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睡眠不足会导致近视吗?
2019-11-29 15:51:46
一、什么是生物钟(昼夜节律)
 

日出而作,日落而息,就是昼夜节律。昼夜节律是一种24小时为周期的生物节律,是一种基于细胞的自主分子计时机制。生物钟调节着睡眠和清醒、血压和心率、运动、激素分泌、体温、新陈代谢和许多其他生理过程的日常节律。这些节律大部分是由下丘脑视交叉上核(SCN)的“主时钟”直接或间接控制的。

二、生物钟(昼夜节律)主要由环境光照调控的
 

环境光是保持生物钟最重要的因素,所以光照与昼夜节律密切相关。视黑素(Melanopsin,也有翻译为“黑视素”的)是一种表达在自主视网膜感光神经节细胞(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells——ipRGCs)上的感光色素, 具有直接感光的特性。视黑素与视杆蛋白和视锥蛋白类似,但其作用光谱不同,最大吸收范围为484nm(蓝光);它会通过视网膜下丘脑束一系列的信号级联过程将光刺激信号传递至昼夜节律控制系统——视交叉上核(SCN)。而ipRGCs的主要作用是调节松果体褪黑素的释放。日间自然光含有蓝光(484nm)抑制褪黑素分泌,让人精神抖擞;太阳下山后,没有蓝光(484nm)刺激时褪黑素分泌增加,让人昏昏欲睡——该睡觉了。

 光照与节律变化的关系,是治疗时差反应的基础,比如现在有帮助倒时差的眼镜就是基于这种原理。这种眼镜会发出特定波长的光刺激下丘脑视交叉上核调节(刺激或抑制)褪黑素在不同时段的分泌水平,调节佩戴者生物钟节律以达到帮助倒时差的作用。 

三、昼夜节律与屈光发育相关
 

早在1957年Jensen在顶级期刊《Science》的文章就报道了持续黑暗或持续光照(打破昼夜节律)会影响对小鸡的屈光发育,当时就提出假设,如果没有正常的昼夜节律(光/暗周期)可能会导致异常的眼球生长和屈光不正。近年来,越来越多的证据表明昼夜节律和眼球生长、屈光发育有关。人类和动物的眼轴和其他解剖生理特征都会受昼夜节律的影响。

 

1、人工照明与自然照明有很多差异

和“日出而作,日落而息”的古人相比,现代人工照明(夜间照明的增加)让我们的生活方式发生了天翻地覆的变化。而且照明科技在快速发展,从早期的白炽灯到荧光灯、LED(发光二极管)灯,不同照明的光谱和亮度也在变化。日间我们呆在室内工作,室内的照明情况与自然光大不相同,而太阳下山后我们又有各类强弱不等,光谱不同的人工照明,有电视/电影可看,有手机/IPAD可玩,我们随时随地都收到不同类型、强度、波长的人工照明影响…… 自然和人工照明的差异具体表现为:
1. 室内照明强度一般在100-500勒克斯;户外自然光的照度依大气条件而定,在1000~10万勒克斯之间。这样褪黑激素分泌的节律在户外和室内环境(包括白天和晚上的人工照明)差别就会很大了。
2. 夜间的照明情况复杂,大面积的人工照明和云/尘埃对这些光的反射/折射会照亮整个天空,形成夜空漫射光(不包括月亮、星星和其他自然光)。阴天云层厚,产生的夜空漫射光比晴朗的夜晚更强。而且随着云量的变化,亮度变化也非常快。(图3)
3. 发光电子产品,如电视、电脑和手持设备(发射出蓝光抑制褪黑素分泌)都会扰乱儿童和青少年的正常睡眠行为导致生物节律紊乱。
 

2、人工照明会影响眼球生长和屈光发育

1999年发表在顶级科技期刊《nature》(Quinn,1999)上的一个对479名儿童的回顾性研究,发现儿童2岁前如果是夜间开着灯睡觉(占比48.4)的,近视发生率是5倍于关灯睡觉的。——这个研究结果很出人意料。但是在这之后有多个研究想证明“夜间开灯睡觉容易近视”这一论断,都未能重复这个结果,学者们提出了不同的意见(他们发现夜间托儿所在孩子们夜间睡觉时照明与否与近视发展无关,而且还认为那些给儿童开着灯睡觉的很多父母是近视眼,也许是近视遗传而不是开灯睡觉造成的儿童近视。)】(我不明白为什么夜间要给幼儿开灯睡觉,开灯睡觉会导致睡不着吗?研究中还有高达48.4的父母这样做了?) 在(Nickla,2016)的动物实验中,在午夜时分给小鸡2小时光照暴露,就会让小鸡在之后的6小时内引起“急性”的眼轴增长。提示夜晚的光线变化会改变眼轴和脉络膜厚度的节律,而昼夜节律失调可能会导致近视发生。视网膜是脊椎动物的感光器官,视网膜传入的光信号是中枢控制昼夜节律的基础。白天,本应在户外(高照度环境)生活的却在室内(低照度环境),晚上本应睡眠的,却用人工照明生活,这就会打乱昼夜节律。 Robinson J(1991)报道时,成人眼睑对700 nm光的平均透光率为14.5,新生儿为21.4,对580 nm以下的光的透光率均下降到小于或等于3。Ando K(1996)报道通过眼睑的光透射率为0.3的蓝光,0.3的绿光和5.6的红光,所以眼睑相当于是红色滤镜。这提示闭眼并不能完全阻挡光对昼夜节律的影响。即使睡眠时,光线也能到达视网膜,(尤其是白炽灯或富含长波长红色光的光源)从而影响昼夜节律。 

3、睡眠不足与近视相关

Jee(2016)对3625名韩国青少年的调查发现睡眠时间与近视呈负相关,睡得越少,越容易近视(每减少1小时睡眠,近视增加0.10 D)。Ayaki(2016)对486名年龄在10到59岁间的近视患者的调查报告称儿童的睡眠质量与近视相关,其中高度近视组影响最严重。Zhou(2015)对1970个平均年龄9.8岁的儿童调查认为,近视和睡眠障碍在儿童中很普遍,但二者没有相关性。——这些调查说的都是近视和睡眠不足的相关性,但不能说明因果关系,即无法得知是由近视导致睡眠不足,还是睡眠不足导致近视。 四、我们的几个建议
 

我们认为,引起近视的不是睡眠不足,而是光照变化导致的昼夜节律紊乱。比如,同样都是睡不够,但如果是在黑暗环境中睡(只是没睡着),对近视没有促进作用;而如果是在光亮的环境中不睡觉,(有光的作用),那就可能促进近视。所以到点睡觉很重要,如果想多学习一下的,夜间在黑暗中听音频学习是不会促进近视的。

 孩子如果要在室内学习和阅读的话,白天、相对高照度更好,这与自然的光暗周期吻合;而不宜在夜间(尤其深夜)熬夜学习和阅读,因为深夜用高照度光源照明与自然生物节律冲突(而低光照也会促进近视进展)。——作业越早做完越好,不要拖延到深夜做作业。
 
早睡早起暗合自然光暗规律,看来也对防控近视有益。 很多学校布置的作业是要求用电子设备(手机、IPAD等,发出抑制褪黑素的蓝光)完成的,所以要用电子设备就早用,不宜睡前用。所以,先完成电子设备作业,再完成纸质作业,最大化减少人工照明(尤其蓝光)对生物钟的影响。 儿童睡眠时关灯,同时卧室用遮光窗帘,阻挡夜间“光污染”的影响。 Hughes(2015)的研究认为,在中午时分(光照最强)光照引起的生物节律变化最小的,所以,也许在中午增加户外活动(包括在户外阅读)能起到最好的近视预防。 到这里可能有人问,褪黑素就是调整时差、改善生物节律的药物,那么是否睡前吃褪黑素可以控制近视呢?褪黑素在眼生长调节中的作用尚不明确,其对近视的影响非常复杂,目前还没有研究清楚。动物实验发现给小鸡眼内注射褪黑素(Hoffmann,1996)或全身注射(Summers-Rada,2006)都没有控制眼轴增长的作用。——家长可别乱给孩子吃褪黑素哦,褪黑素有副作用。 五、小结
 

昼夜节律对眼球生长、屈光发育、近视化有影响,但机制非常复杂(有些研究结果甚至是互相矛盾的),目前还没有研究清楚。但这是一个近视防控的新方向,能对在什么时间户外活动,在什么时间阅读,在什么时间睡眠提出防控近视的新的指导意见。