你可以永远相信光,户外活动已成为近视防控的专家共识之一。不同波长、亮度、频率等都可能参与其中,对眼球屈光发育产生不同的作用。市面上总是提及“防蓝光镜片”,以至于很多人认为蓝光百害而无一利,实则不然。接下来这篇论文于2022年末发表在IOVS(一区)。推文内容全面但简洁,如您需要,可以点击文末的”阅读原文”以下载原文学习。
一、研究背景
户外时间与近视预防呈正相关,其中环境光的光谱成分对眼球生长的影响备受关注。如图1,动物实验表明,单色光可改变眼球生长和屈光状态,如豚鼠、鱼、小鸡等在长波长光下易近视,短波长光下易远视,但在恒河猴和树鼩中未发现类似规律。近期研究提出了一些新的理论模型,如对立双探测器光谱驱动模型表明短波长和长波长敏感视锥细胞产生的图像对比度可能在调节眼部生长方面发挥重要作用。少数涉及人类的研究虽有一定发现,但对于人眼在光学离焦存在时对不同波长光的反应,仍缺乏深入探究,本研究旨在填补这一空白。
图1.单色光照射对不同物种屈光状态的影响。
二、研究方法
实验设计:招募20-32岁的年轻成年人29名(女性16名),最终25人(15名正视眼、10名近视眼)完成实验。实验经该研究所伦理审查委员会批准,并遵循赫尔辛基宣言,参与者散光值<1D,无系统性疾病、眼部病变及当天咖啡因摄入。如图2,每位参与者进行4次实验,每次1小时,分别暴露于蓝光(460nm)、绿光(521nm)、红光(623nm)和白光下。实验中,右眼通过配戴-3.00DS镜片诱导远视离焦,左眼作为对照,双眼均配戴最佳矫正镜片。实验时间为印度标准时间8:00-11:00,以减少眼轴长度和脉络膜厚度的昼夜变化影响。
图2.实验流程图,包括不同光照条件下的实验设置。上排线图(A、B、C、D)表示在眼睛水平测量的实验室环境光的光谱分布(LED和覆盖有玻璃纸的笔记本电脑屏幕的组合光),下排线图(A1、B1、C1)表示将红色、绿色和蓝色玻璃纸放在白光下时获得的透射光谱。
实验装置:实验在3×2×3.2米的房间内进行,光源为6个12瓦的发光二极管智能灯泡,通过智能手机应用控制颜色和亮度(均设为100%)。参与者在3米距离处观看笔记本电脑上的电影,屏幕覆盖与实验光条件匹配的玻璃纸以避免干扰,同时使用手持便携式光谱仪和光度计测量光的光谱和亮度。
测量指标及方法:使用Lenstar LS-900非接触式生物测量仪在每次光暴露前后测量双眼眼轴等参数,其中脉络膜厚度通过特定方法由经验丰富的观察者手动分析A扫描峰值确定,对部分参与者重复测量评估脉络膜厚度测量的重复性。
三、研究结果
离焦眼的变化:(见图3)
图3.光照1小时后,离焦眼(上图)和非离焦眼(下图)的眼轴长度和脉络膜厚度的变化。误差线表示平均值的标准误(SEM)。**表示P<0.05。
1. 眼轴长度:重复测量方差分析显示,光暴露时间和光条件与时间的交互作用对眼轴长度变化有显著影响。红光(11.2±2.0μm,P=0.001)、绿光(9.2±2.5μm,P=0.001)和白光(4.0±2.0μm,P=0.04)暴露后离焦眼眼轴长度较基线显著增加,而蓝光暴露使眼轴长度显著降低(8.0 2.7μm,P=0.001),且红光、绿光与蓝光暴露后的眼轴长度变化差异显著。20分钟恢复后,各光暴露条件下眼轴长度与基线无显著差异。
2. 脉络膜厚度:对22名参与者的分析表明,时间主效应和条件与时间交互作用显著。红光(暴露前160±6μm VS暴露后152±6μm,P=0.03)、绿光(154±8μm VS 147±8μm,P=0.02)和白光(158±4μm VS 153±5μm,P=0.03)暴露后脉络膜显著变薄,但蓝光暴露无显著变化(145±7μm VS 149±9μm,P=0.11)。
非离焦眼的变化:(部分见图3)
图4.红色光、绿色光和蓝色光暴露1小时后离焦眼睛轴长变化的分布。
1. 眼轴长度:重复测量方差分析显示时间主效应和光条件与时间交互作用显著。红光和绿光暴露1小时后非离焦眼眼轴长度较基线显著增加(6.4±2.3μm,P=0.01;7.0±2.5μm,P=0.004),白光暴露无显著变化(1.6±3.1μm,P=0.61),蓝光虽使眼轴长度降低但无统计学意义(6.0±3.6μm,P=0.11)。
2. 脉络膜厚度:红光(暴露前157±8μm VS暴露后146±7μm,P=0.04)和绿光(153±9μm VS 145±9μm,P=0.03)暴露后脉络膜变薄,但蓝光(149±7μm VS 152±8μm,P=0.24)和白光(149±5μm VS 153±6μm,P=0.58)暴露无显著变化。
不同屈光度组的差异:在离焦眼中,红光和白光暴露后正视眼与近视眼眼轴长度变化无显著差异,但绿光暴露后正视眼变化更大(12.6±3.7μm VS 4.0±2.6μm,P=0.03)。脉络膜厚度在各光条件下两组间均无显著差异。非离焦眼中,各光暴露条件下两组眼轴长度和脉络膜厚度变化均无显著差异。
四、研究讨论
与动物实验及前人研究的一致性:本研究结果与豚鼠、小鸡等动物实验相似,支持了蓝光抑制眼轴伸长、长波长光促进眼轴伸长的观点。同时,非离焦眼的眼轴和脉络膜厚度变化与近期人类研究相符,但本研究进一步探究了不同单色光与透镜诱导远视离焦组合下的情况。
蓝光抑制眼轴伸长的机制探讨:蓝光在远视离焦下仍能抑制眼轴长度增加,可能通过非纵向色差机制,如蓝光-视锥介导的ON通路、视黄酸水平降低、视网膜神经节细胞(ipRGCs)作用、焦点图像变化或景深增加等,但确切机制尚不明晰。初步发现红光下瞳孔较大、模糊圈较大可能与眼轴增长有关,但难以确定主导因素。
对近视防控的启示:室内外环境光谱差异可能与近视风险相关,本研究推测人工调控光光谱可能影响眼球生长。如荧光灯照明环境下儿童远视患病率较高,阅读吸光纸张或使用蓝光滤镜等可能有保护作用,未来可进一步研究基于蓝光暴露的近视预防策略。
研究局限性:仅采用了-3.00D的远视离焦,后续应研究近视离焦和形觉剥夺等情况。人类双眼协同工作,未来需探究双眼独立诱导相同模糊量时光波长的影响。未深入研究眼轴长度和脉络膜厚度相互作用,且因样本量有限未对眼轴长度变化进行脉络膜厚度调整。
五、研究结论
本研究首次报道了不同单色光与光学离焦对人眼生物测量的联合影响。蓝光可抑制透镜诱导的远视离焦效应,显著降低眼轴长度;红光和绿光则导致眼轴显著伸长和脉络膜变薄,与离焦存在与否无关。研究结果为理解蓝光对人眼轴长影响提供依据,为基于蓝光暴露的近视防控策略奠定基础,但仍需进一步研究明确相关机制和拓展应用。
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