視網膜與光損傷

范 軍/文

視網膜與光損傷

范 軍/文

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

1 視網膜的形成

視網膜是由神經外胚層發育而成的，在胚胎發育過程中，原始視泡內陷形成視杯，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，因此視網膜在病理狀態下，很容易從此分開，造成視網膜脫離。

視杯外層在生長發育當中形成視網膜色素上皮層，始終保持單層細胞，人的胚胎長到4周時，色素上皮細胞內開始出現色素顆粒，到第5周時，則完全充滿色素，色素上皮層在鄰近脈絡膜的一面與玻璃體緊密連結；視網膜共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。

視杯的內層（就是原始視泡內陷部分），在發育過程中進行高度分化和增厚，形成視網膜的感覺層；視杯的內層首先分化為內神經細胞層與外神經細胞層。內神經細胞層發育較晚，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層機構的視網膜；內界膜、神經纖維層、神經節細胞、內網狀層、內核層、外網狀層、外核層、外界膜、視錐和視桿細胞層和色素上皮層。視網膜在解胞結構上，要求在光學方面具有完備的成像功能。

在人眼視網膜的后極部，位于視乳頭的顳側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系的雙極細胞和神經節細胞，均擠到這個區域的周圍，因此這個區域特別薄，在中央凹的中心稱中央小凹，此處只有錐體細胞。黃斑在視網膜中，有其特殊功能，主司辨別物體的顏色、精細形態、明亮程度及探測物體的距離和追隨物體的運動。

2 視網膜的感光與功能轉換

視網膜內有感光細胞層，人類及大多數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生突觸聯系，雙極細胞再和神經節細胞聯系，由節細胞發生的突起在視網膜的表面聚合成束然后穿過脈絡膜和鞏膜后構成視神經，視神經出眼球后穿視神經管入顱腔，經視交叉連于間腦。

物像在視網膜上首先引起光化學反應，從視網膜上提取出感光物質，這些物質在暗處呈紫紅色，受到光照時則迅速褪色而轉為白色。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，剔出視網膜，用適當化學物質如明礬處理視網膜，則可發現動物視網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。這些都說明視網膜上感光物質在光線下所出現的光化學反應。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稱為視紫紅質，它由視蛋白和視黃醛結合而成，視黃醛由維生素轉變而來。視紫紅質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感受器電位，再引起其他視網膜的細胞活動。

視紫紅質在亮處分解，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的基礎。相反在強光下，視紫紅質分解增強，合成減少，視網膜中視紫紅質大為減少，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。視紫紅質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，根據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合物。

視網膜存在著分別對紅、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，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不同有關，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，瞳孔大小調節進入眼內光線的多少，強光時瞳孔縮小，避免視網膜遭受強光的過度刺激，弱光時瞳孔擴大，使增加進入眼內的光量，以保證視網膜對弱光的適應能力，瞳孔縮小還能消除角膜、晶體等屈光中間質的球面差和色差，減少來自周圍不規則光線的干擾，進一步保證物像在視網膜上的清晰性。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，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 視網膜的適宜光刺激及其過量光損傷

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

光以3種方式損傷視網膜：1．如YAG激光由聲波或汽化作用產生的微爆破效應，可對視網膜產生機械性損傷。2．連續波長的激光照射使視網膜溫度高于體溫10°以上時，可對組織的蛋白質產生熱凝作用。3．光化學效應，可對視網膜產生機械性損傷，此時視網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，許多環境光引起的視網膜損傷，主要是化學性損傷而不是熱效應損傷。

光的傳導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化為生理的視覺沖動。光感細胞和周圍的有關細胞體系如消除視網膜所吸收的剩余光子能，可能被有關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，脈絡膜毛細血管的血流能消除有關細胞吸收的能量，產生冷卻作用。又有專家認為細胞漿中的光敏物質，如視紫質、核黃素和維生素A醇也能吸收多余的光子能，引起原發性光動力學反應，產生自由基攻擊視網膜組織，使光感細胞損傷。

慢性光損傷與視網膜性疾病之間可能存在著因果關系，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。國外有關專家提出，視桿和視錐細胞的光感受不斷更新，視感受器內的粗面內質網中，氨基酸前體合成蛋白質，通過內節與外節相連結的纖毛而運送到外節，纖毛頂部的外節可不斷產生，外節盤膜也可被有關細胞吞噬，如果這種生理性更新系統受過多的光照，光的積累作用可使視感受細胞產生不可逆轉的損傷。

環境光也在不同程度地損傷視網膜，國外有關專家觀察兩周內每天在日光下工作3～4小時的海軍人員，發現暗適應閾值明顯升高，當這些人員免受日光照射1天，暗適應閾值恢復正常。戴保護性偏光鏡的人員，暗適應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，發現每日反復進行日光照射能引起暗適應延遲，這種暗適應延遲現象可持續1周；暗適應閾值升高與視力、視野、對比敏感度及辨別力的受損有關。國外有關專家報告了二次世界大戰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視力下降及黃斑區色素改變的癥狀，而在同樣的環境下從事室內工作的其他人員，未見有黃斑色素變化。

日光性視網膜炎為大眾所熟知，在急性階段，中心凹深部組織出現斑黃色滲出，2周后，中心凹出現深紅色孔樣缺損，伴細的色素顆粒沉著，周圍有環狀色素顆粒聚集。在急性期，眼底血管熒光造影在黃色滲出區發現局灶滲漏，晚期患者無滲漏。在上世紀20年代，國外有關專家認為日光性視網膜炎是由于熱效應損傷所引起。又有專家證實注視太陽時的視網膜溫度僅升高2℃，還研究了對光損傷的易感程度，認為日光性視網膜炎的原發性損傷來自化學作用，因為在視網膜受損傷時，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，到目前多數專家認為日光性視網膜炎是光化學損傷的結果。

光照性視網膜及黃斑病變，國外眼科專家在6例行白內障囊外吸除聯合后房型人工晶體植入術的病人中首先發現了光照性黃斑病變，手術時間在1小時30分至1小時50分之間，6例病人均在黃斑旁出現一個特征性的視網膜病灶，局部視網膜水腫，有關細胞脫失，平面視野檢查有暗點，他們認為這與手術顯微鏡有關，用30W的燈泡在手術過程中的照射可誘發視網膜病變。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清晰，眼底正常，光照后發現有關細胞水腫的視網膜病灶，隨后病灶區點狀色素沉著。

光對眼部的損傷和眼的屈光媒質對各種光波的透光率有密切關系，據測定，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，而只損傷視網膜和脈絡膜組織，色素深的眼底能吸收射入眼內的紅寶石激光能量的80%，從而導致視網膜的損傷。

常人有晶體的雙眼能夠吸收波長300～400nm的紫外線波段，所以白內障摘除者光線更容易損傷視網膜，建議白內障術后的病人應佩戴防護眼鏡。紅外線及可見光可投入眼內聚焦在視網膜上，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、甚至輕度視網膜脫離，視野出現中心暗點，輕者可以完全恢復，重者黃斑部發生色素紊亂，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、日照時數多的地方，應佩戴較好的防護眼鏡和偏光鏡以防止視網膜的光損傷。視網膜的光損傷，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生院眼科