早发性近视的生理特征

学龄前时期是儿童眼球和视力发育的关键期,屈光状态有随着年龄增长逐渐向近视化发展的规律,因此学龄前儿童近视更应引起重视。

学龄前儿童近视眼的发病机制与青少年的不同[1],这可能与其独特的生理特征有关

 

01 视网膜血氧饱和度

总的来说视网膜动脉、静脉氧饱和度与年龄呈正相关。2019年Liu等[2]使用Oxymap T1视网膜血氧测量计进行横断面研究,测量了1461名7~19岁儿童青少年视网膜血氧饱和度。

图1:7-19岁儿童视网膜血氧饱和度与年龄之间的关系

结果显示视网膜动脉氧饱和度、静脉氧饱和度、动静脉氧饱和度差均与年龄呈正相关,随着年龄的增长而增加。

这表明,儿童和青少年的需氧量和消耗量都要高于成人,视网膜缺氧的可能性更大。当视网膜处于慢性缺氧状态时,视神经等眼部组织会处于生长旺盛状态,这就必然导致眼球发育增快,眼轴增长变快。

视网膜是人体中耗氧量最大的组织[3],超过大脑皮层。而视网膜中90%的视细胞是视杆细胞,所以视杆细胞的耗氧量决定了视网膜缺氧水平,也就决定了整个眼部组织的生长速度,也就可能决定了眼轴的生长速度

图2:光照减少视网膜耗氧

光照可以减少视杆细胞的耗氧量[4],视杆细胞中的视紫红质与光子接触后,会瞬间发生构变裂解,并减少视杆细胞的耗氧量。缺乏光照情况下,视杆细胞的耗氧会增加,视网膜的缺氧水平也增加,眼组织生长加快,眼轴生长速度增加。

增加视网膜照度,就可以降低视网膜缺氧,减慢眼轴生长速度

大量研究也证实,阳光可以抑制眼轴生长[5-7]

其中短波光子有更大波动频率和场强,尤其是紫光。这就是为什么只有户外阳光才有明显的近视控制效果,因为紫光只会大量出现在户外阳光中

儿童眼的生理特征,决定了儿童每天必须接触一定的阳光照射,其实是接受一定高能紫光辐照,否则眼轴的发育会过快,导致近视发生或发展。

 

02 晶状体  

晶状体的形态和内部纤维等成分在人一生的生长发育和老化过程中持续发生变化,导致晶状体屈光力不断改变[8]

研究发现,10岁前儿童的晶状体屈光力随着年龄增长明显下降,至10岁后晶状体屈光力的下降速度减缓[9]。生长发育期儿童眼轴增长带来的近视化趋势主要由晶状体屈光力的下降来代偿[10]

此外,随着晶状体发育,人眼像差和色差逐渐减少,对于早发性近视儿童,晶状体尚未发育完善,人眼像差和色差较大。

晶状体的光谱透过率同样与年龄相关,会影响视网膜的接收光谱。随着年龄的增加,晶状体会增加对光的吸收,晶状体透射的可见光逐渐减少[11],特别是像紫光这类短波光。

低龄儿童晶状体紫光透过率更高[12]所以通过紫光照射来控制近视的方式,对于低龄儿童效果要更好

图3:不同年龄晶状体透射光谱

图4:不同年龄视网膜接收光谱

针对早发性近视的生理特征,采用能高透紫光、增加视网膜辐照度的镜片,更有利于低龄儿童的近视控制。 

 

参考文献

1. 黄学林,卢艳霞,王文静等.广东省学龄前儿童近视眼的流行病学调查[J].实用医学杂志,2007(22):3615-3617.

2. LiuX, HeX, YinY, et al. Retinal oxygen saturation in 1461 healthy children aged 7-19 and its associated factors. Acta Ophthalmol, 2019, 97(3): 287-295.

3. Tao J X ,  Zhou W C ,  Zhu X G . Mitochondria as Potential Targets and Initiators of the Blue Light Hazard to the Retina[J]. Oxidative Medicine and Cellular Longevity, 2019, 2019:1-20.

4. Arden GB, Ramsey DJ. Diabetic retinopathy and a novel treatment based on the biophysics of rod photoreceptors and dark adaptation. 2015 Jul 14. In: Kolb H, Fernandez E, Nelson R, editors. Webvision: The Organization of the Retina and Visual System [Internet]. Salt Lake City (UT): University of Utah Health Sciences Center; 1995-.

5. Eppenberger Leila Sara,Sturm Veit,The Role of Time Exposed to Outdoor Light for Myopia Prevalence and Progression: A Literature Review.[J] .Clin Ophthalmol, 2020, 14: 1875-1890.

6. Ho Ciao-Lin,Wu Wei-Fong,Liou Yiing Mei,Dose-Response Relationship of Outdoor Exposure and Myopia Indicators: A Systematic Review and Meta-Analysis of Various Research Methods.[J] .Int J Environ Res Public Health, 2019, 16: undefined.

7. He Xiangui,Sankaridurg Padmaja,Wang Jingjing et al. Time Outdoors in Reducing Myopia: A School-Based Cluster Randomized Trial with Objective Monitoring of Outdoor Time and Light Intensity.[J] .Ophthalmology, 2022, 129: 1245-1254.

8. Iribarren Rafael,Morgan Ian G,Chan Yiong Huak et al. Changes in lens power in Singapore Chinese children during refractive development.[J] .Invest Ophthalmol Vis Sci, 2012, 53: 5124-30.

9. 向棹宇, 林秋蓉, 许琰, 等.  3~12岁儿童晶状体屈光力变化趋势及其影响因素分析 [J] . 中华实验眼科杂志, 2021, 39(6) : 550-556. DOI:

10.3760/cma.j.cn115989-20200304-00138. 10. Mutti Donald O,Sinnott Loraine T,Lynn Mitchell G et al. Ocular Component Development during Infancy and Early Childhood.[J] .Optom Vis Sci, 2018, 95: 976-985.

11. Turner PL, Mainster MACircadian photoreception: ageing and the eye’s important role in systemic healthBritish Journal of Ophthalmology 2008;92:1439-1444.

12. Mainster M A ,  Turner P L . Ultraviolet-B phototoxicity and hypothetical photomelanomagenesis: intraocular and crystalline lens photoprotection.[J]. American Journal of Ophthalmology, 2010, 149(4):543-549.

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