stringtranslate.com

Биологические эффекты высокоэнергетического видимого света

Синий свет, тип высокоэнергетического света, является частью видимого спектра света.

Высокоэнергетический видимый свет ( HEV-свет ) — это коротковолновый свет в фиолетовом / синем диапазоне от 400 до 450  нм в видимом спектре , который имеет ряд предполагаемых негативных биологических эффектов, а именно на циркадный ритм и здоровье сетчатки ( опасность синего света ), что может привести к возрастной дегенерации желтого пятна . [1] [2] Все чаще в очки встраиваются фильтры, блокирующие синий свет, чтобы избежать предполагаемых негативных эффектов синего света. Однако нет никаких убедительных доказательств того, что фильтрация синего света с помощью очков оказывает какое-либо влияние на здоровье глаз, напряжение глаз, качество сна или качество зрения. [3]

Фон

Синие светодиоды часто являются объектом исследований синего света из-за растущей распространенности светодиодных дисплеев и твердотельного освещения (например, светодиодной подсветки ), а также синего вида (более высокая цветовая температура) по сравнению с традиционными источниками. Однако естественный солнечный свет имеет относительно высокую спектральную плотность синего света, поэтому воздействие высоких уровней синего света не является новым или уникальным явлением, несмотря на относительно недавнее появление технологий светодиодных дисплеев. В то время как светодиодные дисплеи излучают белый цвет, возбуждая все светодиоды RGB , белый свет от освещения обычно производится путем сопряжения синего светодиода, излучающего в основном около 450 нм, в сочетании с люминофором для понижающего преобразования части синего света в более длинные волны, которые затем объединяются, образуя белый свет. Это часто считается «следующим поколением освещения», поскольку технология SSL значительно снижает требования к энергетическим ресурсам. [4]

Синие светодиоды, особенно те, которые используются в белых светодиодах, работают на длине волны около 450 нм, где V(λ)=0,038. [5] [6] Это означает, что синий свет на длине волны 450 нм требует примерно в 25 раз больше лучистого потока (энергии), чтобы воспринимать тот же световой поток, что и зеленый свет на длине волны 555 нм. Для сравнения, УФ-А на длине волны 380 нм (V(λ)=0,000 039) требует в 25 641 раз больше радиометрической энергии, чтобы восприниматься с той же интенсивностью, что и зеленый, на три порядка больше, чем синие светодиоды. [7] [8] Исследования часто сравнивают испытания на животных с использованием одинакового светового потока, а не яркости, имея в виду сравнительные уровни воспринимаемого света на разных частотах, а не общую излучаемую энергию. [9] [10]

Физиологические эффекты

Опасность синего света

В отчете Агентства по продовольствию, окружающей среде, охране труда и технике безопасности Франции (ANSES) за 2019 год подчеркивается краткосрочное воздействие на сетчатку, связанное с интенсивным воздействием синего светодиодного света, и долгосрочное воздействие, связанное с началом возрастной макулярной дегенерации. [11] Хотя лишь немногие исследования изучали профессиональные причины макулярной дегенерации, они показывают, что длительное воздействие солнечного света, особенно его компонента синего света, связано с макулярной дегенерацией у работников, работающих на открытом воздухе. [12] Однако CIE опубликовала свою позицию о низком риске опасности синего света в результате использования светодиодной технологии в лампах общего освещения в апреле 2019 года. [13]

Международный стандарт IEC 62471 оценивает фотобиологическую безопасность источников света. [14] Предлагаемый стандарт IEC 62778 предоставляет дополнительные рекомендации по оценке опасности синего света для всех осветительных приборов. [15]

Циркадный ритм

Циркадный ритм — это механизм, который регулирует режимы сна. Одним из основных факторов, влияющих на циркадный ритм, является возбуждение меланопсина , светочувствительного белка, который максимально поглощает при 480 нм, но имеет по крайней мере 10% эффективности в диапазоне 450-540 нм. [16] Периодическое (ежедневное) воздействие солнечного света обычно настраивает циркадный ритм на 24-часовой цикл. Однако воздействие источников света, которые возбуждают меланопсин в сетчатке в ночное время, может нарушить циркадный ритм. Harvard Health Publishing утверждает, что воздействие синего света ночью оказывает сильное негативное влияние на сон. [17] Вышеупомянутый отчет ANSES «подчеркивает [на] разрушительные эффекты для биологических ритмов и сна, связанные с воздействием даже очень низких уровней синего света вечером или ночью, особенно через экраны». [18] В пресс-релизе Американской медицинской ассоциации за 2016 год сделан вывод о том, что неконтролируемое использование светодиодного уличного освещения оказывает негативное влияние на циркадные ритмы , а белые светодиодные лампы оказывают в 5 раз большее влияние на циркадные ритмы сна, чем обычные уличные фонари. [19] Однако они также указывают на то, что яркость уличных фонарей сильнее коррелирует с результатами сна.

Синий свет необходим для регулирования циркадного ритма, поскольку он стимулирует рецепторы меланопсина в глазах. [20] Это подавляет дневной мелатонин, обеспечивая бодрствование. Работа при свете без синего света (он же желтый свет) в течение длительного времени нарушает циркадные паттерны, поскольку нет подавления мелатонина в течение дня и снижен отскок мелатонина ночью. [ необходима цитата ]

Напряжение глаз

Синий свет считается причиной цифрового напряжения глаз , но нет никаких убедительных доказательств, подтверждающих эту гипотезу. [21] [22]

Дерматология

Как и в случае с другими типами светотерапии, нет убедительных доказательств того, что синий свет полезен при лечении угревой сыпи . [23] [24]

Блокировка синего света

Опасения по поводу воздействия синего света привели к появлению нескольких решений по его снижению, включая отключение или ослабление синих светодиодов в дисплеях, изменение цвета дисплеев в сторону желтого или ношение очков, фильтрующих синий свет.

Цифровые фильтры

Операционные системы Apple и Microsoft и даже предустановленные настройки автономных компьютерных мониторов включают опции для снижения излучения синего света путем регулировки цветовой температуры до более теплой гаммы. [25] [26] Однако эти настройки значительно уменьшают размер цветовой гаммы дисплея, поскольку они по сути имитируют дальтонизм тритана , тем самым жертвуя удобством использования дисплеев. Фильтры можно настроить по расписанию, чтобы они активировались только после захода солнца.

Интраокулярные линзы

Во время операции по удалению катаракты непрозрачный естественный хрусталик заменяется синтетической интраокулярной линзой (ИОЛ). ИОЛ может быть разработана для фильтрации равного, большего или меньшего количества УФ-света, чем естественный хрусталик (иметь более высокий или низкий порог), и, следовательно, ослаблять или усиливать функцию опасности синего света. Затем можно изучить эффекты длительного воздействия УФ, фиолетового и синего света на сетчатку. [27] Однако утверждается, что ИОЛ, которые задерживают больше синего света, чем естественные линзы, отрицательно влияют на цветовое зрение и циркадный ритм, не обеспечивая при этом значительной фотозащиты. [28] Систематические обзоры не обнаружили никаких доказательств какого-либо эффекта в ИОЛ, фильтрующих синий свет, [29] и ни один из них не предоставил никаких надежных статистических доказательств, позволяющих предположить какой-либо эффект в отношении контрастной чувствительности, дегенерации желтого пятна, зрения, различения цветов или нарушений сна. [30] В одном исследовании утверждалось о большой разнице в наблюдаемых исследованиях флуоресцентной ангиографии и наблюдалось заметно меньшее «прогрессирование аномальной аутофлюоресценции глазного дна»; [31] Однако авторы не смогли обсудить тот факт, что возбуждающий луч представляет собой фильтрованный свет в диапазоне от 465 до 490 нм, [32] который в значительной степени блокируется ИОЛ, фильтрующими синий свет [33], но не прозрачными ИОЛ, присутствующими у контрольных пациентов.

Линзы, блокирующие синий свет

Линзы, фильтрующие синий свет, уже давно присутствуют на рынке в виде солнцезащитных очков коричневого, оранжевого и желтого оттенков. [34] Эти тонированные линзы были популярны из-за убеждения, что они улучшают контрастность и восприятие глубины, но после ранних исследований, показавших риски для здоровья от воздействия синего света, [35] [36] стали более популярными из-за предполагаемой пользы для здоровья от блокировки синего света. [37]

Эффективность линз, блокирующих синий свет, не оспаривается, но вопрос о том, является ли типичное воздействие синего света достаточно опасным, чтобы требовать линз, блокирующих синий свет, является весьма спорным. [38] Одна из проблем с очками заключается в том, что они не могут достичь положительных результатов в отношении опасности синего света и сна одновременно. Чтобы быть эффективными против опасности синего света, очки необходимо носить постоянно, особенно в течение дня, когда воздействие синего света выше. Однако, чтобы усилить воздействие синего света, которое имитирует нормальный дневной цикл, очки следует носить только ночью, когда воздействие уже довольно низкое с точки зрения фотозащиты. Независимо от этого, некоторые данные показывают, что линзы, блокирующие синий свет перед сном, могут быть особенно полезны для людей с бессонницей , биполярным расстройством , синдромом задержки фазы сна или СДВГ , хотя и менее полезны для здоровых спящих. [39] Небольшое количество исследований, способствующих этим выводам на сегодняшний день, имеет методологические недостатки или риски предвзятости, поэтому необходимы дальнейшие исследования. [39]

Агрессивная реклама может способствовать неправильному восприятию общественностью предполагаемых опасностей синего света. Даже когда исследования не показали никаких доказательств в поддержку использования фильтров, блокирующих синий свет, в качестве клинического лечения цифрового напряжения глаз, производители офтальмологических линз продолжают продавать их как линзы, которые снижают цифровое напряжение глаз. [40]

Генеральный оптический совет Великобритании раскритиковал Boots Opticians за их необоснованные заявления относительно их линейки линз, фильтрующих синий свет; а Управление по стандартам рекламы оштрафовало их на 40 000 фунтов стерлингов. Boots Opticians продала линзы с наценкой в ​​20 фунтов стерлингов. [41] Тревор Уорбертон, выступая от имени Ассоциации оптометристов Великобритании , заявил: «... текущие доказательства не подтверждают заявления о том, что они предотвращают заболевания глаз». [42]

В июле 2022 года реклама Gamer Advantage на канале Twitch BobDuckNWeave была запрещена Управлением по стандартам рекламы за бездоказательные утверждения о том, что очки, защищающие от синего света, могут улучшить сон. [43] [44]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Glaz r-Hockstein C, Dunaief JL (январь 2006 г.). «Могут ли линзы, блокирующие синий свет, снизить риск возрастной макулярной дегенерации?». Retina (Филадельфия, Пенсильвания) . 26 (1): 1–4. doi :10.1097/00006982-200601000-00001. PMID  16395131.
  2. ^ Margrain TH, Boulton M, Marshall J, Sliney DH (сентябрь 2004 г.). «Обеспечивают ли фильтры синего света защиту от возрастной макулярной дегенерации?». Prog Retin Eye Res . 23 (5): 523–31. doi :10.1016/j.preteyeres.2004.05.001. PMID  15302349. S2CID  40276594.
  3. ^ Singh S, Keller PR, Busija L, McMillan P, Makrai E, Lawrenson JG и др. (2023). «Фильтрация линз для очков с синим светом для улучшения зрения, сна и здоровья макулы у взрослых». Cochrane Database Syst Rev. 2023 ( 8): CD013244. doi :10.1002/14651858.CD013244.pub2. PMC 10436683. PMID  37593770 . 
  4. ^ Министерство энергетики США. (2013). Информационный листок по технологии твердотельного освещения (Оптическая безопасность светодиодов). Доступно по адресу: https://www.lightingglobal.org/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/82_opticalsafety_fact-sheet.pdf
  5. ^ "Технический паспорт семейства продуктов: светодиоды Cree® XLamp® XM-L" (PDF) . Cree. стр. 4. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-11-11 . Получено 2020-06-19 .
  6. ^ "Технический паспорт X42182(Z-power LEDs)" (PDF) . стр. 12–13. Архивировано из оригинала (PDF) 2018-12-09 . Получено 2020-06-19 .
  7. ^ "Колориметрия -- Часть 1: Стандартные колориметрические наблюдатели CIE". Международная организация по стандартизации . Получено 9 декабря 2018 г.
  8. ^ "Kay & Laby;таблицы физических и химических констант;Общая физика;Подраздел: 2.5.3 Фотометрия". Национальная физическая лаборатория; Великобритания . Получено 9 декабря 2018 г.
  9. ^ Кригель, Артур (2016). «Светоиндуцированное повреждение сетчатки с использованием различных источников света, протоколов и штаммов крыс выявляет фототоксичность светодиодов» (PDF) . Нейронаука . 339 . Centre de Recherches des Cordeliers. Université Paris Descartes, Франция. (Медицинский факультет Университета Сорбонны, кафедра физиологии): 296–307. doi :10.1016/j.neuroscience.2016.10.015. PMID  27751961. S2CID  1619530 . Получено 9 декабря 2018 г. .
  10. ^ "Повреждение сетчатки, вызванное светодиодами, и его зависимость от длины волны in vivo" (PDF) . Международный журнал офтальмологии, т. 10, № 2. 18 февраля 2017 г.
  11. ^ «Светодиоды и синий свет | Anses - Национальное агентство по санитарной безопасности питания, окружающей среды и труда» . anses.fr . 13 августа 2019 года . Проверено 29 января 2020 г.
  12. ^ Modenese, Alberto; Gobba, Fabriziomaria (6 сентября 2018 г.). «Макулярная дегенерация и профессиональные факторы риска: систематический обзор». Международный архив охраны труда и окружающей среды . 92 (1): 1–11. doi :10.1007/s00420-018-1355-y. PMC 6323067. PMID  30191305 . 
  13. ^ "Заявление о позиции по поводу опасности синего света (23 апреля 2019 г.) | CIE". www.cie.co.at . Получено 24.07.2019 .
  14. ^ Tsankov, Plamen Ts. (2020). «Световые технологии». В Павлович, Томислав (ред.). Солнце и фотоэлектрические технологии. Хам, Швейцария: Springer Nature Switzerland. стр. 261. ISBN 978-3-030-22402-8. Получено 26 мая 2022 г. .
  15. ^ "МЭК рассматривает характеристику опасности синего света (ЖУРНАЛ)". Журнал LEDs . 15 января 2014 г. Получено 28 августа 2023 г.
  16. ^ Enezi, Jazi al; Revell, Victoria; Brown, Timothy; Wynne, Jonathan; Schlangen, Luc; Lucas, Robert (август 2011 г.). «Функция спектральной эффективности «меланопического» спектра предсказывает чувствительность фоторецепторов меланопсина к полихроматическому свету». Journal of Biological Rhythms . 26 (4): 314–323. doi : 10.1177/0748730411409719 . PMID  21775290. S2CID  22369861.
  17. ^ «У синего света есть темная сторона». Harvard Health Letter. 13 августа 2018 г.
  18. ^ «Светодиоды и синий свет | Anses - Национальное агентство по санитарной безопасности питания, окружающей среды и труда» . www.anses.fr . 13 августа 2019 года . Проверено 29 января 2020 г.
  19. ^ "Американская медицинская ассоциация принимает руководство по снижению вреда от уличного освещения высокой интенсивности". Американская медицинская ассоциация . 14 июня 2016 г. Получено 29 января 2020 г.
  20. ^ Beaulé, C.; Robinson, B.; Lamont, EW; Amir, S. (2003). «Меланопсин в системе циркадного ритма». Journal of Molecular Neuroscience . 21 (1): 73–89. doi :10.1385/JMN:21:1:73. PMID  14500998. S2CID  18390790.
  21. ^ Розенфилд, Марк (2016). «Синдром компьютерного зрения (он же цифровое напряжение глаз)». Оптометрия на практике . 17 (1).
  22. ^ LaMotte, Sandee (2023-08-17). «Очки от синего света не помогают при напряжении глаз, говорится в крупном исследовании». CNN . Получено 2023-08-24 .
  23. ^ Barbaric J, Abbott R, Posadzki P, Car M, Gunn LH, Layton AM, Majeed A, Car J (январь 2018 г.). «Светотерапия акне: сокращенный систематический обзор Кокрейна, включающий оценки GRADE». Br J Dermatol (метаанализ). 178 (1): 61–75. doi :10.1111/bjd.15495. hdl : 10044/1/46077 . PMID  28338214. S2CID  24860483.
  24. ^ Scott AM, Stehlik P, Clark J, Zhang D, Yang Z, Hoffmann T, Mar CD, Glasziou P (ноябрь 2019 г.). «Светотерапия синим светом при угрях обыкновенных: систематический обзор и метаанализ». Ann Fam Med (систематический обзор). 17 (6): 545–553. doi :10.1370/afm.2445. PMC 6846280. PMID  31712293 . 
  25. ^ «Как использовать Night Shift на вашем Mac». 13 марта 2019 г.
  26. ^ «Настройте дисплей на ночное время в Windows 10». 13 марта 2019 г.
  27. ^ Буллоу, Джон Д.; Бирман, Эндрю; Ри, Марк С. (3 апреля 2019 г.). «Оценка опасности синего света от твердотельного освещения». Международный журнал по охране труда и эргономике . 25 (2): 311–320. doi :10.1080/10803548.2017.1375172. PMID  28876164. S2CID  10490626.
  28. ^ Mainster, Martin A.; Turner, Patricia L. (май 2010 г.). «Блокирующие синий ИОЛ снижают фотовосприятие, не обеспечивая значительной фотозащиты». Survey of Ophthalmology . 55 (3): 272–283. doi :10.1016/j.survophthal.2009.07.006. PMID  19883931.
  29. ^ Вагге, Альдо; Ферро Дезидери, Лоренцо; Дель Носе, Кьяра; Ди Мола, Илария; Синдако, Даниэле; Траверсо, Карло Э. (18 марта 2021 г.). «Офтальмологические линзы с фильтрацией синего света: систематический обзор». Семинары по офтальмологии . 36 (7). Информа Великобритания Лимитед: 541–548. дои : 10.1080/08820538.2021.1900283. ISSN  0882-0538. PMID  33734926. S2CID  232302383.
  30. ^ Дауни, LE; Бусиджа, Л.; Келлер, PR (22 мая 2018 г.). «Искусственные линзы, фильтрующие синий свет, для защиты макулы (задней части глаза) после операции по удалению катаракты». База данных систематических обзоров Кокрейна . 2018 (5). Кокрановское исследование: CD011977. doi : 10.1002/14651858.CD011977.pub2. PMC 6494477. PMID  29786830 . 
  31. ^ Nagai, H.; Hirano, Y.; Yasukawa, T.; Morita, H.; Nozaki, M.; Wolf-Schnurrbusch, U.; Wolf, S.; Ogura, Y. (сентябрь 2015 г.). «Профилактика повышенной аномальной аутофлюоресценции глазного дна с помощью интраокулярных линз, фильтрующих синий свет». Журнал катаракты и рефракционной хирургии . 41 (9). Журнал катаракты и рефракционной хирургии: 1855–9. doi :10.1016/j.jcrs.2015.01.017. PMID  26471051. S2CID  10599992.
  32. ^ Беннетт, Тимоти Дж. (2017). «Оборудование и техника». Общество фотографов-офтальмологов.
  33. ^ Беннетт, Тимоти Дж. (2017). «Основы флуоресцеина». Общество фотографов-офтальмологов.
  34. ^ Кларк, Б. а. Дж. (ноябрь 1969 г.). «Цвет в линзах солнцезащитных очков». Оптометрия и наука о зрении . 46 (11): 825–839. doi :10.1097/00006324-196911000-00004. ISSN  1538-9235. PMID  4901978. S2CID  37985129.
  35. ^ Андерсон, Кеннет В.; Койл, Фрэнсис П.; О'Стбен, В. Кит (1 мая 1972 г.). «Дегенерация сетчатки, вызванная цветным светом низкой интенсивности». Experimental Neurology . 35 (2): 233–238. doi :10.1016/0014-4886(72)90149-5. PMID  5030851.
  36. ^ Хэм, Уильям Т.; Мюллер, Гарольд А.; Слайни, Дэвид Х. (11 марта 1976 г.). «Чувствительность сетчатки к повреждению от коротковолнового света». Nature . 260 (5547): 153–155. Bibcode :1976Natur.260..153H. doi :10.1038/260153a0. PMID  815821. S2CID  4283242.
  37. ^ Ховис, Джеффри К.; Ловасик, Джон В.; Каллен, Энтони П.; Коте, Анджела К. (октябрь 1989 г.). «Физические характеристики и эффекты восприятия линз, блокирующих синий цвет». Оптометрия и наука о зрении . 66 (10): 682–689. doi :10.1097/00006324-198910000-00004. ISSN  1538-9235. PMID  2587033. S2CID  11521840.
  38. ^ Юсеф, Тарек. «Нет никаких доказательств того, что очки, блокирующие синий свет, помогают спать». Dalhousie News . Получено 28 августа 2023 г.
  39. ^ ab Шехтер, Ари; Куиспе, Кристал А; Мижкири Барбечо, Дженнифер С; Слейтер, Коди; Фальзон, Луиза (4 июня 2020 г.). «Вмешательства по сокращению воздействия коротковолнового («синего») света ночью и их влияние на сон: систематический обзор и метаанализ». SLEEP Advances . 1 (1): zpaa002. doi : 10.1093/sleepadvances/zpaa002 . PMC 10127364 . PMID  37192881 . Получено 25 мая 2022 г. . 
  40. ^ M, Rosenfield; RT, Li; NT, Kirsch (2020). «Двойной слепой тест фильтров, блокирующих синий цвет, на симптомы цифрового напряжения глаз». Работа (Рединг, Массачусетс) . 65 (2): 343–348. doi :10.3233/WOR-203086. PMID  32007978. S2CID  211012744.
  41. ^ Вудли, Мэтью (31 мая 2017 г.). «Оптическая сеть оштрафована на 69 000 долларов за вводящую в заблуждение рекламу». Insight. Архивировано из оригинала 3 сентября 2019 г. Получено 19 июня 2020 г.
  42. ^ Пауэлл, Селина (26 мая 2017 г.). «BOOTS OPTICIANS ОШТРАФОВАЛИ НА 40 000 ФУНТОВ ЗА ВВОДЯЩУЮ В ЗАБЛУЖДЕНИЕ РЕКЛАМУ СИНЕГО СВЕТA». Optometry Today.
  43. ^ "Gamer Advantage LLC". www.asa.org.uk . Advertising Standards Authority. Архивировано из оригинала 21 июля 2023 г. Получено 21 июля 2023 г.
  44. ^ "Gamer Advantage's Blue-Light Glasses". Truth in Advertising . 2022. Архивировано из оригинала 21 июля 2023 г. Получено 21 июля 2023 г.