手机蓝光可加速眼底视网膜的损伤

自然蓝光无危害，但手机、电脑等电子产品产生的蓝光能量，为什么会对眼睛造成伤害呢？首先来了解以下3个专有名词：

RPE:视网膜色素上皮细胞的英文简称，它介于视网膜感光细胞和脉络膜之间。

A2E:RPE吞噬消化感光细胞外节段后形成脂褐素，其核心荧光基因就是A2E。

ERG:视网膜电图，测量视网膜光反应的电讯号。

在视网膜的感光区分布着视锥细胞和视杆细胞，这两种感光细胞不具有再生能力，感光细胞的外节段依靠类似昆虫的“蜕皮”操作，脱落老化的躯壳，之后被视网膜色素上皮细胞吞噬消化，剩余不能再消化的残余体就是脂褐素（lipofuscin）[1]。

脂褐素又称衰老色素，是一种棕褐色的色素颗粒，随着年龄的增长，在视网膜色素上皮层上的浓度就会增加，这表明眼睛正在老化[2]。它的核心荧光基因A2E主要吸收430nm～490nm的光线，这刚好是蓝光的波段区间，所以A2E对可见光中的蓝光最敏感，可以最大程度地吸收蓝光，其被激活之后会产生一系列的衍生物，直接影响视网膜色素上皮细胞（RPE）凋亡。在RPE死亡之后，脉络膜血管的营养物质就无法运输到感光细胞，导致感光细胞死亡，进而影响视力下降，甚至提前年龄性黄斑病变（AMD）发生的时间[3-5]。在脂褐素存在的条件下，电子蓝光会加速眼底损伤。

关于这方面的课题研究，一直以来就不曾间断。2019年，台北医科大学医学院和休斯顿大学药学院在国际期刊Molecular Sciences上发表了这方面的新研究[6]。探究了脂褐素对体外视网膜色素上皮细胞（RPE）活性的影响。如下图所示，在体外培养的细胞中加入不同浓度的脂褐素核心荧光基因A2E，实验发现浓度越大，细胞活性下降的幅度越大。在相同浓度下，加入蓝光（波长460nm，照度150Lux）照射之后，细胞活性降低得更明显。随着蓝光照射时间的增加，RPE细胞活力降低速度更快；当浓度为30μM，持续12小时的蓝光照射，体外培养的RPE细胞活性就降低了50%。这个体外培养实验证实了在脂褐素存在的条件下，蓝光会加速视网膜色素上皮细胞的死亡。

之后，台北医科大学医学院和休斯顿大学药学院进一步将实验数据应用到大鼠活体实验上。基于前面实验的数据，在活体大鼠的视网膜中注入30μM的脂褐素核心荧光基因A2E，暴露于蓝光照射下，来研究视网膜的影响。实验先让大鼠在黑暗环境下生活7天，消除实验前光照对大鼠视网膜不可控的影响。实验的对照组（N=8）、蓝光暴露组（N=10）、A2E治疗组（N=10）、（A2E+蓝光）组（N=10）进行3小时周期性蓝光照射，分别于第0天、第7天、第14天和第21天测量这4组大鼠的视网膜电图，观察视网膜电图 a波和b波的变化。

当给大鼠闪光刺激时，通过记录视网膜电图（ERG），以此获取a、b波的信息。视网膜电图如上图所示，水平线往下到波谷的幅度表示a波的变化，波谷到波峰的幅度是b波的变化，幅度的大小代表细胞的灵敏度。闪光到a波峰值的水平距离为a波反应的延迟时间，而闪光到b波峰值的水平距离则为b波反应的延迟时间。ERG a波来源于感光细胞和视网膜色素上皮细胞，b波主要与视网膜双极细胞和视网膜内M ller细胞的活动有关，a、b波下降的幅度大小表示相应细胞灵敏度的下降幅度，侧面反映视网膜功能损伤的程度。从视网膜电图来看，后3组的电波形状与对照组相比已经出现了差异，a、b波幅度有不同程度的降低，最明显的视网膜电讯号改变是（A2E+蓝光）组的大鼠。

在成像视觉通路上，蓝光照射眼睛，视网膜上的感光细胞会第一时间接收到蓝光信号，然后光信号通过突触传递到双极细胞上，在其上完成光电信号的转换。a波反应的延迟时间指的是闪光信号传递到感光细胞的时间；b波反应的延迟时间则为闪光信号传递到感光细胞，再到视网膜双极细胞的时间。下图a波反应延迟时间各组间差异不具有统计学意义。信号传递的延迟完全表现在b波的反应延迟时间上。蓝光照射组，A2E处理组，（A2E+蓝光）组都会导致b波的反应延迟时间不同程度地增加，（A2E+蓝光）组21天时反应延迟的时间最长。这说明视网膜色素上皮细胞存在30μM脂褐素的情况下，外界蓝光的照射会导致光信号传到双极细胞的时间严重延迟，侧面反映了蓝光会造成感光细胞的损伤。

如下图所示，实验除了对照组都会造成a、b波的幅度下降，表示感光细胞和双极细胞有不同程度的损伤。整体来看，（A2E+蓝光）组造成的a、b波幅度下降得最多，其次是蓝光照射组，再者是单独的A2E组。从这些数据来看，暴露蓝光加上脂褐素处理对视网膜感光细胞、视网膜色素上皮细胞以及双极细胞造成的损伤最严重。

如下图所示，（蓝光+A2E）组的大鼠，接受亮场（BF）、荧光眼底血管造影（FFA）、光学相干断层扫描（OCT）检查。视网膜图像出现了豹纹状，蓝光照射14天，细胞间就出现了渗漏现象，21天时视网膜豹纹状更加明显，细胞渗漏更严重，视网膜的厚度与对照组相比有所变薄。这说明视网膜已经受到损伤，且随着时间的延长，会加重损伤程度。

蓝光对眼底视网膜的影响是一个慢反应，在照射时间的增加下，蓝光对视网膜的毒性就会爆发，最终导致感光细胞衰亡，视功能出现问题；而蓝光照射导致视网膜出现豹纹状，这是视网膜病变的前期讯号，若持续不对蓝光采取措施，明显会加大眼底病变的机率。蓝光危害主要表现在蓝光信号直接刺激感光细胞中的视觉色素，发生一系列的化学反应所产生的损伤，以及蓝光与视网膜色素上皮细胞中的脂褐素反应所引发的损伤。

市面上琳琅满目的防蓝光眼镜，蓝光阻隔率参差不齐，究竟多少数值才是最合适的呢？2019年，上海同济大学医学院附属眼科联合贵州省人民医院眼科曾研究过蓝光屏蔽率40%、60%、80%对大鼠视网膜保护的影响[7]，发表了一项这方面的新研究。这个实验先让大鼠在14天的黑暗环境下饲养，去除大鼠实验前光照的不可控影响，然后让大鼠暴露于12小时暗/12小时亮循环的14天光照里，最后将大鼠再次放回黑暗无光照环境中14天恢复。

通过闪光刺激大鼠的眼睛，记录大鼠视网膜在黑暗适应期、光照期和恢复期这3个节点的视网膜电图，如下图所示。对照组(Ⅰ)、白光LED组（Ⅱ）（200Lux）、蓝光屏蔽率40%组（Ⅲ）、蓝光屏蔽率60%组（Ⅳ）、蓝光屏蔽率80%组（Ⅴ）。观察这5组的视网膜电波图可见，不屏蔽任何蓝光的白光LED组（Ⅱ）电波形状改变最大，恢复期之后，a、b波的幅度无法恢复。而屏蔽蓝光组（Ⅲ-Ⅴ组）a、b波恢复的幅度都比白光LED组（Ⅱ）好。其中屏蔽60%组（Ⅳ）和80%组（Ⅴ），从波形来看，这两组恢复的效果最好。

如下图所示，白光LED照射组（Ⅱ），视网膜的伤害最大。在14天的光照里，（Ⅱ-Ⅴ）组的a波振幅相对于对照组来说均有所降低，降低的幅度依次减少；14天恢复期，屏蔽60%蓝光组（Ⅳ）和屏蔽80%蓝光组（Ⅴ），视网膜受到的损伤都能恢复如初。而在b波的振幅条形图中，从各组的14天恢复期来看，屏蔽40%蓝光组（Ⅲ）、屏蔽60%蓝光组（Ⅳ）和屏蔽80%蓝光组（Ⅴ）都能完全恢复到黑暗适应期时b波的幅度水平。综合来看，只要屏蔽60%的蓝光，a波和b波就能恢复短期光照射对视网膜造成的损伤，所以防蓝光眼镜最合适的蓝光阻隔率应该是60%。

安汰蓝的防蓝光眼镜，依据医学临床实验研发，同样制定了最适合的65%蓝光阻隔率。下图是安汰蓝防蓝光眼镜经过光检测仪对手机蓝光阻隔的效果，蓝光衰减率为65%，绿光失真率为1%。有效保护视网膜不受蓝光伤害，同时保留适度的蓝光，避免上班一族出现因长久视屏出现的疲倦感。

每个人的视网膜色素上皮层都存在脂褐素，浓度因年龄的不同有所差异，动物实验证实脂褐素存在的条件下，蓝光会加速视网膜色素上皮细胞的死亡，以及感光细胞的损伤，造成视功能下降，甚至发生黄斑病变。而且视网膜视锥细胞中绿：红：蓝=40:20:1，感知蓝色的细胞最少，又因眼睛天生对蓝光不敏感，无法察觉手机蓝光正在伤害眼睛。所以在使用手机或电脑时，戴上防蓝光眼镜，保护眼睛非常有必要。

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