北京市海淀區(qū)萬泉小學(xué)（曙光校區(qū)）五年級四班 北京 100097

近年來,我國的近視發(fā)病率越來越高,這其中小學(xué)生近視的發(fā)病率約30%,初中生約60%,高中生約80%,大學(xué)生約90%。國家衛(wèi)生健康委表示我國近視患病人數(shù)已居世界首位。

要預(yù)防少年兒童近視的發(fā)生,就要保證每天要有足夠的戶外運動時間,要保證正確的寫字姿勢以及控制讀書和使用電子產(chǎn)品的時間。而一旦患上近視,控制近視的主要有如下幾種方法：戶外運動、角膜塑形鏡(OK鏡)、低濃度阿托品(低阿)、離焦眼鏡、中醫(yī)按摩和傳統(tǒng)框架眼鏡。我們對62個近視兒童采取的近視防控措施進行了調(diào)查,其中采用戶外活動16人次,采用角膜塑形鏡30人次,采用低濃度阿托品(低阿)23人次,采用中醫(yī)按摩7人次,采用離焦眼鏡3人次,采用傳統(tǒng)框架眼鏡8人次,其他方法3人次。各種控制近視手段的人次數(shù)占比圖如圖1所示,在上述方法中,采用角膜塑形鏡人次數(shù)最多,其次是低濃度阿托品,然后是戶外活動。然而,角膜塑形鏡會對兒童的角膜會造成潛在的傷害,低濃度阿托品對人體的副作用還不明確,所以戶外活動是最安全的防控近視方法。

一、紫外光在少年兒童近視防控中的作用

照射到地球表面的太陽光是由不同波長的光混合而成的,如圖2所示,其中藍(lán)光左側(cè)的紫外光是我們?nèi)搜塾^察不到的一種不可見光。

圖2 太陽光譜

一直以來,人們都極力避免紫外光對自己造成的傷害,比如：擦涂防曬霜避免自己的皮膚被曬傷,帶太陽鏡防止過多的紫外線進入眼睛引發(fā)白內(nèi)障等眼部疾病。甚至對于和紫外光波長接近的藍(lán)光都要極力避免,比如：不能在黑暗處看手機,使用電子產(chǎn)品的時候佩戴防藍(lán)光眼鏡,從而達到對人眼黃斑區(qū)域和視神經(jīng)保護的目的。

然而在本文中,我們通過對現(xiàn)有科研論文中數(shù)據(jù)的分析,得出了紫外光在少年兒童近視防控中起到關(guān)鍵作用的結(jié)論。由于我們的結(jié)論是基于現(xiàn)有的科研論文,而并沒有進行系統(tǒng)性地科學(xué)實驗,所以更準(zhǔn)確地說,我們得出的結(jié)論是少年兒童近視防控中的“紫外假說”。

1.1 評價少年兒童近視的誤區(qū) 傳統(tǒng)評價少年兒童近視的方法是通過視力表來檢查,1.0(或5.0)以下被視為近視,需要驗光配鏡進行矯正。這主要是由于檢測手段的落后,導(dǎo)致不能對近視進行更準(zhǔn)確客觀的評價。李輝等人提出眼軸長度、角膜曲率與屈光度的統(tǒng)計關(guān)系,并指出眼軸長度是近視眼形成的主要因素[1]。因此,對少年兒童視力的評價要以眼軸的變化作為最重要的指標(biāo),將控制少年兒童眼軸的快速生長作為近視防控的關(guān)鍵手段。由于現(xiàn)在非接觸式測量眼軸的儀器設(shè)備比較普及,所以定期去醫(yī)院測量少年兒童的眼軸,關(guān)注眼軸的增長情況,是少年兒童近視防控的基本要求。各年齡段少年兒童眼軸發(fā)育均值折線圖如圖3所示。為了更直觀地給出兒童眼軸增長的變化規(guī)律,我們將相鄰兩個年齡段的眼軸值做差,通過比較相鄰兩年眼軸的變化率來發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律,兒童眼軸增長變化率如圖4所示。從圖4中可以看出,少年兒童在13歲之前眼軸增長較快,13歲之后眼軸增長速度減慢。特別是在學(xué)齡前和11歲左右這兩個時期,眼軸增長速度最快。少年兒童近視的防控,重點要關(guān)注孩子13歲之前這兩個時期。要從幼兒園時期開始養(yǎng)成多參加室外活動的習(xí)慣。上學(xué)之后,家長應(yīng)該密切關(guān)注孩子在11歲左右眼軸的生長變化。在這一時期,應(yīng)當(dāng)減輕兒童的用眼壓力,多參加戶外活動,避免眼軸的快速增長。如果有條件,在13歲之前這段保護視力的關(guān)鍵時期,應(yīng)當(dāng)避免少年兒童的高強度用眼,減少讀寫時間,多參加戶外活動,這將會極大地降低少年兒童近視的發(fā)病率。

圖3 兒童眼軸發(fā)育均值折線圖

圖4 兒童眼軸發(fā)育變化率

1.2 如何控制眼軸的過快增長 少年兒童時期是眼軸的快速增長期,直到20歲左右,眼軸停止增長。因此,防控近視的關(guān)鍵就是如何在少年兒童時期控制眼軸的快速增長。

邵運良在其論文中通過動物實驗,對雞的眼軸生長變化規(guī)律做了較全面的分析,通過實驗發(fā)現(xiàn),眼睛的生長發(fā)育是通過眼外機制調(diào)節(jié)作用和眼內(nèi)機制進行調(diào)節(jié)的。眼外調(diào)節(jié)機制對眼軸增長的影響相對較小,而眼內(nèi)機制對眼軸增長的影響較大[2]。因此,可以推斷直接導(dǎo)致近視的眼軸增長是由眼內(nèi)機制導(dǎo)致的。進一步可以推斷,我們?nèi)粘Ｍㄟ^眼保健操或者中醫(yī)按摩來放松睫狀肌,增加睫狀肌調(diào)節(jié)力對緩解視疲勞,抑制眼軸增長有一定的作用,但并不能起到?jīng)Q定性的作用。

多巴胺是視網(wǎng)膜內(nèi)的一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),由視網(wǎng)膜的長突細(xì)胞產(chǎn)生,邵運良通過一系列實驗表明,多巴胺與雞的眼球生長速率負(fù)相關(guān)[2]。而這正與Rose和Morgan等人提出的“光－多巴胺”假說相吻合,Rose等人認(rèn)為,光照可導(dǎo)視網(wǎng)膜多巴胺的釋放,多巴胺能阻止眼軸的增長,并認(rèn)為多巴胺是最可能解釋戶外活動對兒童近視起到保護作用的物質(zhì)[3]。

提出“光－多巴胺”假說的學(xué)者認(rèn)為室內(nèi)與室外的光譜差異導(dǎo)致了視網(wǎng)膜多巴胺釋放量的不同。曾穎在其論文中,通過不同光譜光源對恒河猴進行照射,觀察恒河猴玻璃體腔和眼軸的生長發(fā)育情況,發(fā)現(xiàn)在紫外光照射下玻璃體腔和眼軸的生長最慢[4]。肖巴伊等人研究了太陽光譜和近視發(fā)生的相關(guān)性,分別對豚鼠進行短波光、中波光、長波光和日光進行照射,觀察豚鼠眼軸和眼球內(nèi)多巴胺含量的改變,實驗發(fā)現(xiàn)短波光線和日光照射下,豚鼠眼軸不容易增長,同時視網(wǎng)膜分泌的多巴胺含量增加[5]。因此可以推斷,包含全光譜的自然光以及單純的短波紫外光能夠刺激眼球內(nèi)多巴胺的分泌,從而抑制眼軸長度的增加,即自然光中能夠?qū)曈蟹揽刈饔玫氖瞧渲械淖贤夤庾V。

1.3 魚和熊掌不可兼得 最常見的紫外線照射主要是來源于太陽的輻射,紫外線輻射僅占太陽總輻射量的6%,但是卻產(chǎn)生了對人體不容忽視的生物學(xué)效應(yīng)和光化學(xué)作用。潘建英等指出,長波紫外光和中波紫外光可以使酪氨酸羥化酶的活性增加,但是要是注意二者強度的比例關(guān)系[6]。Rose等人在“光－多巴胺”假說中指出的多巴胺,它的生成需要酪氨酸,酪氨酸是多巴胺合成的前提物質(zhì),在酪氨酸羥化酶的作用下,轉(zhuǎn)化為多巴胺,這就為紫外光促進人體合成多巴胺提供了依據(jù)。因此,可以認(rèn)為紫外線促使酪氨酸轉(zhuǎn)化為多巴胺,從而抑制眼球的過快增長。這一過程如圖5所示。

圖5 戶外活動防控近視原理圖

我們提出紫外光對少年兒童的近視具有防控作用是基于Rose等人提出的“光－多巴胺”假說。本文通過對現(xiàn)有科研文獻的分析,利用紫外光將酪氨酸與多巴胺建立起了聯(lián)系,從而解釋了為什么紫外光會對少年兒童的近視具有防控作用。

我們進一步分析全球近視眼發(fā)病率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),赤道附近的國家近視眼的發(fā)病率較低,比如：智利近視眼發(fā)病率低于20%,印度近視眼發(fā)病率為19%,澳大利亞近視眼發(fā)病率為20%,非洲地區(qū)近視眼發(fā)病率為10%。而隨著緯度的升高,近視發(fā)病率逐漸升高,中國近視發(fā)病率為53%,美國近視發(fā)病率為30～40%,荷蘭的近視發(fā)病率接近50%,這種近視發(fā)病率與緯度的關(guān)系如圖6所示。而這種關(guān)系又同時與地球紫外線的分布規(guī)律相關(guān),地球不同緯度的紫外線分布如圖7所示,赤道附近紫外線最強,隨著緯度的升高,紫外線強度逐漸減弱。但同時需要注意的是,紫外線對人類眼睛的傷害也不容忽視,紫外線導(dǎo)致人類白內(nèi)障疾病的發(fā)生已有科學(xué)定論[7]。例如通過荷蘭阿姆斯特丹和印度旁遮普白內(nèi)障發(fā)病率對比發(fā)現(xiàn),印度的白內(nèi)障發(fā)病率是荷蘭阿姆斯特丹的二十多倍。

圖6 近視發(fā)病率與地球緯度關(guān)系圖

通過對上述數(shù)據(jù)的分析可以得出如下結(jié)論,紫外線強的地區(qū)近視發(fā)病率低,而白內(nèi)障發(fā)病率高；紫外線弱的地區(qū)近視發(fā)病率高,而白內(nèi)障發(fā)病率低,正所謂魚和熊掌不可兼得。

二、“紫外假說”的應(yīng)用

基于我們提出的“紫外假說”,我們能夠解釋很多現(xiàn)象。

2.1 為什么紫外線能夠抑制眼軸的增長? 紫外線使眼睛內(nèi)部酪氨酸羥化酶的活性增加,從而促進多巴胺的合成分泌,這一過程可以視為在陸地上生活的大多數(shù)脊椎動物經(jīng)過漫長進化和優(yōu)勝劣汰自然選擇后所具備的一種本能,換句話說,不具備這種能力的個體,會變成近視,在人類殘酷的戰(zhàn)爭和捕獵中,發(fā)生近視的個體最有可能會被最先淘汰掉,這些被淘汰掉的個體留下后代的概率會變得非常低,從而保證了具備這種能力的個體才能夠繁衍后代。

2.2 歐洲人為什么會有藍(lán)眼睛? 眼睛的顏色是由虹膜的顏色決定的,是黑色素含量的反應(yīng),黑色素含量越多,眼睛的顏色越深,反之越淺。而黑色素的一個重要作用是吸收紫外線。由于高緯度歐洲地區(qū)太陽輻射較低,歐洲人進化出藍(lán)色眼睛來保證更多的紫外線進入眼球后部,可以避免近視的發(fā)生,這種基因在殘酷的自然選擇中保存下來。而對于生活在低緯度的深色眼睛的少年兒童,如果去高緯度地區(qū)生活,很可能由于紫外線照射不足,更容易發(fā)生近視。

2.3 較高緯度地區(qū)的近視發(fā)病率一定高于較低緯度地區(qū)嗎? 北緯27度的尼泊爾近視發(fā)病率為2%,而北緯20度的中國臺灣,近視發(fā)病率達到90%。為什么較高緯度地區(qū)的近視發(fā)病率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于較低緯度地區(qū)?因為尼泊爾的首都加德滿都海拔1600米,而臺灣臺北的海拔11米,海拔越高,接收的紫外線照射強度越大,同時中國臺灣的氣候也比較特殊,仍以臺北為例,2018年臺北晴天的天數(shù)不足10天,臺北與尼泊爾首都加德滿都2018年晴天天數(shù)的對比,如圖8所示,其中左側(cè)為臺北一年中晴天的天數(shù)占全年的百分比,右側(cè)為加德滿都一年中晴天天數(shù)占全年的百分比。所以雖然臺北處于較高緯度,但由于其海拔較低,晴天天數(shù)較少,紫外光照強度不足,從而導(dǎo)致其近視發(fā)病率遠(yuǎn)高于尼泊爾。

2.4 低濃度阿托品的部分作用機理 近年來,低濃度阿托品被用作控制少年兒童近視的藥物。這種低濃度阿托品對于近視的控制,我們至少可以從兩個方面去解釋,一方面低濃度阿托品解除睫狀肌的痙攣狀態(tài),另一方面,低濃度阿托品使瞳孔放大,從而使更多的紫外光進入眼睛,抑制眼軸的增長。這里只是嘗試解釋低濃度阿托品的部分作用機理,其它作用機理以及其副作用還需要科研人員給出最終的答案。

三、結(jié)論與建議

在眾多少年兒童近視防控方法中,在陽光下的室外運動是最簡單、最安全的方法,并且不需要什么花費。對于生活在北方的少年兒童,由于每年的四月到十月,日照充足,溫度適宜,所以少年兒童很容易保證每天足夠的室外運動時間,陽光中紫外線的強度也足以刺激眼球分泌足夠的多巴胺抑制眼軸長度的增加。在這段時間,少年兒童的眼軸一般增長較慢。而在每年的十一月到次年的三月這段時期,一方面由于日照時間縮短,導(dǎo)致紫外線照射時間變短,強度降低；另一方面由于室外溫度下降,導(dǎo)致室外運動量減少,所以這段時期眼部分泌抑制眼軸增長的多巴胺減少,那么這段時期就成為少年兒童近視防控的關(guān)鍵時期,特別是處在學(xué)齡前和11歲左右這兩個時期的孩子,保證他們在冬季有足夠的室外活動時間,更是少年兒童近視防控中的重中之重。

因此,我們建議當(dāng)?shù)卣跋嚓P(guān)部門可以采用靈活的方式方法來抑制冬季少年兒童近視的快速發(fā)展。比如：對于學(xué)齡前兒童,通過宣傳來加強家長和幼兒園對幼兒近視的防控意識；對于在校的小學(xué)生,制定更加合理的春季和秋季教學(xué)計劃,縮減冬季的教學(xué)內(nèi)容,縮減冬季的作業(yè)量,有條件的學(xué)校盡量保障同學(xué)們課間十分鐘的室外活動,增加冬季室外快樂體能課的頻次。這里說的快樂體能課,與傳統(tǒng)的體育課不同,它不以跑多快,跳多遠(yuǎn)為目的,而是通過設(shè)計更科學(xué)、更有趣的運動游戲項目,吸引少年兒童主動地參與到室外體育健身中來,從而增強少年兒童的體質(zhì),促進人體多巴胺的分泌,實現(xiàn)少年兒童近視的有效防控,降低少年兒童近視的發(fā)病率。