引言:光,是万物之源,是人类万物赖以生存的给养,人类的耳朵同样离不开光的滋润。一方面,视觉功能如光觉、色觉、形觉,生物节律如昼夜、内分泌、精神心理(非视觉生物效应)离不开光发挥的生理作用。但另一方面,光也会通过热、辐射(红外、紫外)、光物理(白光、蓝光)等作用方法,针对视觉(双眼)、体表(皮肤)等靶组织脏器带来潜在的害处。为此,光是一柄双刃剑,须要扬益避害,充分发挥其对人类健康的优势。蓝光是可见光中波长最短的光,而波长越短,能量越强,穿透力越强。近些年来针对蓝光对耳朵的优劣争辩喧腾,到底该怎么看待?2023年CCOS峰会上,清华学院附属眼耳鼻外科诊所、复旦学院苏州医大学外科学与视觉科学系孙兴怀院长述说了蓝光诱导黄斑损伤的认识及防范举措,为蓝光损伤的认识、预防和干预做出了有力的指导。
从生物学效应,看待蓝光之于黄斑的双刃性
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光照射可通过短暂曝露和常年曝露两种途径造成黄斑损害
短暂曝露(100ms~10s),通过热效应损伤,医疗光凝原理,损害即刻发生,如日蚀性视网膜损伤。
常年曝露(>10s),主要以光物理损伤效应为主,与年纪相关性视网膜变性(AMD)有密切关系,这些损害延后发生。AMD是指黄斑视觉最敏锐处——黄斑发生的病理智改变,视功能损伤特点为中心视力(凝视)不可逆损坏!
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波长、曝露时间、照射能量为光物理损伤的三要素
经过漫长的研究发觉,作用波谱的波长、强度,光源照射方向、时间及距离,眼瞳大小,年纪,巩膜情况等与黄斑光损伤息息相关,一系列临床研究为该观点提供了证据:
有严重AMD的病人(如地图状萎缩)在研究前的20年内有明显高的蓝光暴露水平。
在青光眼切除联合人工巩膜(IOL)植入眼,AMD发生和发展的概率明显小于对侧对照眼。
青光眼切除后若不植入紫外线蓝光吸收性IOL,将造成发生AMD的危险降低。
蓝光对黄斑色素上皮细胞(RPE)的损害在老年人的人工巩膜眼或无巩膜眼里彰显尤其明显。究其缘由,是由于随年纪下降,巩膜蛋白逐步变黄,虽然是对于眼底脂褐素不断蓄积的RPE细胞免受蓝光损伤的一种保护机制,一旦将巩膜切除,这一自身保护作用也就急剧丧失。
随年纪下降,视网膜旁中心凹区域会出现多个小肿块,并不断减小融合,致使地图状萎缩灶(油性AMD)产生;另外,也有可能视网膜区RPE细胞内脂褐素迸发,产生玻璃膜疣,致使新生血管性AMD产生。这两种病理机制通路进展,均会表现为自发萤光降低,蓝光照射可减缓这种病理改变。
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植物实验表明,光照对黄斑的损害是波长依赖的
长波长光照容易造成黄斑损伤,中短波长虽然入射光子量是长波长的两倍,也不易引起相像的损伤。在小鼠曝露于蓝光照射后,黄斑外核层宽度显著变薄、内外节宽度变短、RPE细胞变平,且细胞形态改变,电镜也显示细胞的亚显微结构异常,如线粒体肿大,核致密等。孙院长强调,一系列的研究和临床观察表明:在可见光范围内,长波长的光照射黄斑能形成最大的光毒性;黄斑内层是主要的光毒性靶向,光体会器细胞首先发生自噬;损害血黄斑屏障功能的光照能量阀值为:蓝光50J/cm2、黄光1600J/cm2、白光250J/cm2;造成黄斑损伤的蓝光光照时间为低能量时6h,高能量时10s~1h。
论蓝光导致黄斑损害的机制
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光物理反应
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脂褐素与蓝光损伤
脂褐素是不饱和脂肪酸二溴化的产物,是黄斑中经光迸发后耗氧的主要发色团。A2E(双视黄醛加合物)是脂褐素的主要成份,为不可降解色素,能自发萤光,为疏水萤光团,是一种光敏剂。A2E具有强烈吸收蓝光的特点,使黄斑色素上皮对蓝光敏感性降低。A2E所在的亚细胞结构是光损伤的靶向,主要是溶酶体,也存在于细胞核、线粒体、细胞膜中。
-溶酶体诱因
-线粒体诱因
-细胞膜诱因
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视灰白质与蓝光损伤
视灰白质是生成A2E(双视黄醛加合物)的前体之一。视灰白质中存在吸收蓝光和紫外线的视蛋白,致使黄斑RPE吸收光、产生死亡讯号并传递给光体会器。蓝光诱导光体会器外节形成ROS的过程中须要视紫色质活化。植物实验表明,在小鼠黄斑剥夺了视紫色质后,蓝光诱导的损伤大大减少,不含视紫色质的光体会器完全不发生蓝光暴露损伤。
阐述防范蓝光损害的几项举措
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青光眼切除放疗后植入滤过蓝光的IOL是否可起到保护视网膜、一定程度上防治AMD发生的作用?2012年日本学者研究证明蓝光滤过型IOL对视网膜确有保护作用。但是西班牙的一项研究显示,在眼睛青光眼的病人中,一眼植入UV和蓝光均滤过的IOL,对侧眼仅植入UV滤过型IOL,术后随访5年的视觉质量并进行眼睛比较,结果发觉色盲、暗视和明视对比敏感度,眼睛均无明显差别(2011年法国KaraN)。因而该观点仍存在一定的争议,须要更多更大样本量、更严谨、更科学的研究继续找寻答案。
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人工光源对人类社会文明的推动和对现代生活的贡献毋庸置疑。研究开发新光源的同时要密切强化照明光学与生物光学、医学科学的跨领域、跨学科协作;做好生产质量控制和上市后检测;注意公共卫生,避免光损伤、光污染对人类健康的影响。
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蓝光并非都是有害光,波长455~490nm的蓝光具有调节褪黑素、生物钟的作用;波长435~440nm的蓝光超阀值长时间照射则会对黄斑有损害。因而对于蓝光的认识不应一概而论,其害处应按等级分类:无危险,1类危险,2类危险,3类危险。以正确指导人们,尤其是特殊行业、特殊人群的使用。
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防治保健。实验研究否认视网膜中心凹区含有花青素类色素细胞膜损伤,该区域正常情况下对蓝光诱发的黄斑损害要显著轻于旁中心区域。补充花青素类(花青素,谷物黄质)、DHA(抗氧化、抗炎、神经保护作用)可在一定程度上减少蓝光对黄斑及视网膜的损害。
其实,日常生活中蓝光无处不在,随着LED灯以及LED电子屏的急速发展和广泛应用,使人们接触到越来越多的“人造”蓝光。长波长、高能量蓝光对黄斑的损伤早已得到植物实验的否认,但不是所有蓝光都对耳朵有害细胞膜损伤,“一木棍砍死”的做法也不可取。正确认识蓝光对黄斑的损伤,高风险人群采取防蓝光保护举措,强化人工光源的创新开发和质量监控,不懈探求蓝光对黄斑的影响及防治策略,取其长、避其短,方为维护人类健康的正确之策。