你了解近视吗?近视的发生机制,及相关因素的研究
你了解近视吗?近视的发生机制,及相关因素的研究
近半个世纪以来,近视的患病率显著上升。据统计,全球将近有28.3%的人口患有近视,并且该数值呈急剧上升趋势,预计到2050年,近视人口总数将占全球人口总数的一半。近视不但会影响患者的视觉质量,并且随着近视严重程度的加深,还会出现视网膜脱离、视网膜下新生血管、白内障、青光眼等近视的并发症,以上并发症又会导致视力的严重下降及不可逆性的损伤。
从动物实验、组织器官及分子生物学等层面进行的近视发生机制的研究均显示,遗传易感性与环境暴露两者互相作用共同导致近视。为对近视的发病进行更好的控制,本文就近视眼的器质性变化、近视的发生机制及其发生发展的相关因素做一综述。
一、近视眼的器质性变化
近视眼的器质性变化,表现为眼轴的延长,同时伴有巩膜胞外基质的病理改变与巩膜后极部的变薄。在对目前已知的和近视有关的近视信使进行的离体细胞培养实验中,发现人类视网膜色素上皮细胞和葡萄膜黑色素细胞基本含有全部的近视信使受体。
视网膜产生的近视信使,与视网膜色素上皮细胞及葡萄膜黑色素细胞上的近视信使受体结合后,所形成的新的近视信使会作用于巩膜,促使近视的发生。
1.巩膜异常生长
在动物实验性近视眼模型中,发现动物近视眼均伴有巩膜的异常生长与眼轴的过度延长。巩膜的异常生长表现为巩膜的自我重塑,巩膜的自我重塑会引起眼轴的延长。
在巩膜的自我重塑过程中,MMP-2的形成增多,MMP-2通过使巩膜组织中的Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ型胶原纤维降解,引起巩膜组织的变薄,变薄后的巩膜应力也会改变,随着时间的推移,巩膜在外力的作用下,眼轴增长形成近视,并且这个变化主要发生在巩膜的后极部。
2.生长因子
巩膜的自我重塑受到局部网膜信息的调控,存在于巩膜与网膜间的生长因子具有传递调控信息的作用。这些生长因子包括转化生长因子(TGF)、成纤维细胞生长因子(FGF)、表皮生长因子(EGF)、肝细胞生长因子(HGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、神经生长因子(NGF)等。
TGF-β的产生减少,会引起树鼠巩膜细胞外基质的构成发生变化,导致巩膜重塑而发生近视;FGF的作用是传递停止信号至眼轴,眼轴收到信号便不再增长,而TGF与b-FGF的作用相互拮抗,它们的表达失衡,也会导致巩膜的异常生长;
EGF在视网膜及巩膜上均存在,故EGF不但可通过视网膜-巩膜的信号通路调控巩膜的重塑,还可直接参与巩膜的重塑过程;
HGF可在视网膜及脉络膜上表达,也能促使眼球的生长,引起近视发生;IGF-1能与视网膜、脉络膜及巩膜细胞上的受体结合,最终引起眼轴的生长与近视的发生;
3.神经递质
在形觉剥夺动物模型近视眼中,玻璃体及视网膜间质中的DA含量减少,玻璃体腔增长且巩膜变薄延长,而当局部给予DA兴奋剂后,眼轴便不再延长。
M受体信号可能是通过作用于视网膜色素上皮、脉络膜及巩膜来调节眼球的生长。多种M受体拮抗剂有阻断近视的作用,可证实M受体参与近视的发展过程。RA是维生素A的活性代谢产物,眼底组织可以大量吸收RA。
在形觉剥夺和负透镜诱导的动物近视眼模型中,视网膜、脉络膜及巩膜中的RA均有所增加,并且脉络膜中的RA改变最大。形觉剥夺动物模型眼近视的发生发展与RA代谢过程的改变有关。
二、近视的发生机制
1.调节功能不足与近视
眼的调节功能可通过改变眼的屈光状态,使距离眼前不同距离的物体,都能清晰的聚焦到视网膜上。要想使眼对不同距离的物体迅速做出适应,并能准确的将物像聚焦到视网膜上,则需要眼具有足够的调节储备及灵活性,即需要调节功能正常的眼。
在正视眼近距离用眼时,物像会聚焦到视网膜后方,如果眼的调节代偿足够,则可通过改变屈光状态,使物像准确聚焦到视网膜上;如果眼的调节代偿不够,则会出现视网膜的远视性离焦,长期的远视性离焦会促进眼轴的增长,引起近视的发生发展。
2.周边视网膜远视性离焦与近视
近视或者远视会在眼内形成“模糊信号”,为了代偿这种模糊的视觉信号,视觉系统会以这种信号为依据来调控眼轴的生长速度。在远视眼和正视眼,视网膜周边屈光度表现为相对近视;在近视眼,视网膜周边屈光度多表现为相对远视。
3.形觉剥夺与近视
许多学者便对形觉剥夺性近视的发生机制进行了大量的研究,研究发现形觉剥夺引起实验性近视眼模型的巩膜软骨细胞增殖活跃,且细胞外基质分泌旺盛,甚至超过细胞增殖的程度。可见动物实验性近视眼眼球的增大,是因眼球巩膜的主动延伸引起,而不是巩膜被动牵拉的结果。
三、近视发生发展的相关因素
1.遗传因素
(1)遗传基因
目前已有研究证实,不同单基因及多基因的遗传模式,都参与近视的形成过程。与单纯性近视的形成有关的基因有1个:MYP6(22q12),该基因定位在22q12上。
(2)父母近视
父母是否患有近视会影响子女的近视患病率。父母均无近视、父母一方有近视、父母双方均有近视的少年儿童近视患病率分别为6.3%、18.2%、32.9%。
2.环境因素
(1)近距离用眼
近距离用眼的工作量越大,近视的发病率就越高。大量近距离用眼是发生近视的危险因素。在研究中发现,持续阅读的时间大于30分钟,或者阅读的距离小于30厘米,则儿童近视的发生率升高。
每周阅读的书籍超过2本,或每天阅读的时间超过2小时,学生较高度近视的发生率会升高。近距离用眼过重会引起眼调节疲劳,睫状肌灵活性下降,远视时睫状肌则无法完全放松,导致近视的出现。
让近视患者持续10分钟在相当于5D调节负荷的近距离用眼后,测得其可产生-0.35D的近视眼,此状态会持续1-2分钟后消失,而在正视眼中则无此情况。长时间近距离阅读属于一种特殊类型的型觉剥夺,并可因型觉剥夺引起近视的发生。
因近距离阅读时,视网膜黄斑中心凹能得到充分的视觉刺激,而非黄斑区域的细胞则缺乏足够的刺激,致使大部分视网膜细胞被抑制,最后眼轴增长发生近视。
可见,近距离用眼工作量大时,可因眼的调节功能不足,导致远视性离焦而引发近视;也可因视网膜周边区域的刺激相对不足,导致形觉剥夺而触发近视;并可能会因眼的辐辏行为而导致角膜散光引起近视。
(2)户外活动
已有大量的研究证实,户外活动的时间越长,近视的发生率就越低。近视发展慢的学生较近视发展快的学生平均每天户外活动时间多。户外活动时间每天延长1小时,则近视的发生率下降2%。
经常进行户外活动的少年儿童,其视野范围开阔,眼部可以得到充分的放松,因此近视的发生率会降低;也可能因户外活动时间多的少年儿童,接受光照的机会多,从而降低了近视的发生率。
(3)光照时间
每半年光照累积时间长的,则眼轴的增长速度减慢,近视的进展速度也相应延缓。可能是因为光照能够刺激视网膜产生多巴胺,而多巴胺对视觉系统的信号有传递与调控的作用,多巴胺含量的增多可以延缓眼轴的增长。
3.其他
(1)年龄
随着年龄的增长,伴随着“正视化”的进程,少年儿童眼的屈光状态会逐渐从远视变为正视。与此同时,学习压力的逐渐增大导致用眼压力的增大,因此在“正视化”进程中所处的异常视觉环境,也会加速眼的“正视化”进程,甚至出现近视。
(2)性别
可能是因为女性特有的生理素质与男性的差异,致使女性眼部结构对周围环境因素的反应阈值较男性而言低,故在相同的外界环境刺激下,女性比男性更容易发生近视。
也可能因男性儿童较女性儿童的平均户外活动时间多,接受光照的时间较长,而眼睛接受阳光照射的时间越长,患近视的概率就越低。
且女性青春发育较男性早,而眼球属于全身生长发育的一部分,因此可能性别的差异在一定程度上会加快女性的近视化进程。然而也有文献报道男女性别在近视发病率上并无差异。
(3)经济因素
来自韩国的研究也显示,经济条件好的家庭其子女患近视的概率高于经济条件一般家庭的子女。来自南方经济发达城市的儿童,近视患病率较其他城市高,为36.7%。
可能因经济条件较好的人群接触电子产品的机会较多,近距离用眼的时间多,导致其发生近视的概率高;而经济条件较差的人群,如来自农村的人群,会有更多进行户外活动的时间,故其近视的发生概率较低。
(4)教育程度
也有调查研究显示,近视的发病率及近视的程度与其受教育的水平呈正相关关系。所受教育的程度越高,近视的患病率就越高。考虑因教育程度越高的人群,近距离用眼的工作量越大,故教育程度的高低与近视患病率的高低呈正相关关系。
四、结语
综上所述,从动物实验、组织器官及分子生物学的角度,均证实了近视属于眼的一种器质性变化,其发生机制可能与远视性离焦或形觉剥夺有关。
近视的发生发展主要与遗传及环境等多种因素有关,在遗传因素无法改变的情况下,可以从环境等因素入手,做到有针对、有计划的预防近视的发生及减缓近视的发展。
但各因素对近视发生发展的影响程度,及如何进行的影响,还需进行进一步的临床研究。只有充分认识了近视发生发展的机制及其影响因素,才能指导临床对近视进行更好的预防和治疗。