光照與近視發生發展的關系

趙宏偉，黃一飛

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

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·文獻綜述·

光照與近視發生發展的關系

趙宏偉1,2，黃一飛1

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

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

摘要

光是視覺信號產生的基礎。不良的光照現象對眼屈光狀態的發育有重要影響。隨著近視眼的低齡化發病趨勢，視覺環境中光的因素已經成為近視發生和發展的重要環節。光照強度、頻率、周期節律變化以及不同光波長均與近視的發生和發展有著密切關系。本文就光照的上述基本屬性參數與近視關系的研究進行綜述。

關鍵詞：光照；參數；近視

引用：趙宏偉，黃一飛.光照與近視發生發展的關系.國際眼科雜志2016;16(1):74-76

0引言

近視是一個普遍性難題，其居高不下的發病率和不斷提前的發病年齡，嚴重影響著人們的視覺質量和生活質量[1]。光是人眼視網膜成像質量的先決條件。人眼在長期與光環境的適應過程中，產生了對光屬性特征的和諧依賴。不良的光照現象將產生不正確的視覺信號，后者會引起眼球和視覺系統的異常發育，導致近視的發生和發展[2]。本文就光照強度、周期節律、頻率以及光波長等光屬性特征與近視發生發展關系的研究進行綜述。

1光照強度與近視

1.1明亮光與近視一定強度的明亮光具有對近視眼發展的保護作用，且在一定范圍內隨著光照強度的升高，這種近視保護作用逐漸增強。Ashby等[3]研究小組證實了光強度作為單一因素，在一定范圍內有助于近視的延緩。該研究小組用不同強度的光照射形覺剝奪性小雞近視眼模型后發現：與普通光照強度相比(500lx)，隨著光照強度的提高(15000lx和30000lx)，延緩近視的作用逐漸增強，而低于普通光照明強度(50lx)并不能誘導出更明顯的近視。Ashby等[4]在用透鏡誘導的小雞近視眼模型研究中也證實，提高光照強度可以部分抵消負透鏡誘導的近視眼發展，并進一步證實這種保護效應是通過提高多巴胺水平實現的。Hua等[5]研究顯示，適當提高學校教室內光照亮度可以顯著降低兒童近視眼的發生率，延緩近視度數和眼軸的進展。上述研究不足之處在于沒有就近視眼發生和發展的光照閾值強度進行進一步探討。Karouta等[6]對光強度的閾值與近視眼關系進行了動物模型的研究，發現每日接受4000lx的光照強度可以避免形覺剝奪型近視的發生。且隨著光照強度的降低，形覺剝奪型近視的發生率和進展程度逐漸升高。自然光的光照強度大約在500lx左右，因此，上述研究結論在人類兒童近視眼防控的借鑒意義遠遠不夠。Backhouse等[7]對形覺剝奪性近視的小雞研究發現，增強全天的光線強度比增加每天2h的強度，近視眼的抑制作用更強，該研究結論進一步推測，青少年近視眼預防治療短期提高光線強度要遜色于長期提高光線強度。

1.2明亮光抑制近視發展的機制研究明亮光照射抑制近視眼發展的可能機制為提高多巴胺水平的釋放。多巴胺是調控眼發育的視網膜神經遞質之一，在眼正視化過程中發揮重要作用。已經證實在形覺剝奪性近視眼中視網膜多巴胺水平的抑制可以加速近視發展[8]。Cohen 等[9]對不同可見光強度的研究中發現，在較低照度水平飼養的小雞更容易發生近視，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]進一步研究發現，這種在低照度水平飼養下發生近視的小雞模型眼伴隨著視網膜多巴胺的低水平表達，隨著光照強度的提高，視網膜多巴胺水平釋放增加，近視眼進展減緩。諸多研究[11-13]顯示戶外運動較多的人群，近視眼的發生率較低。Feldkaemper等[14]認為這種戶外運動對近視眼的保護作用部分歸功于明亮光提高了視網膜多巴胺水平，從而延緩近視眼的發展。但Romeo等[15]研究顯示，但隨著光照強度的進一步增強，成為一種白光污染現象時，高強度的光照射可以抑制人體內多巴胺的合成，成為近視眼發展的促進因素。因此，適度的光照強度是近視眼的保護因素，而過高或過低的光照均不利于近視眼的防控。

1.3過強光與近視盡管一定程度的提高光照強度可以延緩近視眼發生，但強度過高的光照即白光污染也可以產生近視。在用小雞的動物模型研究發現：將出生1d的小雞置于四周均為白墻面的地板上,白熾燈連續照射(白光污染)生長6wk后，小雞的眼軸及屈光度增長,可誘發出近視眼模型[16]。據測定：白粉墻光反射系數值69%～80%，鏡面玻璃光反射系數82%～88%，特別是光滑的粉墻和潔白的書籍紙張系數值高達90%以上。視覺環境中的這種白光污染在生活中已經成為近視眼發展的重要因素。

1.4過強光引起近視的可能機制過強光導致一定程度的形覺剝奪，可能是近視眼發展的機制之一。眼的生長發育依賴于外界光線的合適刺激。視網膜的形覺剝奪是近視眼發生，尤其在眼正視化過程中近視眼發生的重要原因[17]。而過強光使視網膜不能接受清晰的物像，在一定程度產生了形覺剝奪，后者通過對鞏膜的重塑，最終引起眼球的異常發育[18-19]。過強光導致近視眼發展的另一種解釋為調節過度。過強光可能通過引起眼的過度調節，導致近視發生或進展。Schaeffel等[20]認為眼的正常發育除了視網膜需感知清晰物像之外，睫狀肌也需要感受正常的調節張力。人眼所能接受或長時間適應的是強度適中，節律合理的可見光。而過強光可以造成人眼睫狀肌異常的調節張力，久而久之，睫狀肌即處于痙攣狀態，逐漸形成近視。

2光照周期與近視

人眼在適應正常的生物節律過程中，產生了與人體本身生物節律的和諧適應。偏離人眼正常的光照生物節律周期對近視眼的發生將是一種不利因素。一般認為，正常的光照周期約為：光/暗=12h/12h。當這種光照周期節律發生變化時，眼球的屈光狀態也隨之變化。一種極端降低光/暗比值的光照周期現象如全部的暗環境，也就是完全的形覺剝奪。Vannas等[21]的一項研究，顯示居住在極晝極夜的北極圈，近視眼新兵發生率較高，也佐證了眼發育存在合理的光照周期現象。而當偏離正常光照周期，增加光/暗比值時，也可以引起近視眼的發生。

Lan等[22]研究發現，每天持續1～2h的光照對于形覺剝奪型近視沒有抑制作用，當每天光照時間達到5h以上時，即具有近視眼的抑制作用，每天光照時間在10h以上時并沒有更強的近視眼抑制作用。Li等[23]的研究顯示，持續給予24h光照可以引起幼雞玻璃體腔延伸或前房深度增加，且這種效應是可逆的，將其給予正常光照周期時，誘導的近視可以自行恢復，進一步的研究認為，這種近視的發生可能與光照節律變化時褪黑素的釋放有關。Padmanabhan等[24]研究發現，用透鏡誘導的遠視幼雞模型在正常光環境飼養下2wk可以恢復正常的屈光狀態，但給予持續光照后1wk就可以恢復。提示連續的光照飼養可以破壞正視化進程。

光照的不同節律變化對近視形成的貢獻有所不同。Zhou等[25]用小鼠飼養于3種不同的光/暗周期(18h/6h；12h/12h和6h/18h)，發現當延長照明時間時，可以引起小鼠玻璃體腔及眼軸延長、近視的發展。陳紅娟等[16]用出生1d的小雞在白熾燈連續照射6wk后，即完全破壞正常光照的晝夜節律，也誘發了近視眼的發展。Lan等[22]和Simon等認為存在最佳的明暗節律現象，在光線明亮的低頻周期的飽和效應可以提供最強的抑制作用[7]。Li等[26]在用20Hz的閃爍光誘發的形覺剝奪性近視眼研究中，發現這種周期性的光照可能通過增加眼晶狀體蛋白的含量，發揮近視眼的保護作用。

3光照頻率與近視

光照頻率對近視眼的影響同樣存在最佳的頻率段，過高或過低的光照頻率對近視眼發展均有促進作用。Cheng等[27]用閃爍光刺激(2s開∶2s關)，每分鐘15次，6wk后發現實驗組較對照組產生了明顯的近視表現。Yu等[28]用250lux光照強度，2Hz頻率照射小鼠發現可以誘導出近視，但這種近視程度低于完全的形覺剝奪。Di等[29]用不同頻率光線刺激發現豚鼠，在照明強度為500lux下分別用5、1、0.5、0.25、0.1Hz進行晝夜各50%的照明發現，在0.5Hz產生了眼軸長度屈光度最大的變化。Di等[30]進一步研究認為0.5Hz閃爍光刺激可以通過改變眼視覺電生理，視網膜組織生長來最終改變眼球的正視化過程。

4單色波長光與近視

不同波長的單色光對近視眼形成的作用不同。多數研究支持波長較長的單色光容易引起近視的觀點。Liu等[31]研究嬰兒恒河猴用準單色藍光紅光和白光著色發現，長波長光對于早期眼的發育存在負向作用。Long等[32]研究長波長單色光飼養的豚鼠可以誘導出明顯近視，玻璃體腔顯著延長。Wallace對不同波長光線下研究發現，紅光飼養下的小雞更容易出現近視，而藍光飼養下容易出現遠視，且二者在一定條件下可以互相轉變[33]。也就是說，波長較長的光線更容易形成近視，而波長較短的光線對近視有正向作用，且這種環境光線的色彩變化可以引起近視與遠視之間的互換，這種現象給臨床上近視眼的防治提供了一定的思路。Gawne 等[34]研究發現用閃爍藍光可以引起-4.5D的近視，而恒定藍光刺激只導致-0.9D近視，也說明單一短波長光照有助于延緩近視，且光照波長與頻率存在交互效應。

Prepas[35]研究認為鞏膜膠原蛋白可以在紫外線照射下產生硬化重塑，說明紫外線的合理照射可以預防及控制近視眼的發生。臨床上，紫外線角膜膠聯技術已經成功運用于圓錐角膜，準分子激光術后角膜擴張等治療。Justin等也有同樣的研究結論，在用結膜紫外線自發熒光，證實了紫外線的緩慢吸收有助于近視的延緩，且進一步證實了這種作用存在一定程度的劑量依賴性[36]。

但對于上述觀點，也有不同質疑。Maimone[37]認為：人類在漫長的森林進化過程中，適應了綠光環境。因為在這樣的綠色環境中，近視將會是致命因素，因此，認為綠光有其獨特的近視眼防御作用，錯誤調節綠色信號的生理機制可能會導致眼球過度發育從而導致近視。

5總結與展望

綜上所述，光照強度、周期節律、頻率以及光波長等光自然屬性特征與近視發生發展存在密切關系。偏離人眼接受的最佳光照參數范圍能夠引起眼球發育異常，近視的發生發展。但光照各屬性參數并不是與近視眼的發生發展存在簡單的線性相關，而是存在某種程度或范圍的最佳適應。且日常生活中更為廣泛存在的是光照各屬性參數的共存現象，這種光照屬性參數的網絡交互效應是如何影響眼球發育，近視發展需要更為深入細致的研究。另外，光照對眼球發育影響的分子生物學機制尚遠未闡明。因此，我們需要更為深入的研究各項光照參數的閾值范圍與近視眼發生發展的關系，以其對臨床上兒童近視眼的防控更具有指導價值，并希望對光照相關的法律法規的制定提供依據。

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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，主任醫師，教授，博士研究生導師，中華醫學會眼科學會角膜學組委員，全軍眼科學會屈光學組組長，研究方向：角膜病、角膜移植、人工角膜、屈光學.huangyf301@gmail.com

作者簡介：趙宏偉，男，在職博士研究生，主治醫師，研究方向：屈光學。