光损伤对白内障术后年龄相关性黄斑变性的影响

李会芳 刘 平 李志胜

已有研究证实太阳光以及一些日常光辐射如电脑、灯等辐射能导致视网膜损伤，这种损伤主要表现在视网膜色素上皮(retinal pigment epithelial，RPE)细胞和光感受器细胞等受损［1］。当因超声乳化晶状体吸出术把变混浊的晶状体摘出时这种损伤会相应增加。与这种损伤相关的疾病如年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration，AMD)是临床医师比较关心的问题。引起AMD的病因尚未确定，可能与遗传、慢性光损害、营养失调、中毒、免疫性疾病等有关，也可能为多种因素复合作用的结果。AMD是欧美等发达国家老年人视力丧失的首要原因，虽然不是我国老年人视力丧失的首要原因，但是近年来本病的发病率有逐年增高的趋势。目前因AMD引起的视力减退还没有特效的治疗方法［2］。本文主要对超声乳化晶状体吸出术后AMD的发展及一些诱发因素加以阐述。

1 年龄相关性视网膜改变相关因素

随着年龄的增加，人眼视网膜一些成分发生改变，这些改变主要有RPE细胞数量减少、对视网膜有保护作用的RPE细胞生成的黑色素、黄斑区叶黄素等减少、对视网膜危害的物质如脂褐素生成增加、Bruch膜和脉络膜血循环衰老等［3］。在这些改变的基础上，如果出现一些诱发因素视网膜将发生一系列疾病，如AMD。

2 光化学损伤

光辐射包括紫外线(100～400 nm)、可见光(400～750 nm)和红外线(750～10 000 nm)辐射。超过750 nm或低于400 nm的部分光线或被角膜吸收，或进入眼内而不被眼组织吸收，紫外线B(280～315 nm)和紫外线A(315～400 nm)被晶状体阻挡，仅部分波长小于400 nm光线能到达视网膜［4］。

视网膜是体内特殊的光化学反应器官，其感光细胞中含有多种色素，可以吸收辐射光谱中某些波段的光子而被激发。例如，视杆细胞中的视紫红质分子吸收光量子时，能使生色团发生异构化，从11-顺视黄醛转变成全反型，此后依次发生一系列化学反应，最终导致全反视黄醛与视蛋白分离，这些是眼视觉上的生理反应。在这些生理反应的过程中也会产生一些活性氧及自由基等。活性氧或自由基性质活泼，极易与其他分子发生反应，造成临近组织的损伤［5］。正常眼组织里含有抗氧化的物质［6］，当这些抗氧化物质含量减少或活性氧、自由基等生成过多，可引起视网膜病理意义的损伤反应。这些损伤反应主要表现在光感受器细胞、RPE细胞、脉络膜血管层和Müller细胞等受损［7］。它们损伤的程度与光线照射强度、持续时间、间歇时间以及光谱频率分布有关。视网膜受到光线损伤的过程中，光感受器细胞首先受损，然后才是RPE细胞、脉络膜血管层和Müller细胞等受到破坏。在光感受器细胞中，视杆细胞和视锥细胞哪一个先受到光损害在不同种类动物中是不一样的。在鼠类中，视杆细胞密集的视网膜首先受到光线的破坏［8］。在鸽类中，光线虽然首先破坏视锥细胞密集的视网膜，但是在细胞更新的过程中视杆细胞要比视锥细胞更新的慢［9］。既然RPE细胞具有生理性吞噬视网膜感光细胞外节段的功能，那么大量的光感受器细胞受损相应的增加了RPE细胞的负担，导致PRE细胞功能进一步减退。

3 白内障术后的视网膜光损伤

晶状体对光的通过能力随年龄的增加而下降，在新生儿，少量的紫外线及大部分蓝光可到达视网膜;正常年轻人的晶状体可吸收大部分的370 nm以下的紫外线;到30岁时，晶状体透过的紫外线可以忽略不计，并且透过的蓝光也明显减少。在晶状体老化颜色发黄后，甚至可以吸收可见光中的蓝光［3］。这时混浊的晶状体就像一个黄色的滤过器阻止大量的蓝光到达视网膜。当超声乳化晶状体吸出术后混浊的晶状体被透明的人工晶状体取代时，大量的辐射光线进入眼睛到达视网膜。在无晶状体眼中，对蓝光及部分紫外线A透射几乎没有限制。随着透射量的增加，这种短波高能量、高强度光线对视网膜光感受器及RPE细胞的损伤相应的增加。如酶系功能减退、过氧化作用加强、脂褐素以及脂褐素生色团A2-E生成增加。

脂褐素(衰老色素)存在于RPE细胞中。RPE细胞生理性吞噬视网膜感光细胞外节段，外节段被RPE细胞吞噬后仅部分被酶分解消化，残余的部分积累下来就形成脂褐素［10］。脂褐素颗粒的增加随着年龄的增加而改变，它主要分布于视网膜的后级部，尤其是黄斑部，这种分布与视杆细胞在视网膜的分布大致相同。有研究发现脂褐素颗粒在黄斑小凹的含量比在黄斑旁中心凹低，而旁中心凹的含量比在周边视网膜的含量高［11］，这充分说明了视网膜黄斑部受到的光线辐射要比周边视网膜大。脂褐素的形成对视网膜的损害主要表现在产生氧自由基、单态氧以及其他的活性中间产物，这些产物通过氧化机制产生反应导致视网膜病变。随着年龄的增加，脂褐素在RPE细胞内逐渐沉积，导致RPE细胞体积逐渐增大，达到一定水平引起RPE细胞功能的降低［12］。

在免疫组织化学测试中发现A2-E存在于脂褐素中，由视黄醛和乙醇胺反应缓慢生成，是构成脂褐素的主要物质，随着年龄的增加在视网膜中逐渐沉积［13-14］。A2-E能诱导RPE细胞及其他细胞的的凋亡，并且能特异性作用于细胞色素氧化酶。在培养的RPE细胞中加入A2-E，7 d后经过(480±20)nm (蓝光)或(545±1)nm(绿光)持续15～60 s照射发现RPE细胞死亡显著增多;如果在培养RPE细胞中加入A2-E而没有经过光线照射，发现没有RPE细胞死亡;也有研究发现受到蓝光照射引起细胞凋亡程度要比受到绿光照射的重［15］。这说明A2-E的存在是引起光毒性的首发因素，它能诱导光线尤其蓝光损伤RPE细胞或加速RPE细胞死亡。在A2-E介导光线引起RPE细胞损害过程中主要是Caspase-3和Bcl-2共同作用的结果［16］。

蓝光的波长为400～500 nm，这个波段的光线具有很高的能量。它是太阳光及日常生活中人工光线(照明灯、电脑)辐射中的一部分。光感受器视锥细胞光感受膜盘含3种不同的光色素，其中视锥细胞对蓝光最敏感，它的最大吸收光谱是440 nm［2］。不同波长光线对视网膜损伤程度不一样，一定强度红光不能引起视网膜损伤，然而相同强度蓝光能引起视网膜损伤，并且深色蓝光比绿光对视网膜损伤力度高达50～80倍［17］。蓝光对视网膜的破坏主要表现在对RPE细胞线粒体DNA的损害及激发氧自由基产生［18］，导致RPE细胞及光感受器细胞受损。蓝光对视网膜的损害，相关实验发现可能是RPE细胞内脂褐素生色团介导的，脂褐素内生色团能使视网膜对蓝光的敏感性增加［19］。

4 白内障术后AMD的发展

Liu等［20］通过很多病例证实白内障患者患AMD的几率要比同年龄段非白内障患者低，并且无晶状体眼或植入透明的人工晶状体的人群患AMD比白内障患者的几率大。对白内障患者术后5 a随访发现，患者新生性AMD的发病率比同年龄段没有做白内障手术者增加，其中无晶状体眼患者患新生性AMD的几率是人工晶状体眼的10倍。即使在排除性别、吸烟、玻璃膜疣、RPE紊乱等因素，无晶状体眼患者患新生性AMD的几率也是人工晶状体眼的5.7倍［21］。

黄斑囊样水肿也是超声乳化晶状体吸出术后的并发症之一，有关学者认为过多地暴露于紫外线和发热的光线是造成黄斑囊样水肿的主要因素之一［22］。但超声乳化晶状体吸出术造成的黄斑囊样水肿一般术后视力较好。黄斑囊样水肿一般发生在超声乳化晶状体吸出术后的1～3个月，大部分的水肿在几周或几个月内消失，只有近1%的病例超过6个月发展成慢性黄斑囊样水肿［23］。但是，慢性黄斑囊样水肿与新生性AMD之间有无关联还不确定。

有色人工晶状体近几年在临床上应用比较广泛。Kernt等［24］利用RT-PCR检测和免疫印迹显示:在光诱导视网膜损害时Bcl-2随着时间延长而减少，而Bax蛋白和血管生长因子随着时间延长而增加，无色的人工晶状体表现要比有色的人工晶状体明显。其中具有蓝光和紫外线滤过的人工晶状体要比只有紫外线滤过的人工晶状体在削减光损害视网膜细胞中起的作用大，这充分说明了具有蓝光滤过的人工晶状体在光损害中能保护视网膜。Nolan等［25］在检测植入具有滤过蓝光的人工晶状体是否影响黄斑色素光密度中发现，随着时间延长在植入具有滤过蓝光的人工晶状体眼的黄斑光密度增加，而没有蓝光滤过的人工晶状体眼的黄斑光密度没有改变。这表明具有滤过蓝光的人工晶状体对眼底是有保护作用的。植入具有蓝光滤过的人工晶状体中黄斑光密度的增加是否能减少AMD的发展或进展还需进一步研究。目前对于临床上有滤过蓝光的人工晶状体是否具有保护视网膜受到光线的破坏或延缓AMD的发展相关报道较少。

近红外线治疗伤口最初用在航天员身上，并取得疗效。最近研究显示近红外线在保护光损伤视网膜光感受器中起着主要的作用，其中670 nm发光二极管取得明显的效果，该方法目前只在动物实验中取得成效［26］。如果能投放到临床应用，那么对预防或延缓AMD将是一个创新、非侵入性的治疗手段。

Santocono等［27］研究发现类胡萝卜素如叶黄素、玉米黄素在滤过紫外线和蓝光以及清除自由基等方面起着主要的作用。在日本鹌鹑动物实验中发现鹌鹑视网膜中类胡萝卜素的种类和人类视网膜中类胡萝卜素大致相同，并且也发现鹌鹑视网膜中的类胡萝卜素能减弱光线对视网膜的破坏作用［28］。一些研究发现服用叶黄素、玉米黄素、锌等抗氧化剂治疗或预防AMD方面取得一定成效，但长期服用这些抗氧化剂会导致一些不良后果［29］。

5 小结

在我国致盲疾病中，白内障仍然排在首位。随着白内障超声乳化人工晶状体植入术日益成熟，大部分白内障患者术后都能获得良好的视力。值得提出的是，很多高度近视并发白内障患者术后视力也较好［30］。白内障术后患者获得良好的视力，并不代表我们临床医师的工作已经完成，对于如何获得良好的视觉功能以及维持术后长期的良好视力是我们每个临床医师以及患者所关心的问题，特别对哪些已经有眼底病变的患者(高度近视合并眼底病变、AMD等)。大量的实验数据已经显示光损伤在白内障术后视网膜病变中起着主要的作用，那么如何预防光损伤对白内障术后视网膜病变的影响以及设计出人性化的人工晶状体需要我们临床医师和基础研究者共同努力。

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