦和形覺剝奪均可導(dǎo)致眼軸增長而形成近視。

目前，多數(shù)研究支持不同單色光與眼球的生長發(fā)育和屈光的變化密切相關(guān)，即長波長光聚焦在視網(wǎng)膜之后能促進(jìn)眼球的增長形成相對近視，短波長光聚焦在視網(wǎng)膜之前能抑制眼球的生長產(chǎn)生相對遠(yuǎn)視。

流行病學(xué)調(diào)査發(fā)現(xiàn)（Qian，2009），先天性色覺異常近視少，眼軸短。將小雞、豚鼠及恒河猴飼養(yǎng)于不同波長的光環(huán)境中發(fā)現(xiàn)長波長光組動物產(chǎn)生相對近視，而短波長光（藍(lán)光）組產(chǎn)生相對遠(yuǎn)視。

Foulds等研究發(fā)現(xiàn)在藍(lán)光中形成遠(yuǎn)視，而在紅光中形成近視的小雞，轉(zhuǎn)到短波長光環(huán)境中可以變成遠(yuǎn)視。說明在小雞模型中，藍(lán)光可影響屈光發(fā)育并可將已經(jīng)存在的近視逆轉(zhuǎn)。

Jiang等研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光可干預(yù)豚鼠光學(xué)離焦性近視的進(jìn)展且豚鼠脈絡(luò)膜增厚。將佩戴-5.00D鏡片的豚鼠分別飼養(yǎng)于藍(lán)光及白光條件中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)藍(lán)光組較白光組偏遠(yuǎn)視約 1.20D，藍(lán)光中光學(xué)離焦性近視發(fā)展減緩，同時玻璃體腔延長變慢。

色光干預(yù)屈光發(fā)育的機(jī)制可能與不同單色光的色差所導(dǎo)致的光學(xué)離焦有關(guān)，但同時我們的研究發(fā)現(xiàn)藍(lán)光和綠光兩種色光導(dǎo)致的屈光度數(shù)相差達(dá)－6.00D，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過兩種色光的縱向色相差（-1.50D），出現(xiàn)了對光學(xué)離焦的過補(bǔ)償現(xiàn)象，因此色光干預(yù)引起的屈光異常除了光學(xué)離焦外還可能存在其他作用機(jī)制。

Chu等研究發(fā)現(xiàn)在采用不含核黃素等光敏物質(zhì)的培養(yǎng)基對 RPE細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)的條件下，藍(lán)光照射可以導(dǎo)致肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）合成的減少，而HGF可調(diào)控鞏膜中重要的酶類——基質(zhì)金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）的表達(dá)。藍(lán)光可能通過減少HGF的表達(dá)從而抑制近視的進(jìn)展。

6 生活中的藍(lán)光

發(fā)光二極管（1ightemitting diode，LED）照明產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域目前正在不斷擴(kuò)大，被廣泛應(yīng)用于指示、裝飾、背光源及普通照明等領(lǐng)域，同時在電腦、手機(jī)以及電視顯示屏中也逐步展開應(yīng)用。LED 主要通過藍(lán)光芯片激發(fā)黃光熒光粉發(fā)出白光，因此在高色溫的情況下，光源光譜中的藍(lán)光波段存在一個很強(qiáng)的波峰。隨著LED使用的日益廣泛，人們開始關(guān)注其在光生物安全方面的問題，尤其是藍(lán)光對人眼視網(wǎng)膜的影響。

LED燈藍(lán)光照明有害么?

國內(nèi)外的權(quán)威機(jī)構(gòu)、組織和專家對LED的藍(lán)光危害進(jìn)行了各種測試和評估，使國際上有了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)對燈具和燈系統(tǒng)的制作提出了具體的要求，規(guī)定了其輻射限值，以避免對人體產(chǎn)生危害。

IEC6247 1藍(lán)光安全標(biāo)準(zhǔn) (按照注視時間)

零類危害： t> 10000s

一類危害： 100s≤t< 10000s

二類危害： 0. 25s≤t<100s

三類危害： t≤ 0.25s

此標(biāo)準(zhǔn)適用于激光以外的一切光源，已被各國廣泛接受。

目前被用作 LED照明的基本為零類和一類危害，如果是二類危害則有強(qiáng)制性標(biāo)簽（眼睛不能盯著看）。國內(nèi)外政府機(jī)構(gòu)和照明行業(yè)協(xié)會對各類燈和燈系統(tǒng)的光生物安全，開展了深入的研究和比較測試。

據(jù)上海市照明產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站檢測（2013. 12）發(fā)現(xiàn)，在27個不同來源的LED樣品中，14個屬于無危害類， 13個屬于一類危害類。LED的藍(lán)光危害和其他光源是相近的，均在安全閾值之內(nèi)，這些光源和燈具按照正常途徑使用，對人眼無害。使用者應(yīng)避免直視高亮度的點光源。對室內(nèi)普通照明，如果能夠?qū)?LED的最大亮度或者照度控制在一個安全的范圍內(nèi)，如100kcd·m-2或者1000lx以內(nèi)，那么這些產(chǎn)品的藍(lán)光危害非常小。

7 藍(lán)光是否需要防護(hù)

動物和組織培養(yǎng)的數(shù)據(jù)所證明的高強(qiáng)度藍(lán)光暴露與長期、慢性、低強(qiáng)度的光輻射所致人眼的損傷結(jié)果是不同的。到目前為止，尚沒有充足的直接證據(jù)證明人類眼底感光細(xì)胞的損傷、AMD的發(fā)生是由藍(lán)光引起的。流行病學(xué)調(diào)査關(guān)于藍(lán)光引起RPE細(xì)胞凋亡、最終導(dǎo)致AMD的報道結(jié)果尚有爭議。

藍(lán)光并不是唯一能到達(dá)眼底引起視網(wǎng)膜感光細(xì)胞和RPE細(xì)胞損傷的波段。藍(lán)光濾過型人工晶狀體的常規(guī)使用意見不一。藍(lán)光的不合理過濾會影響人類的暗視力、生理節(jié)律以及色覺平衡。

8 小結(jié)

藍(lán)光具有調(diào)節(jié)生理節(jié)律、產(chǎn)生暗視力以及影響屈光發(fā)育等重要作用。

包括LED在內(nèi)的普通照明光源，通過合理的設(shè)計，藍(lán)光危害可以降低到無危險類或者低危險類水平，可在日常生活安全使用。

藍(lán)光防護(hù)應(yīng)主要用于高亮度光源的環(huán)境以及避免直視高亮度的點光源。

對于較短波長的藍(lán)光（400nm ~440nm）和較長波長的藍(lán)光440nm ~500nm，可選擇性過濾。 o