高原辐射性眼病及其预防

范 军/文

1 高原概述

凡海拔500m以上，顶面平缓起伏较小，而面积比较辽阔的高地，从地理学角度看，均称为高原。高原疾病常发生在海拔3000m以上，海拔增高除对人的健康有一定影响外，还可导致各种疾病，统称高原病。我国海拔在3000m以上的高原地区占全国总面积的六分之一，据不完全统计，高原地区常住人口达8000万，所以了解高原眼病很有必要。

2 高原自然条件对人体的影响

高原气候因其不同的特点，太阳辐射增强、日照时间长、大气压和氧分压减少、空气稀薄；大气温度降低、日差较大、年差较小、大气绝对湿度降低、降水少、干燥等；风日多、大风多、冰雹、雷暴霜冻、寒潮等自然灾害多，对人体各有不同的影响。

海平面处空气中氧和二氧化碳分压与肺泡、毛细血管内氧，二氧化碳分压差特别显著，人体呼吸时，气体交换进行顺利；当海拔高度逐渐增高，大气压氧分压逐渐降低，分压差就越来越小，虽然肺泡氧分压相应降低，氧气尚能进入肺泡，进入毛细血管内，但由于分压差小，所以进入的速度大为减慢，人体呼吸的氧不够，就会产生一系列缺氧症状。但机体对外界环境有强大适应能力，在一定范围和时间内，人体通过神经体液的调节，产生一系列代偿反应，是可以克服外界缺氧环境的。一般高原反应的临界高度为3000m，目前将3000m与5000m作为机体可以适应的范围。5000m作为代偿的临界高度，而在5000m以上的高原，机体则难以克服。

高原气候寒冷，日温差可在20℃以上，所以高原人皮肤痛觉和触觉迟钝，末梢血管处于收缩状态，易产生皮肤干裂、冻伤和擦伤。气温与太阳辐射变化强度有关，每个地区的太阳辐射强度取决于太阳的高度、日照时间、投射于地面的角度和大气压的透明度，一般在对流层中，气温随高度增加而递减。太阳辐射是地球上光和热的源泉，也是气候现象及变化的根本原因，地表接受的辐射量随海拔的高度而增加，平原地区空气层薄，尘埃也多，太阳光的辐射线在穿过大气层时，其强度已大为减弱，而在高原地区，空气稀薄，水汽及其尘埃物较少，加之日照时间长，所接受的日辐射量多于平原地区。在冬季的高原，冰雪覆盖面大，光的反射率增大，居住和生活在这里的人吸收的辐射能增加，就紫外线来说，海拔每升高100m，紫外线强度增加1.3%，所以在高原居住和生活的人也容易患眼病。

3 高原与光敏度、视敏度、色觉和视野

视网膜在结构上与脑紧密相连，实际上是脑的一部分，其代谢情况相似，因此它同样对缺氧敏感，表现为光敏度与视敏度的降低。国外专家报道，光敏度在海拔1520m时会减弱，在4088m时，视力降低到平原的一半。换言之，在这种情况下需要给予2倍的光亮，才能感受到一定的刺激。国外又有专家指出，在海拔2130m～5030m间，只要3～4小时，视敏度即会降低，但是吸入纯氧几分钟后，就可以恢复。高原对视敏度的影响，随光照强度而定，若照度强、海拔高即使稍超过5490m，视敏度几乎没有减弱，反之在低照度、海拔低到2440m时视敏度就开始降低了，在5180m时视敏度仅为平原的一半。英国在二战期间，夜盲成为战斗机飞行员的一个问题，在海拔3660m时，几乎完全夜盲，但大量吸氧后就可完全恢复，这说明对夜视力起重要作用的视网膜杆细胞对强氧是非常敏感的。在海拔5468m高处眼凝视的精确性普遍有减少的倾向，说明辐辏功能有些疲劳，隐斜视在这时也表现出来了。

色觉和辨色力在海拔2000m～3000m时增强，而在海拔5000m～7000m时减弱，还有专家报道在海拔5490m时，对蓝色和绿色的辨色力稍微减弱。

国外专家指出，在高原地区虽然人的中央视野似乎不受影响，但表明视野轻度缩小。国内眼科专家在海拔2600m的青海大通地区，用弧形视野计5mm的白色视标检查了20～45岁正常人的50例（100只眼）及51～82岁68例老人135只眼的周边视野，被检查者主要是居住在高原和少数移居高原20年以上的干部职工和普通居民，均按严格的程序进行：高原正常人的视野与北京正常人的视野相对照，双眼均有10条子午线的平均值小于平原正常人，与广州正常人视野相比，双眼均有9条子午线的平均值小于平原正常人，证明高原人周边视野轻度缩小。高原老年人的视野比20～45岁年龄组的视野有明显缩小，高原人的视野缩小的机理，可能与缺氧引起的视敏度下降有关。

4 常见高原眼病

4.1 慢性结膜血管扩张症

世居海拔3000m以上的高原居民，大多数人的眼球结膜呈紫红色，血管迂曲扩张，以睑裂部最为明显，有时在穹窿结膜可见到粗大的紫蓝色迂曲血管，在红色背景下十分突出。睑结膜也充血、模糊不清、患者无任何不适，结膜囊也无分泌物，因此它不是炎症改变，而是高原地区特有的慢性结膜血管扩张症。特别严重的人，睑裂部球结膜增厚，有形成翼状胬肉的倾向。其根本病因与缺氧有关，由于血氧分压降低，使表面小血管扩张，结膜血管也随之扩张，和世居高原地区的居民脸颊部红润，毛细血管明显扩张属同一道理。

4.2 高原紫外线角、结膜炎

高原日光强烈、日照时间长，较长时间暴露在日光下，不仅易患日光性皮炎、眼部也常受损害。特别是冬季高原上大雪茫茫，整月不化，在太阳光照耀下，闪烁刺眼，如不加防护可发生高原雪盲，它并不是因雪本身致病，而是雪面反射了太阳光中的紫外线损害了眼部，一般照射强度很少致盲，所以叫紫外线角、结膜炎。

高原地区由于结晶的冰雪面的反射，长波紫外线和短波紫外线均较海平面地区的紫外线更为强烈。紫外线被眼组织吸收而转化为热能，在大剂量照射下，可使组织细胞核分裂抑制，随后细胞肿胀，染色体凝集，最后核膜破裂，染色体分散于细胞浆内细胞肿胀死亡；高原角、结膜的临床病理表现就是这两种作用相互协同的结果。一般情况下，长波紫外线穿透角膜的能力较强，大部分被晶体所吸收，但其生物抑制能力较弱，对眼部的损害较轻微。短波紫外线其穿透能力较弱，绝大部分被角膜所吸收，对角膜组织的增热与抑制作用极强，所以角膜的损害较重。症状的轻重与照射时间及剂量成正比，与光远的距离平方成反比。当阳光中的紫外线经过大雪的散射入眼后，开始并无任何症状，潜伏期一般为6～10小时，初次发病的患者潜伏期长，也难推迟到24小时后才发病。发病时有双眼异物感、似沙子在严重滚动、流泪、畏光、严重者还有虹视，视物模糊，并有中心色觉暗点，眼睑皮肤红斑，有时出现水肿、水泡及小出血点眼睑痉挛，结膜囊内分泌物增多，球结膜充血并有细小出血点，角膜表面有点状或片状剥脱等。

有效预防紫外线角、结膜炎，应佩戴太阳镜，特别是含铀的灰绿色玻璃镜片，可将紫外线完全吸收，屏除全部紫外线，吸收95%的红外线，是高原雪地上的理想防护镜。

4.3 翼状胬肉

翼状胬肉是高原地区常见病、多发病之一，国内眼科专家在青海省长和县官亭乡对眼病作过调查，胬肉的发病率为8.91%，性别间无差异，但随着年龄的增长而增加，以51～60岁年龄患病率为最高，双眼发病居多，绝大部分发生于鼻侧球结膜。

1965年，Cameron观察了纬度与翼状胬肉的关系，认为纬度30°～赤道地区患病率高的原因是该地区接受太阳辐射的角度大都在80°或以上，在这种角度下居民经常暴露于波长320nm～290nm的紫外线下，易患此病。地处北纬20°的夏威夷群岛的居民有20%的人患此眼病，除纬度因素外，还与海平面对紫外线的反射有关。例外的是位于北纬6°～10°的斯里兰卡居民患病率仅为0.7%，据Sivaub vamaniam推测，是茂盛的植物覆盖着整个斯里兰卡岛国大地，而且岛上气候多雨多云，致使紫外线辐射能力大大减弱。

我国各地翼状胬肉的患病率与纬度关系也极为密切。但是太阳辐射的最大值在北纬20°附近，我国的海南岛正好在这个位置上，根据海南省眼病调查结果显示，翼状胬肉的患病率为47.75%，胬肉除了受纬度影响外，也与海拔有关；眼科学者通过翼状胬肉的组织学和流行病学的特征显示发病机理中，长期暴露紫外线下起了重要作用，过量的紫外线照射，过量的风沙、尘埃的刺激以及遗传因素的影响，使角膜缘部的血管和Bowmann膜连接处发生非感染性炎症，在炎症自溶过程中，基底细胞发生代谢异常，向基底膜下释放纤维母细胞生长因子，导致纤维母细胞增殖，同时引起淋巴细胞、浆细胞浸润，进一步引起非大细胞浸润，使蛋白质降解为氨基酸混合物，其中含有促进新生血管生长因子，形成纤维血管性反应为特征的生长性翼状胬肉。

4.4 白内障

白内障系高原地区的多发病，国内眼科专家对此已有共识。在青海省工作的眼科专家，对昂欠县进行的白内障普查发现，该县海拔高度为3600m～5100m，白内障患病率为0.78%，初发期、未成熟期白内障因视力减退不严重，未包括在筛选的范围内，其实际患病率远较次数为高。白内障患病率随着纬度的减低而增高，也与海拔高度有密切关系，如广东中山地区纬度22°、海拔1.1m，每年日照时数1339小时，白内障的患病率为0.23%。阿里地区纬度32°、海拔4279m，每年日照时数3085小时，白内障患病率为10%。美国、加拿大多名眼科专家在全球范围的流行病学研究已明确了各型年龄相关性白内障的危险因素：核性白内障与吸烟、营养不良、居住在高温地带有关。皮质性白内障则多与高强度日光暴露及糖尿病有关，后囊下白内障与糖尿病、免疫制剂和眼内激素的使用以及头部放射治疗有关，白内障也与解剖因素有关，如晶体的厚度以及玻璃体的稳定性也对核性和皮质性白内障的发生产生一定影响。

红外线长期慢性照射引起白内障已为人们所熟知，在海拔4000m的高原上，空气稀薄、大气污染物、尘埃大量减少，特别是空气中的二氧化碳及水蒸气较海平面减少更多，红外线主要为二氧化碳及水蒸气所吸收，水蒸气吸收红外线的能力较干燥空气强72倍，因此高原地区的红外线格外强烈。长期接触红外线照射的高原居民，可产生的红外线的慢性蓄积效应，促进了老年性白内障的发生。红外线导致白内障的原因说法不一，有人认为是红外线被晶体吸收后，红外线直接作用于晶体产生原发性损害，也有人认为是虹膜及睫状体长期受红外线的热作用，影响晶体的新陈代谢，导致晶体发生浑浊。

在海拔4000m的高原，紫外线的含量由海平面的1%～2%增到5%～6%，加上冰雪的作用，70%被反射形成互相交错的散射。Abbot报道，因反射而增多的波长短于366nm以下的紫外线，较日光中的直射量多2～4倍，强烈的紫外线辐射是形成高原居民白内障的重要因素。短波紫外线被晶体吸收后，在紫外线风化作用影响下发生的磷游子，可与衰老的晶体中增多的钙游子相结合，形成不可离解的磷酸钙，从而导致晶体的硬化与钙化，成为老年性白内障的发病基础。

长波或近紫外线（300～400nm）可诱发晶体蛋白化学变化及生长活跃的上皮细胞的病理变化，它不是直接损伤DNA，而是诱发具有抑制作用的光化产物。长波紫外线容易穿透角膜而被晶体吸收，几乎全被游离分散的小分子核蛋白的芳香族基所吸收，参与光氧化反应，紫外线诱发芳香族氨基酸产生自由基，继而转变为光氧化产物，形成大分子蛋白质，晶体变浑浊。长波紫外线可使晶体中的色氨酸光氧化，光反应可改变晶体结构蛋白及酶蛋白的性质，而使晶体内不溶蛋白的形成，而形成白内障。已有研究证实西藏老年性白内障6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性下降，该地区白内障抗氧化功能减弱，加重了晶体的氧化性损害。Adams等指出，紫外线可使晶体谷胱甘肽减少，此物含硫氢基而且有可逆性氧化还原作用，能保护含硫氢基的酶和参与晶体的氧化还原反应。谷胱甘肽的丧失，影响了晶体的正常代谢，可能与老年性白内障发生有关。

高原缺氧动物实验证明，在低气压引起鼠晶体浑浊，实验证明是缺氧所致，并测得房水乳酸含量增加了3～4倍，而乳酸对晶体有一种毒性作用，可使晶体浑浊。老年性白内障的成因比较复杂，辐射仅是成因之一，内分泌失调、血中毒、过度的调节作用、晶体脱水及其硬化以及遗传等也是重要因素。

另外，日光性视网膜灼伤也是高原地区的多发病（详见2012年第9期《视网膜与光损伤》，本文从略）。

总之，高原辐射性眼病重在预护，可佩戴特制的防护眼镜。常用防护眼镜有两种：一种镜片含有氯化亚铁，可吸热；另一种镜片在冕玻璃与暗绿色玻璃之间加入一张很薄的透明金片，金片可将98%的光反射，可见光的透光率是75%，国产防护眼镜以双层镀铬GRB套镜最佳，对光的吸收率达99.3%。另外，CR-39光学树脂镜片也有一定的防护效果。