藍光與眼健康

文/戴錦暉 （復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院）

藍光與眼健康

文/戴錦暉 （復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫院）

正確了解藍光，合理利用藍光，能幫助人們獲得更好的視覺質量。

1 目前對藍光危害的認識

藍光是自然光線的重要組成部分，藍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作用，導致視網膜的損傷。可見光中藍光對視網膜敏感性最高、穿透力最強，因而產生的光化學損傷作用最強。

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，但部分藍光可以穿透晶狀體到達視網膜，含有高光子能量，因此許多學者認為藍光最具有危害性，其對視網膜可造成光化學損害，加速黃斑區細胞的氧化損傷。

晶狀體吸收大部分400nm以下的紫外線

2 藍光導致的光損傷

藍光引起的光損傷主要影響視桿細胞及色素上皮層（RPE），Sparrow等研究發現藍光照后產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，引發年齡相關性黃斑變性。

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

3 動物及細胞試驗中藍光光損傷機制

4 光損傷細胞試驗中存在的問題

實驗研究中常用的培養基中存在光敏物質核黃素，核黃素在光照反應后可對細胞產生殺傷作用。研究者認為，由于RPE細胞的死亡導致了感光細胞的丟失而出現了AMD。Kuse等研究發現LED燈產生的藍光使活性氧產物增加導致視網膜視錐細胞損傷。該實驗中采用DMEM培養基對視錐細胞進行培養，目前，這種合成培養基被廣泛運用于動物細胞的培養，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生光致氧化反應而產生對細胞的殺傷作用。

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

5 藍光的作用

◆ 調節生理節律

美國布朗大學的David在2002年發現光敏感的視網膜神經節細胞（ipRGC），它含有的視黑素，主要負責人體的非視覺生物效應，參與生理節律的調控。視黑素受體的敏感波段在459nm~485nm，即藍光波長段。從而嚴重影響人體的生理節律。研究發現人類睡眠過程中暴露于藍光中 6.5小時，其黑視素的分泌量為暴露在綠光中的兩倍。

藍光通過影響視黑素的分泌，從而調節心率、警覺、睡眠、體溫、基因表達等。生理節律的紊亂, 對人體健康極為不利。近年的流行病學研究表明，生理節律的破壞可能是乳腺癌和結直腸癌高發率的一個重要原因。

◆ 影響暗視力

視桿細胞產生暗視力。視桿細胞的感光色素（視紫紅質）吸收光量子數的峰值在498nm（藍光波段），藍光主要作用于視桿細胞，暗視覺敏感度依賴于視桿細胞的感光色素——視紫紅質所吸收的光量子數。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，藍光濾過增加，視桿細胞數量下降可以減少30%，導致暗視力的敏感性下降。

Boettner及Woher發現，53歲老年人的晶狀體渾濁導致夜視力下降33%，而75歲老年人達到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，導致老年人在昏暗環境中出現視覺障礙，影響老年人生活質量，使老年人摔倒的危險性增加。

有實驗證實，植入藍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

◆影響屈光發育

從心理物理學角度來說，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）。已有研究證實光學離焦和形覺剝奪均可導致眼軸增長而形成近視。

目前，多數研究支持不同單色光與眼球的生長發育和屈光的變化密切相關，即長波長光聚焦在視網膜之后能促進眼球的增長形成相對近視，短波長光聚焦在視網膜之前能抑制眼球的生長產生相對遠視。

流行病學調査發現（Qian，2009），先天性色覺異常近視少，眼軸短。將小雞、豚鼠及恒河猴飼養于不同波長的光環境中發現長波長光組動物產生相對近視，而短波長光（藍光）組產生相對遠視。

Foulds等研究發現在藍光中形成遠視，而在紅光中形成近視的小雞，轉到短波長光環境中可以變成遠視。說明在小雞模型中，藍光可影響屈光發育并可將已經存在的近視逆轉。

Jiang等研究發現藍光可干預豚鼠光學離焦性近視的進展且豚鼠脈絡膜增厚。將佩戴-5.00D鏡片的豚鼠分別飼養于藍光及白光條件中，結果發現藍光組較白光組偏遠視約 1.20D，藍光中光學離焦性近視發展減緩，同時玻璃體腔延長變慢。

色光干預屈光發育的機制可能與不同單色光的色差所導致的光學離焦有關，但同時我們的研究發現藍光和綠光兩種色光導致的屈光度數相差達－6.00D，遠遠超過兩種色光的縱向色相差（-1.50D），出現了對光學離焦的過補償現象，因此色光干預引起的屈光異常除了光學離焦外還可能存在其他作用機制。

Chu等研究發現在采用不含核黃素等光敏物質的培養基對 RPE細胞進行培養的條件下，藍光照射可以導致肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）合成的減少，而HGF可調控鞏膜中重要的酶類——基質金屬蛋白酶2（matrix metalloproteinase 2，MMP2）的表達。藍光可能通過減少HGF的表達從而抑制近視的進展。

6 生活中的藍光

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

LED燈藍光照明有害么?

國內外的權威機構、組織和專家對LED的藍光危害進行了各種測試和評估，使國際上有了相應的標準，這些標準對燈具和燈系統的制作提出了具體的要求，規定了其輻射限值，以避免對人體產生危害。

IEC6247 1藍光安全標準 (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

此標準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制性標簽（眼睛不能盯著看）。國內外政府機構和照明行業協會對各類燈和燈系統的光生物安全，開展了深入的研究和比較測試。

據上海市照明產品質量監督檢驗站檢測（2013. 12）發現，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的藍光危害和其他光源是相近的，均在安全閾值之內，這些光源和燈具按照正常途徑使用，對人眼無害。使用者應避免直視高亮度的點光源。對室內普通照明，如果能夠將 LED的最大亮度或者照度控制在一個安全的范圍內，如100kcd·m-2或者1000lx以內，那么這些產品的藍光危害非常小。

7 藍光是否需要防護

動物和組織培養的數據所證明的高強度藍光暴露與長期、慢性、低強度的光輻射所致人眼的損傷結果是不同的。到目前為止，尚沒有充足的直接證據證明人類眼底感光細胞的損傷、AMD的發生是由藍光引起的。流行病學調査關于藍光引起RPE細胞凋亡、最終導致AMD的報道結果尚有爭議。

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

8 小結

藍光具有調節生理節律、產生暗視力以及影響屈光發育等重要作用。

包括LED在內的普通照明光源，通過合理的設計，藍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。

藍光防護應主要用于高亮度光源的環境以及避免直視高亮度的點光源。

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