视网膜与光损伤

范 军/文

视网膜与光损伤

范 军/文

人眼能看清物体是由于物体发出的光线，经过眼内屈光系统（角膜、房水、晶体和玻璃）发生折射，成像于视网膜上。视网膜上的感光细胞也就是视锥细胞和视杆细胞产生兴奋将光刺激所包含的视觉信息，在瞬间转变成神经信息，经视神经传入至大脑视觉中枢而产生视觉。

1 视网膜的形成

视网膜是由神经外胚层发育而成的，在胚胎发育过程中，原始视泡内陷形成视杯，视泡的圆端渐渐接近近端，直至这两层之间只留有一点间隙，因此视网膜在病理状态下，很容易从此分开，造成视网膜脱离。

视杯外层在生长发育当中形成视网膜色素上皮层，始终保持单层细胞，人的胚胎长到4周时，色素上皮细胞内开始出现色素颗粒，到第5周时，则完全充满色素，色素上皮层在邻近脉络膜的一面与玻璃体紧密连结；视网膜共10层，除色素上皮层，余为透明的薄膜，其厚度约0.1mm～0.5mm，实际上是大脑的一部分。

视杯的内层（就是原始视泡内陷部分），在发育过程中进行高度分化和增厚，形成视网膜的感觉层；视杯的内层首先分化为内神经细胞层与外神经细胞层。内神经细胞层发育较晚，也形成三种细胞，即双极细胞、水平细胞和视锥细胞，7个月后已形成含有10层机构的视网膜；内界膜、神经纤维层、神经节细胞、内网状层、内核层、外网状层、外核层、外界膜、视锥和视杆细胞层和色素上皮层。视网膜在解胞结构上，要求在光学方面具有完备的成像功能。

在人眼视网膜的后极部，位于视乳头的颞侧3mm～4mm，水平线下0.8mm处有一直径约1.5mm（视角约6°）呈黄色轻度凹陷区域，称为黄斑。黄斑部中心凹没有血管，为确保中心视力的敏锐性；黄斑部的中央350μm(视角约1.5°)为中央凹，此处于光干受器相关系的双极细胞和神经节细胞，均挤到这个区域的周围，因此这个区域特别薄，在中央凹的中心称中央小凹，此处只有锥体细胞。黄斑在视网膜中，有其特殊功能，主司辨别物体的颜色、精细形态、明亮程度及探测物体的距离和追随物体的运动。

2 视网膜的感光与功能转换

视网膜内有感光细胞层，人类及大多数脊椎动物的感光细胞有视杆细胞和视锥细胞两种；感光细胞可通过终足和双极细胞发生突触联系，双极细胞再和神经节细胞联系，由节细胞发生的突起在视网膜的表面聚合成束然后穿过脉络膜和巩膜后构成视神经，视神经出眼球后穿视神经管入颅腔，经视交叉连于间脑。

物像在视网膜上首先引起光化学反应，从视网膜上提取出感光物质，这些物质在暗处呈紫红色，受到光照时则迅速褪色而转为白色。如将蛙和兔放在暗室中，使动物眼朝向明亮的窗户一定时间，然后遮光立即摘除眼球，剔出视网膜，用适当化学物质如明矾处理视网膜，则可发现动物视网膜上留有窗户的图像，窗户的透光部分呈白色，窗框部分呈暗红色。这些都说明视网膜上感光物质在光线下所出现的光化学反应。在感光细胞大量的研究中，对视杆细胞研究得比较清楚：视杆细胞的感光物质称为视紫红质，它由视蛋白和视黄醛结合而成，视黄醛由维生素转变而来。视紫红质在光照时迅速分解为视蛋白和视黄醛，与此同时，可看到的视杆细胞出现感受器电位，再引起其他视网膜的细胞活动。

视紫红质在亮处分解，在暗处有重新合成；人在暗处视物时，实际上既有视紫红质的分解又有合成，光线越暗，合成过程越超过分解过程，这是人在暗处不断看到物质的基础。相反在强光下，视紫红质分解增强，合成减少，视网膜中视紫红质大为减少，因而对弱光的敏感度降低；故视杆细胞对弱光敏感，与黄昏暗视觉有关。视紫红质在分解和合成过程中，有一部分视黄醛将被消耗，主要靠血液中的维生素A补充。如维生素A缺乏，则将影响人在暗处的视力，称为夜盲症。

视锥细胞也含有特殊的感光色素，称为视紫蓝质，根据多种动物视锥细胞感光色素的研究，认为是视黄醛与视蛋白的结合物。

视网膜存在着分别对红、绿、蓝的光谱特别敏感的3种视锥细胞或相应的感光色素，由于红、绿、蓝3种色光作适当混合可引起光谱上任何颜色的感觉，因此认为视锥细胞与色觉有关，色盲可能由于缺乏视锥细胞所致。3种视锥细胞感光的不同与其感光物质不同有关，而3种感光色素都由视黄醛与视蛋白组成，其中视黄醛基本相同，而三者的视蛋白则存在着微小差异，这一差异可能是它们感光特性不同的原因。

再者，众所周知，瞳孔大小调节进入眼内光线的多少，强光时瞳孔缩小，避免视网膜遭受强光的过度刺激，弱光时瞳孔扩大，使增加进入眼内的光量，以保证视网膜对弱光的适应能力，瞳孔缩小还能消除角膜、晶体等屈光中间质的球面差和色差，减少来自周围不规则光线的干扰，进一步保证物像在视网膜上的清晰性。换言之，瞳孔的缩小在使光线通过瞳孔时能保持视轴范围以内，这样就不会影响成像的清晰度，这也是针孔镜提高视力的原理。

3 视网膜的适宜光刺激及其过量光损伤

人眼视网膜及视觉系统的出生时发育尚未完成，视网膜及其视觉系统在正常眼结构和良好的视觉知教基础上，排除一切屈光不正及各种斜视通过反复适宜光的刺激和强化，才逐渐完善视网膜及视路的生理功能。过量的光刺激会对视网膜产生损伤，国外近20年来研究证明，视网膜的光感受细胞很脆弱，易受环境和人造光源的损伤。光感受细胞是中枢神经系统的神经细胞，一旦受损不能再生，因此视网膜光损伤的研究在临床眼科和视觉科学占有重要地位，我们眼镜行业及眼视光学人员也不能忽视视网膜感光细胞的损伤，以及太阳镜、风镜和普通眼镜的配戴对减少视网膜的光损伤具有十分重要的意义。

光以3种方式损伤视网膜：1．如YAG激光由声波或汽化作用产生的微爆破效应，可对视网膜产生机械性损伤。2．连续波长的激光照射使视网膜温度高于体温10°以上时，可对组织的蛋白质产生热凝作用。3．光化学效应，可对视网膜产生机械性损伤，此时视网膜组织的温度升高不明显，也无机械性的破坏作用。近年来研究认为，许多环境光引起的视网膜损伤，主要是化学性损伤而不是热效应损伤。

光的传导过程由感光细胞的感光部分起始，在那里，少量的光子能立刻被转化为生理的视觉冲动。光感细胞和周围的有关细胞体系如消除视网膜所吸收的剩余光子能，可能被有关细胞中的黑色素粒吸收而分散到周围组织中。国外专家提出，脉络膜毛细血管的血流能消除有关细胞吸收的能量，产生冷却作用。又有专家认为细胞浆中的光敏物质，如视紫质、核黄素和维生素A醇也能吸收多余的光子能，引起原发性光动力学反应，产生自由基攻击视网膜组织，使光感细胞损伤。

慢性光损伤与视网膜性疾病之间可能存在着因果关系，低能量光的慢性积累性损伤可能是光感细胞老化的一条线索。国外有关专家提出，视杆和视锥细胞的光感受不断更新，视感受器内的粗面内质网中，氨基酸前体合成蛋白质，通过内节与外节相连结的纤毛而运送到外节，纤毛顶部的外节可不断产生，外节盘膜也可被有关细胞吞噬，如果这种生理性更新系统受过多的光照，光的积累作用可使视感受细胞产生不可逆转的损伤。

环境光也在不同程度地损伤视网膜，国外有关专家观察两周内每天在日光下工作3～4小时的海军人员，发现暗适应阈值明显升高，当这些人员免受日光照射1天，暗适应阈值恢复正常。戴保护性偏光镜的人员，暗适应阈值明显低于不戴保护眼镜的人员。国外还有专家将2周内每日在晴空下工作4分钟至1小时的人员与每日暴露在海滩日光下4小时的人员作比较，发现每日反复进行日光照射能引起暗适应延迟，这种暗适应延迟现象可持续1周；暗适应阈值升高与视力、视野、对比敏感度及辨别力的受损有关。国外有关专家报告了二次世界大战期间驻守在太平洋岛国、从事户外工作长达4个月之久的陆军人员出现视力下降及黄斑区色素改变的症状，而在同样的环境下从事室内工作的其他人员，未见有黄斑色素变化。

日光性视网膜炎为大众所熟知，在急性阶段，中心凹深部组织出现斑黄色渗出，2周后，中心凹出现深红色孔样缺损，伴细的色素颗粒沉着，周围有环状色素颗粒聚集。在急性期，眼底血管荧光造影在黄色渗出区发现局灶渗漏，晚期患者无渗漏。在上世纪20年代，国外有关专家认为日光性视网膜炎是由于热效应损伤所引起。又有专家证实注视太阳时的视网膜温度仅升高2℃，还研究了对光损伤的易感程度，认为日光性视网膜炎的原发性损伤来自化学作用，因为在视网膜受损伤时，组织温度升高并不能达到热凝损伤的程度，太阳光谱中的短波成分是造成光损伤的主要因素，而红外光引起较小的作用，到目前多数专家认为日光性视网膜炎是光化学损伤的结果。

光照性视网膜及黄斑病变，国外眼科专家在6例行白内障囊外吸除联合后房型人工晶体植入术的病人中首先发现了光照性黄斑病变，手术时间在1小时30分至1小时50分之间，6例病人均在黄斑旁出现一个特征性的视网膜病灶，局部视网膜水肿，有关细胞脱失，平面视野检查有暗点，他们认为这与手术显微镜有关，用30W的灯泡在手术过程中的照射可诱发视网膜病变。又有专家将显微镜聚焦在一完全失明的盲人眼的后极部30分钟，光照前该眼屈光间质清晰，眼底正常，光照后发现有关细胞水肿的视网膜病灶，随后病灶区点状色素沉着。

光对眼部的损伤和眼的屈光媒质对各种光波的透光率有密切关系，据测定，400～800nm的可见光波段以及800～900nm的近红外线段，绝大部分能透过眼的屈光媒质到达眼底，并被色素细胞吸收，其吸收率随波长增大而降低，所以这一波段内的激光器有488～5145nm的氩离子激光，6328nm的氦氖激光以及6943nm的红宝石激光，一般都不损伤屈光介质，而只损伤视网膜和脉络膜组织，色素深的眼底能吸收射入眼内的红宝石激光能量的80%，从而导致视网膜的损伤。

常人有晶体的双眼能够吸收波长300～400nm的紫外线波段，所以白内障摘除者光线更容易损伤视网膜，建议白内障术后的病人应佩戴防护眼镜。红外线及可见光可投入眼内聚焦在视网膜上，造成黄斑部的灼伤，不戴防护镜观察日蚀造成的“日蚀性盲”就是这种损伤，工业中强烈的弧光、电焊光、氧乙炔焊光等也可引起这种病变，灼伤后黄斑部水肿、小出血、甚至轻度视网膜脱离，视野出现中心暗点，轻者可以完全恢复，重者黄斑部发生色素紊乱，视力遭受永久性损害。

总之，短波光线较长波光线更易使视网膜损伤。一般来说，波长越短，损伤作用越大；光的强度越大，视网膜损伤程度越重。所以在日常生活和工作中，特别是在野外、海滩、雪地、日照时数多的地方，应佩戴较好的防护眼镜和偏光镜以防止视网膜的光损伤。视网膜的光损伤，可通过抗氧化剂维生素C和戴保护性眼镜来防治。

作者单位：河北省蔚县西合营中心卫生院眼科