光照強度對屈光發育影響的研究進展

【摘要】出生時遠視狀態的模糊視覺刺激促進眼球延長，最終使物像焦點成像于視網膜上而達到正視，稱為“正視化進程”。正視化進程除受遺傳因素控制外，還受到環境因素的干擾，尤其是早期的視覺體驗。近年來的研究發現環境因素中的光照強度可以影響生物屈光發育。

【關鍵詞】正視化；屈光發育；光照強度

【中圖分類號】R722.12 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949（2014）08-0671-01

近視是危害視功能與視覺質量的最常見原因，人群患病率高達20%-80%[1]。并且病理性近視已成為第二大致盲眼病。因此研究近視眼發生發展的機制是我國乃至全球公共衛生工作的重點之一。

一般情況下，多數幼年動物的眼球屈光狀態與其眼軸的長度并不吻合，表現為一定度數的遠視。外界視覺刺激對眼球的發育發揮調控作用，眼球壁向著物像焦點的方向生長，直到眼軸長度與屈光狀態達到匹配，外界的物體始能聚焦在視網膜上形成相對清晰的物像，這一過程被稱為正視化過程。該過程除受先天遺傳因素影響外，還接受視覺刺激這一重要輸入信號的調控[2]。處于發育期的眼球一旦受到異常的視覺刺激，可導致眼球正視化調定點的改變，以適應新的視覺刺激，使眼球原生長模式的破壞和新生長模式的產生，最終導致屈光狀態的改變，出現近視或者遠視。光照強度作為重要的視覺刺激因素之一，在眼球屈光發育過程中的作用逐漸被人們認識。本文主要闡述其對屈光發育影響的研究進展。

1、光照強度對屈光發育影響的流行病學調查發現

近年大量流行病學調查發現戶外活動是抑制近視發生發展的一個獨立保護因素[3-5]。如French AN及Guo Y等調查發現，戶外活動少的兒童比經常參加戶外活動的兒童更易發生近視[3-4]。他們分析認為，這一保護作用并不是因為“減少了近距離用眼”的時間[6]，也不是因為“戶外進行了運動”的關系[7]，而是與“戶外時間”的長短直接相關[1]，這提示了室外光源與室內光源的性質差異可能是戶外活動抑制近視發展的一個重要原因[8]。為進一步研究光強度對近視的影響，目前國外已開展光照強度與屈光發育的關系的動物實驗研究。Cohen Y等人研究發現，小雞接受的光照強度越高，其角膜的平坦程度和遠視度數越大[9]。Ashby R等人將佩戴半透明鏡片的小雞置于15000Lux光照強度下飼養4天后發現，同放置于500Lux的正常強度相比，該處理組小雞眼軸較短，誘導出的近視度數較少[10]。這些研究支持了高光照強度是近視發展的阻遏因素之一。

2、光照強度對屈光發育影響的分子生物學研究進展

近年來近視眼的機制研究已經逐步從物理性指標（屈光、軸長）及組織層次（視網膜、鞏膜）向生化指標深入。其中堿性成纖維細胞生長因子（basic Fibroblast Growth Factor，bFGF）和轉化生長因子-β（Transforming Growth Factor-β，TGF-β）是目前研究的熱點。

新近研究已經發現，bFGF和TGF-β與近視的發生發展密切相關[11-13]。通過近視動物模型的形態學研究發現，近視眼球的鞏膜纖維層變薄，后極部鞏膜膠原、蛋白多糖等含量明顯減少，膠原纖維出現超微結構的變化。而bFGF和TGF-β的一個最重要的生理功能就是參與細胞外基質的代謝。現在已知，bFGF可刺激血管內皮細胞中基質金屬蛋白酶釋放[14]。而TGF-β一方面激活基質蛋白的基因轉錄，刺激基質蛋白的合成和分泌[15]，另一方面則抑制蛋白溶解酶的合成[16]，增加蛋白酶抑制因子的合成。由此，bFGF和TGF-β極可能通過鞏膜成纖維細胞的受體，通過對細胞外基質合成與降解調控作用參與鞏膜基質重塑，從而參與近視調控。另外Rohrer B等研究發現視網膜色素上皮（retinal pigment epithelium，RPE）細胞分泌的bFGF和TGF-β分別在鞏膜生長中起“停止”和“啟動”作用，如二者失衡則導致鞏膜的異常生長[17]。

3.結語

隨著社會的進步，人類暴露于各種人造光源的時間越來越長。不恰當的光照會引起結膜炎、角膜炎、白內障，以及各種眼底病等眼部病變。如上所述，人造光源中的光強度還可對眼球屈光狀態發育造成一定的影響。目前這些從動物身上獲取的實驗結果，將有力于我們對人類光照與眼球屈光發育關系的進一步研究，對于以后開展兒童近視的防治工作具有重要的指導作用。

參考文獻

[1]French AN， Ashby RS， Morgan IG， Rose KA. Time outdoors and the prevention of myopia. Exp Eye Res. 2013. 114： 58-68

[2]Wallman J， Winawer J. Homeostasis of eye growth and the question of myopia. Neuron. 2004. 43（4）： 447-68

[3]French AN， Morgan IG， Mitchell P， Rose KA. Risk factors for incident myopia in Australian schoolchildren： the Sydney adolescent vascular and eye study. Ophthalmology. 2013. 120（10）： 2100-8.

[4]Guo Y， Liu LJ， Xu L， et al. Outdoor activity and myopia among primary students in rural and urban regions of Beijing. Ophthalmology. 2013. 120（2）： 277-83.

[5]Fujiwara M， Hasebe S， Nakanishi R， Tanigawa K， Ohtsuki H. Seasonal variation in myopia progression and axial elongation： an evaluation of Japanese children participating in a myopia control trial. Jpn J Ophthalmol. 2012. 56（4）： 401-6.

[6]Dirani M， Tong L， Gazzard G， et al. Outdoor activity and myopia in Singapore teenage children. Br J Ophthalmol. 2009. 93（8）： 997-1000.

[7]Rose KA， Morgan IG， Ip J， et al. Outdoor activity reduces the prevalence of myopia in children. Ophthalmology. 2008. 115（8）： 1279-85.

[8]Fujikado T. [A review 54. Prevention of myopia progression in children]. Nippon Ganka Gakkai zasshi. 2013. 117（4）： 397-406.

[9] Cohen Y， Belkin M， Yehezkel O， Avni I， Polat U. Light intensity modulates corneal power and refraction in the chick eye exposed to continuous light. Vision Res. 2008. 48（21）： 2329-35.

[10] Ashby R， Ohlendorf A， Schaeffel F. The Effect of Ambient Illuminance on the Development of Deprivation Myopia in Chicks. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2009. 50： 5348-5354.

[11]Tian XD， Cheng YX， Liu GB， et al. Expressions of type I collagen， alpha2 integrin and beta1 integrin in sclera of guinea pig with defocus myopia and inhibitory effects of bFGF on the formation of myopia. Int J Ophthalmol. 2013. 6（1）： 54-8.

[12]McBrien NA. Regulation of scleral metabolism in myopia and the role of transforming growth factor-beta. Exp Eye Res. 2013. 114： 128-40.

[13]Chen BY， Wang CY， Chen WY， Ma JX. Altered TGF-beta2 and bFGF expression in scleral desmocytes from an experimentally-induced myopia guinea pig model. Graefe's archive for clinical and experimental ophthalmology = Albrecht von Graefes Archiv fur klinische und experimentelle Ophthalmologie. 2013. 251（4）： 1133-44.

[14]Presta M， Moscatelli D， Joseph-Silverstein J， Rifkin DB. Purification from a human hepatoma cell line of a basic fibroblast growth factor-like molecule that stimulates capillary endothelial cell plasminogen activator production， DNA synthesis， and migration. Mol Cell Biol. 1986. 6（11）： 4060-6.

[15]Ignotz RA， Massague J. Transforming growth factor-beta stimulates the expression of fibronectin and collagen and their incorporation into the extracellular matrix. J Biol Chem. 1986. 261（9）： 4337-45.

[16]Edwards DR， Murphy G， Reynolds JJ， et al. Transforming growth factor beta modulates the expression of collagenase and metalloproteinase inhibitor. EMBO J. 1987. 6（7）： 1899-904.

[17]Rohrer B， Stell WK. Basic fibroblast growth factor （bFGF） and transforming growth factor beta （TGF-beta） act as stop and go signals to modulate postnatal ocular growth in the chick. Exp Eye Res. 1994. 58（5）： 553-61.