保證充足的睡眠對眼健康有好處,但能防控近視嗎?為了回答這個問題,我做了一些調(diào)查,發(fā)現(xiàn)這個問題很不簡單,是一個非常前沿、非常復(fù)雜的領(lǐng)域……
什么是生物鐘(晝夜節(jié)律)
日出而作,日落而息,就是晝夜節(jié)律。晝夜節(jié)律是一種24小時為周期的生物節(jié)律,是一種基于細胞的自主分子計時機制。生物鐘調(diào)節(jié)著睡眠和清醒、血壓和心率、運動、激素分泌、體溫、新陳代謝和許多其他生理過程的日常節(jié)律,這些節(jié)律大部分是由下丘腦視交叉上核(SCN)的“主時鐘”直接或間接控制。
下丘腦視交叉上核的解剖位置
生物鐘(晝夜節(jié)律)主要由環(huán)境光照調(diào)控
環(huán)境光是保持生物鐘最重要的因素,所以光照與晝夜節(jié)律密切相關(guān)。視黑素(Melanopsin,也有翻譯為“黑視素”)是一種表達在自主視網(wǎng)膜感光神經(jīng)節(jié)細胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells——ipRGCs)上的感光色素, 具有直接感光的特性。視黑素與視桿蛋白和視錐蛋白類似,但其作用光譜不同,最大吸收范圍為484nm(藍光);它會通過視網(wǎng)膜下丘腦束一系列的信號級聯(lián)過程將光刺激信號傳遞至?xí)円构?jié)律控制系統(tǒng)——視交叉上核(SCN)。而ipRGCs的主要作用是調(diào)節(jié)松果體褪黑素的釋放。日間自然光含有藍光(484nm)抑制褪黑素分泌,讓人精神抖擻;太陽下山后,沒有藍光(484nm)刺激時褪黑素分泌增加,讓人昏昏欲睡——似乎在提醒大家該睡覺了。
光照與節(jié)律變化的關(guān)系,是治療時差反應(yīng)的基礎(chǔ),比如現(xiàn)在有幫助倒時差的眼鏡就是基于這種原理設(shè)計的。這種眼鏡會發(fā)出特定波長的光刺激下丘腦視交叉上核調(diào)節(jié)(刺激或抑制)褪黑素在不同時段的分泌水平,調(diào)節(jié)佩戴者生物鐘節(jié)律以達到幫助倒時差的作用。
幫助倒時差的眼鏡
晝夜節(jié)律與屈光發(fā)育相關(guān)
早在1957年,Jensen在期刊《Science》的文章就報道了持續(xù)黑暗或持續(xù)光照(打破晝夜節(jié)律)會影響小雞的屈光發(fā)育,當時就提出假設(shè),如果沒有正常的晝夜節(jié)律(光/暗周期)可能會導(dǎo)致異常的眼球生長和屈光不正。近年來,越來越多的證據(jù)表明晝夜節(jié)律和眼球生長、屈光發(fā)育有關(guān)。人類和動物的眼軸和其他解剖生理特征都會受晝夜節(jié)律的影響。
1、人工照明與自然照明有很多差異
與“日出而作,日落而息”的古人相比,現(xiàn)代人工照明(夜間照明的增加)讓我們的生活方式發(fā)生了天翻地覆的變化。而照明科技在快速發(fā)展,從早期的白熾燈到熒光燈、LED(發(fā)光二極管)燈,不同照明的光譜和亮度也在變化。日間我們通常在室內(nèi)工作,室內(nèi)的照明情況與自然光大不相同,當太陽下山后,我們又受到各類強弱不等、光譜不同的人工照明:有電視/電影可看,有手機/IPAD可玩,隨時隨地都在受不同類型、強度、波長的人工照明影響……
自然和人工照明的差異具體表現(xiàn)為:
1.室內(nèi)照明強度一般在100至500勒克斯;戶外自然光的照度依大氣條件而定,在1000至10萬勒克斯之間。這樣褪黑激素分泌的節(jié)律在戶外和室內(nèi)環(huán)境(包括白天和晚上的人工照明)差別就會很大了。
2.夜間照明情況復(fù)雜,大面積的人工照明和云/塵埃對光的反射/折射會照亮整個天空,形成夜空漫射光(不包括月亮、星星和其他自然光)。陰天云層厚,產(chǎn)生的夜空漫射光比晴朗的夜晚更強。而且隨著云量的變化,亮度變化也非???。
3.發(fā)光電子產(chǎn)品,如電視、電腦和手持設(shè)備(發(fā)射出藍光抑制褪黑素分泌)都會擾亂兒童和青少年的正常睡眠行為導(dǎo)致生物節(jié)律紊亂。
我國的夜間衛(wèi)星圖像,可見人工照明的影響
2.人工照明會影響眼球生長和屈光發(fā)育
1999年發(fā)表在期刊《nature》(Quinn,1999)上的一個對479名兒童的回顧性研究發(fā)現(xiàn),兒童2歲前如果是夜間開著燈睡覺(占比48.4%)的,近視發(fā)生率5倍于關(guān)燈睡覺者。這一研究結(jié)果很出人意料,但在這之后有多個研究想證明“夜間開燈睡覺容易近視”這一論斷,都未能重復(fù)這個結(jié)果,學(xué)者們提出了不同的意見(他們發(fā)現(xiàn)夜間托兒所在孩子們夜間睡覺時照明與否與近視發(fā)展無關(guān),并且認為那些給兒童開著燈睡覺的很多父母是近視眼,也許是近視遺傳而不是開燈睡覺造成的兒童近視。)
有人問了,我不明白為什么夜間要給幼兒開燈睡覺,開燈睡覺會導(dǎo)致睡不著嗎?為什么研究中有高達48.4%的父母這樣做了?
在(Nickla,2016)的動物實驗中,在午夜時分給小雞2小時光照暴露,就會讓小雞在之后的6小時內(nèi)引起“急性”的眼軸增長。提示夜晚的光線變化會改變眼軸和脈絡(luò)膜厚度的節(jié)律,而晝夜節(jié)律失調(diào)可能會導(dǎo)致近視發(fā)生。
視網(wǎng)膜是脊椎動物唯一的感光器官,視網(wǎng)膜傳入的光信號是中樞控制晝夜節(jié)律的基礎(chǔ)。白天,應(yīng)在戶外(高照度環(huán)境)生活的卻在室內(nèi)(低照度環(huán)境),晚上本應(yīng)睡眠的,卻用人工照明生活,這就會打亂晝夜節(jié)律。
Robinson J(1991)報道時稱,成人眼瞼對700nm光的平均透光率為14.5%,新生兒為21.4%,對580nm以下的光的透光率均下降到小于或等于3%。Ando K(1996)報道通過眼瞼的光透射率為0.3%的藍光,0.3%的綠光和5.6%的紅光,所以眼瞼相當于是紅色濾鏡。這提示閉眼并不能完全阻擋光對晝夜節(jié)律的影響。即使睡眠時,光線也能到達視網(wǎng)膜,(尤其是白熾燈或富含長波長紅色光的光源)從而影響晝夜節(jié)律。
3、睡眠不足與近視相關(guān)
Jee(2016)對3625名韓國青少年的調(diào)查發(fā)現(xiàn)睡眠時間與近視呈負相關(guān),睡得越少,越容易近視(每減少1小時睡眠,近視增加0.10 D)。Ayaki(2016)對486名年齡在10到59歲間的近視患者的調(diào)查報告稱兒童的睡眠質(zhì)量與近視相關(guān),其中高度近視組影響最嚴重。
Zhou(2015)對1970個平均年齡9.8歲的兒童調(diào)查認為,近視和睡眠障礙在兒童中很普遍,但二者沒有相關(guān)性。
——這些調(diào)查說的都是近視和睡眠不足的相關(guān)性,但不能說明因果關(guān)系,即無法得知是由近視導(dǎo)致睡眠不足,還是睡眠不足導(dǎo)致近視。
建議:
筆者認為,引起近視的不是睡眠不足,而是光照變化導(dǎo)致的晝夜節(jié)律紊亂。比如,同樣都是睡不夠,但如果是在黑暗環(huán)境中睡(只是沒睡著),對近視沒有促進作用;而如果是在光亮的環(huán)境中不睡覺,(有光的作用),那就可能促進近視。所以到點睡覺很重要,如果想多學(xué)習(xí)一下的,夜間在黑暗中聽音頻學(xué)習(xí)是不會導(dǎo)致近視的。
孩子如果要在室內(nèi)學(xué)習(xí)和閱讀的話,白天、相對高照度更好,這與自然的光暗周期吻合;而不宜在夜間(尤其深夜)熬夜學(xué)習(xí)和閱讀,因為深夜用高照度光源照明與自然生物節(jié)律沖突(而低光照也會促進近視進展)。
作業(yè)越早做完越好,不要拖延到深夜做作業(yè)。早睡早起暗合自然光暗規(guī)律,看來也對防控近視有益。
很多學(xué)校布置的作業(yè)是要求用電子設(shè)備(手機、IPAD等,發(fā)出抑制褪黑素的藍光)完成的,需要提示的是,要用電子設(shè)備就早用,不宜睡前用。建議先完成電子設(shè)備作業(yè),再完成紙質(zhì)作業(yè),這樣可以最大化減少人工照明(尤其藍光)對生物鐘的影響。
兒童睡眠時關(guān)燈,同時臥室用遮光窗簾,阻擋夜間“光污染”的影響。
Hughes(2015)的研究認為,在中午時分(光照最強)光照引起的生物節(jié)律變化最小的,所以,也許在中午增加戶外活動(包括在戶外閱讀)能起到最好的近視預(yù)防效果。
可能有人問,褪黑素就是調(diào)整時差、改善生物節(jié)律的藥物,那么是否睡前吃褪黑素是否可以控制近視?
褪黑素在眼生長調(diào)節(jié)中的作用尚不明確,其對近視的影響非常復(fù)雜,目前還沒有研究清楚。動物實驗發(fā)現(xiàn)給小雞眼內(nèi)注射褪黑素(Hoffmann,1996)或全身注射(Summers-Rada,2006)都沒有控制眼軸增長的作用。在這里溫馨提示一下,家長應(yīng)慎用褪黑素,因為褪黑素是有副作用的。
綜上所述,晝夜節(jié)律對眼球生長、屈光發(fā)育、近視化有影響,但機制非常復(fù)雜(有些研究結(jié)果甚至是互相矛盾的),目前還沒有研究清楚。但卻是一個近視防控的新方向,能對在什么時間戶外活動,在什么時間閱讀,在什么時間睡眠提出防控近視新的指導(dǎo)意見。
(作者梅穎,系上海新虹橋國際醫(yī)學(xué)園區(qū)美視美景眼科中心主任)
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