1.有害紫外线与蓝光
自然光中能量最高的部分由紫外线(UV)和蓝光(Blue-Violet)组成,在长时间的照射下,紫外线与蓝光辐射可能对我们的视觉带来损害。
太阳照向地球的光线中包含紫外线,而几乎所有的UVC(短波紫外线)都被臭氧层所吸收,穿透力更强的UVB(中波紫外线)和UVA(长波紫外线)则有很大一部分会到达我们的眼睛。UVB大部分被角膜所吸收,剩下的UVA和残余的UVB则都要交给我们的晶状体来吸收。所以,长时间暴露在紫外线下,眼角膜和眼球前段的晶状体会受到损害。
随着年龄的增长,我们的晶状体颜色加深,会吸收更多的紫外线,到20岁后,将不会再有紫外线穿过角膜、晶状体的层层阻隔到达视网膜。所以,此时能够达到视网膜的光线中,能量最高的就成了蓝光。科学研究发现,高能蓝光会对我们的视网膜带来有害影响,随着现代人预期寿命的延长和生活方式的改变,蓝光对视网膜的损害逐渐成为了一个大规模的公共卫生问题。
有害蓝光指的是蓝光中的蓝紫光段(同样被称为高能可见蓝光),其波长在400~450nm,处在可见光光谱的最左侧。
2.有害光线对PRE细胞的影响
我们的视网膜外层由PRE细胞组成,即视网膜色素上皮细胞。PRE细胞对于我们眼球内的感光组织的正常工作、细胞再生和存活都至关重要。
无晶状体时PRE细胞在FOR 40μM A2E - % OF0μM条件下的凋亡比例
依视路与巴黎视觉研究所(Paris Vision Institute)合作的尖端研究显示,在415~455nm波段蓝光的持续照射下,PRE细胞的凋亡比例是最高的。
3.脂褐素累积
另一个有关视网膜细胞死亡的重要因素是PRE细胞中脂褐素的累积。脂褐素是一种光毒性色素,又被称为“年龄色素”,它在10岁之前、45岁之后迅速累积,同时也是年龄相关性黄斑病变(AMD)的主要致病因素。
研究同时表明,高能蓝光同样会导致脂褐素产生速度的增加,同时诱发其光毒性,进而引起视网膜的压力增加甚至细胞死亡。
4.线粒体变化
研究同样显示高能蓝光对PRE细胞中的线粒体形态有所影响。高能蓝光会导致PRE细胞中的线粒体往细胞核处聚集,这会导致线粒体覆盖区域减少两倍以上。
PRE细胞中的线粒体围绕细胞核的球状聚集
特定年龄段的人群比其他年龄段更易受到高能蓝光的影响,例如,10岁以下儿童的视觉和眼球防御系统尚未完全发展成形,他们的晶状体比能够正常过滤有害光线的成人晶状体要透明1.6倍,因此,背后的视网膜也更易暴露在有害光线的辐射下。而45岁以上人群的视网膜自然防御系统也随着年龄的增长而逐渐减弱,更易受到高能蓝光的危害。家族有年龄相关性黄斑病变(AMD)即老年黄斑病变病史和黄斑病变早期症状的人,受影响的风险更大。
然而,并非所有光线都是有害的。
可见光光谱上,波长在465~495nm之间的蓝绿光对于眼球的非视觉功能至关重要,视网膜感光神经节细胞的灵敏度在480nm波段达到顶峰。因此,如果把蓝绿光同时阻隔,可能会导致人体内生物钟的同步紊乱,进而引起睡眠失调、失眠,甚至降低总体的健康质量。
我们的眼睛用瞳孔的扩大和收缩来控制进眼的光线,进而保护视网膜不在高能蓝光下过分暴露。波长在480nm左右的蓝绿光对于眼球感知外界光线程度,控制瞳孔张缩十分重要。因此,如果不能正确地阻隔蓝绿光,就可能导致瞳孔错误判断外界光线,扩张过大,提高到达视网膜的有害光线的水平。