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紫外线眼损伤
作者
张明昌;姜发纲;胡椿枝
概述

紫外线(ultraviolet,UV)是指波长在100 ~ 400nm之间的电磁波,根据其生物学作用可将其分为三个区段:UVA(315~400nm),UVB(280 ~ 315nm),UVC(100 ~ 280nm)。大气臭氧对 UV有一定的滤过作用,全部UVC和90%的UVB被吸收,到达地面的只有UVA和部分UVB,其中UVB是皮质型白内障的重要危险因素。人工环境下紫外线的来源包括电弧光、紫外线消毒设备、紫外线识别设备(票据识别、生物样品识别等)、特殊的光源(泛光灯、卤素灯、太阳灯)。紫外线的生物学影响有时还包括其他光源的复合作用。如电弧光所产生的紫外线既包括短波的紫外线,也包括强可见光和红外线。电光性眼炎属于光性角膜炎(photokeratitis),主要是指紫外线对角膜上皮、结膜上皮造成损伤,而出现怕光、流泪、异物感和疼痛等症状,以及结膜充血、角膜上皮脱落等体征。此外,长期从事电焊作业而缺乏防护措施的劳动者更容易患白内障,甚至视网膜病变。

流行病学

在生产活动中,由电焊操作过程中形成的电弧光是导致紫外线损伤的常见病因。在建国初期,电光性眼炎在电焊工人中常见。据资料记载,电焊工人电光性眼炎的发生率达2.2次 / 月,每日工作后有眼部不适主诉的达92.1%,调查当日检查发现角膜上皮有点状脱落的占69%,说明当时的防护措施还并不完善。随后国家加强了对职业病的防护,也开始注意眼科职业病问题。回顾文献可以发现这样的现象,在20世纪60年代、70年代有关电光性眼炎的学术文献和其他报道都很少,从一定程度上反映了职业病预防的效果。但是20世纪80年代后关于电光性眼炎的报道增加,1990年至2010年期间相关文献报道达到了高峰,在2010年后电光性眼炎的研究文献仍比较多。从文献数量变化现象也反映了电弧光暴露所引发的损伤与经济发展,以及经济发展与职业病防护工作的不匹配密切相关。自2002年《中华人民共和国职业病防治法》正式实施,电光性眼炎被列为职业性眼病以来,职业防护工作仍不完善,电光性眼炎在一些地方医院仍然比较常见,有的地区电光性眼炎占职业病构成比的7% ~ 20.6%,说明对电光性眼炎的防护仍应该引起重视。目前电光性眼炎致伤因素已经不局限于电焊场所,医疗场所、实验场所、健身馆、体育馆等利用紫外线消毒灯的场所,银行等利用紫外线设备验证票据或钱币真伪的场所,以及为营造气氛而采用包含紫外线光谱光源的歌厅、舞厅或聚会场所都可发生电光性眼炎,甚至因长时间燃放烟花(烟花药剂中含金属粉)也可引起电光性眼炎。受伤者不仅包括利用或接触紫外线暴露的劳动者,还包括那些暴露于采用紫外线消毒场所的无辜者。

环境中的紫外线主要来自阳光,因此长期在阳光下暴露的人员都有可能受到紫外线的伤害,造成角膜损伤,这种损伤也称为光性角膜炎。光性角膜炎是户外旅游的主要健康危害之一。在雪地、水面、高山、草原上长时间活动,如果不注意防护都有可能受到损伤。近年随着军事人员野外训练作业任务的增加,光性角膜炎患者也时有报道。

UVB、UVA波长的紫外线可以部分透过角膜、房水而到达晶状体。晶状体上皮细胞是晶状体代谢最活跃的部位,是紫外线作用敏感的组织。在紫外线的作用下,晶状体上皮细胞的过度凋亡及晶状体蛋白损伤均可导致晶状体混浊。环境中的紫外线是白内障重要的致病因素。白内障患病率具有地域性的差别,我国西南地区(如西藏为1.04%)明显高于北方地区(如黑龙江为0.26%、内蒙古为0.26%、宁夏为 0.19%),表明高海拔、低纬度地区的白内障患病率明显高于低海拔高纬度地区,这与这些地域终年日照时间较长,紫外线暴露量较多相关。

少部分紫外线可以抵达视网膜,白内障摘除或植入不防紫外线的人工晶状体眼会有更多紫外线抵达视网膜,而对视网膜可能产生不利的影响。长期紫外线环境暴露也是年龄相关性视网膜病变的危险因素,因此防紫外线和蓝光的人工晶状体可能对年龄相关性黄斑变性疾病的预防有帮助。日光性视网膜炎由强可见光、红外线所致,强紫外线也起到一定的作用。除日光因素外,电弧光和激光暴露也是危险因素。

紫外线是某些动物的可见光,而人类似乎对紫外线是不敏感的。但是最近发现在人的视网膜上有感受紫外线的视蛋白(OPN5),其光吸收敏感峰值在380nm,与动物的相似。这些研究提示在经过角膜和晶状体吸收后,仍会有少部分紫外线抵达视网膜,并发挥一定的生理功能。OPN5也被称为神经视蛋白(neuropsin),动物研究表明,其主要的生物功能涉及生物节律、动物繁殖、神经元生长发育、突触可塑性、记忆获得以及介导皮肤光信号转导等功能。紫外线作为一种非成像类视觉信号,对似昼夜节律调节、近视的形成和发展有影响。因此应该客观地对待紫外线的作用。

发病机制

电光性眼炎的主要致病因素是紫外线对角膜上皮的损伤作用。紫外线波长不同,对角膜上皮损伤的效果则有较大的差异,其中280nm波段紫外线对角膜上皮损伤最严重,其损伤程度与辐照时间成正比(表1)。实验研究表明,紫外线对生物组织的损伤包括直接作用和间接作用,表现为紫外线对蛋白质、核酸、糖类等多种生物活性分子的不同程度损伤,而不是某种结构的单一损伤。紫外线损伤的机制包括自由基损伤、细胞凋亡、炎症因子等多方面因素。电光性眼炎主要症状为怕光、流泪、异物感、疼痛。症状出现的时间和严重程度与角膜上皮损伤程度相关,轻者可能仅有眼部不适、异物感,严重者眼睛红肿、不敢睁眼。症状出现的时间可以在电焊光暴露30min后,也可在24h后才出现轻度症状,多数在6 ~ 8h。症状出现的时间与部分角膜上皮死亡、脱落导致神经末梢暴露而引起角膜刺激相关。因此,电光性眼炎患者往往夜间,特别是前半夜就诊的比较常见。紫外线对晶状体的损伤往往是一个日积月累的过程,没有明显的症状,往往在体检过程中才被发现。电弧光对视网膜的损伤主要由可见光和红外线光的作用所致,紫外线也可能起一定作用。而环境中的紫外线对视网膜损伤可能与氧化应激损伤机制有关。

表1不同波长的紫外线和不同照射时间引起的角膜损伤程度

引自:实用眼科学.第4版.ISBN:978-7-117-31146-5.主编:黎晓新

预防

合理的防护是避免紫外线损伤最有效的方法。在电焊作业时按规定戴防护面具。医疗等需要利用紫外线消毒的场所或利用紫外光源设备的场所,需要按照操作规程进行操作和警示,防止操作者或无关者暴露于紫外线辐射环境。对于自然环境中紫外线的预防基本措施包括:配戴紫外线防护眼镜,减少暴露时间,避开紫外线辐射高峰时段作业等。

来源
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实用眼科学,第4版,978-7-117-31146-5,2023.10
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