氫氣能保護大鼠因藍光引起的視網膜傷害

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氫氣能保護視網膜
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隨著 3C 產品流行,我們的視力也越趨惡化,「藍光」或許是其中的罪魁禍首,而研究人員發現「氫氣」在動物模型中,能舒緩藍光對視網膜的傷害,讓鯉魚兒帶您深入了解吧!

 

認識藍光

大部分的電子設備都會發射出藍光,藍光的波長短、能量強,可以通過眼睛直達視網膜,但事實上電子設備的藍光相較於日光算是相當微弱,而我們的黃斑部其實也可以吸收藍光,但因為藍光會讓眼睛聚焦不易,且因藍光波長較短容易造成散射,因此眼睛就需要花更多的力氣聚焦,時間一久,使得睫狀肌無法有效鬆弛放鬆,眼睛容易疲勞、乾澀,造成假性近視。

藍光對眼睛所產生的影響,是所謂的藍光風險。藍光等高能光線所產生的自由基攻擊感光細胞及色素上皮細胞的小胞器,特別是攻擊粒腺體 DNA,進而導致細胞凋亡是藍光造成視網膜損傷的重要病理過程。

而前面所述,日光裡藍光的能量相較於電子產品,其強度高出許多,更不用說太陽光裡還含有紫外線等能量更強的不可見光,因此如何預防長期因接觸日光造成的眼睛病變也是相當重要的。

 

藍光造成視網膜損傷的大鼠模型

既然藍光對視網膜造成的傷害,主要是自由基引起的,那麼被日本學者稱為近乎完美的抗氧化劑「氫氣」是否能有所幫助,就成為研究人員想知道的答案。

因此,該實驗利用斯普拉格-道利大鼠(Spraque-Dawley)進行動物模型實驗。

研究人員將 100 隻重量 160 ~180 克的雌性大鼠分為 4 組,第一組為 30 隻藍光照射組,第二組為 30 隻藍光照射並注射一般生理食鹽水組,第三組為 30 隻藍光照射並注射飽和含氫生理食鹽水組,第四組的 10 隻大鼠則不照光,也不注射任何溶液,作為陰性對照組。

氫氣能保護藍光對於視網膜的傷害

實驗將大鼠依序分為四組,探討氫氣保護視網膜的效果。

實驗用的飽和含氫生理食鹽水是利用氫氣灌入一般生理食鹽水中,使其達到飽和後儲存在加壓鋁袋,為了確保氫水的濃度,每個禮拜都會重新製作含氫生理食鹽水,且利用電極法測量氫水濃度,確保注射的食鹽氫水,其濃度都超過 0.6mmol/L。

為了建構藍光對大鼠視網膜的損傷,研究人員製作了一個長寬高分別是 1, 1, 0.5 公尺的透明實驗箱,並在裡面安裝了 5 盞檯燈,並控制燈光的波長為藍光的 400~480nm,需要照射燈光的第一、二、三組大鼠在經過 36 小時的黑暗環境後連續照射 6 小時,藍光的照度控制在 0.64w/m2 。

除了環境設計外,研究人員也對大鼠注射 1% 阿托品(atropine),使大鼠的瞳孔放大,另外還用尼龍線讓大鼠的眼睛能保持睜開,避免大鼠在光照的時段中閉眼。

第二、第三組需要注射一般生理食鹽水與飽和含氫生理食鹽水的組別則會在光照前與光照中每天注射 1 次,劑量為 1ml/100g,連續 21 天。

 

氫氣能減少藍光傷害,保護視網膜

研究人員分別在大鼠照射完藍光後的 8 小時、16 小時與 24 小時將大鼠的眼球取下,並利用蘇木精-伊紅染色(Hematoxylin – Eosin, HE)的方式觀察,分析不同組別不同時間點大鼠眼球視網膜細胞的差異。

結果發現,第一組與第二組的大鼠其視網膜細胞死亡的數量明顯變多,細胞排列稀疏且邊界模糊,而注射飽和氫氣生理食鹽水的第三組大鼠,儘管視網膜細胞相對於未照藍光的第四組仍較少,但明顯優於第一、二組,且細胞的邊界清楚。

此外,實驗也比較了不同組別不同時間點視網膜的外顆粒層厚度(Retinal Outer Nuclear Layer, ONL),結果發現,有光照的大鼠,在光照後,隨著時間的增加,ONL 的厚度開始減少,而注射飽和氫氣生理食鹽水的第三組大鼠,儘管厚度也減少,但厚度明顯優於第一與第二組(p<0.05)。

藍光傷害會降低視網膜的外顆粒層厚度,氫氣可以顯著保護,降低藍光傷害。

最後,研究還比較了不同組別不同時間點,視網膜脂質過氧化物 MDA 的濃度的差異,同樣的第三組大鼠的視網膜 MDA 濃度明顯低於第一、二組,顯示了氫氣能有效舒緩藍光引起的氧化損傷,保護視網膜。

氫氣能保護視網膜因藍光引起的損傷

藍光損傷會造成視網膜氧化壓力提高,MDA 濃度上升,氫氣能顯著降低 MDA 濃度,舒緩氧化壓力。

 

結論

視網膜對於氧化壓力造成的損傷是相當敏感的,因為其含有大量的脂肪酸且高耗氧的特性,很容易成為自由基攻擊的目標。已有足夠且可信的文獻證實暴露像藍光這樣的可見光,是會造成氧化壓力,使得感光細胞(photoreceptors)受到氧化損傷,另外氧化損傷也是年齡相關的視神經退化的一個重要原因,隨著越來越多的研究結果,我們期待氫氣能成為我們靈魂之窗的最佳守護者!點我看更多關於氫氣對眼睛幫助的研究。

 
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完整論文連結:Protective effect of saturated hydrogen saline against blue light-induced retinal damage in rats

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