Сегодня многие профессиональные оптические журналы активно обсуждают влияние синего диапазона видимого излучения на здоровье человека. Многие производители средств коррекции зрения выпустили новые виды оптических покрытий для очковых линз, которые уменьшают пропускание синего света. С чем связано столь пристальное внимание к этому привычному для человека виду излучения и какие специальные продукты представлены на оптическом рынке? Предлагаемая статья призвана ответить на эти вопросы.

 

Что такое синий свет?

С точки зрения физики свет представляет собой один из видов электромагнитного излучения, испускаемого светящимися телами, а также возникающего в результате ряда химических реакций. Электромагнитное излучение имеет волновую природу – оно распространяется в пространстве в виде периодических колебаний (волн), совершаемых с определенной амплитудой и частотой. Человеческий глаз способен воспринимать электромагнитное излучение только узкого диапазона длин волн – от 380 до 760 нм, называемого видимым светом; при этом максимум чувствительности приходится на середину диапазона – около 555 нм) (рис. 1¹).

Примыкающий к видимому спектру диапазон излучений с меньшими значениями длины волны называют ультрафиолетовым, и практически все специалисты в области коррекции зрения знают о вредных последствиях его воздействия на глаза. Справа от видимого диапазона начинается область инфракрасного излучения – с длиной волны свыше 760 нм.
Синий свет – это самый коротковолновый диапазон видимого излучения с длиной волны 380–500 нм, который имеет наиболее высокую энергию. Название «синий свет», в сущности, является упрощенным, поскольку оно охватывает световые волны начиная от фиолетового диапазона (от 380 до 420 нм) и до собственно синего (от 420 до 500 нм) (см. таблицу²). Так как световые волны синего диапазона имеют наименьшую длину, они, согласно законам рэлеевского светорассеяния, наиболее интенсивно рассеиваются, поэтому значительная часть раздражающего блеска солнечного излучения обусловлена синим светом. Именно рассеивающиеся на частицах размером меньше длины волны синие световые волны придают окраску небу и океану.
Этот вид светорассеяния влияет на контрастность изображения и качество зрения вдаль, затрудняя идентификацию рассматриваемых объектов. Синий свет также рассеивается в структурах глаза, ухудшая качество зрения и провоцируя возникновение симптомов зрительного утомления.

Источники синего света

Синий свет является частью спектра солнечного излучения, поэтому избежать его воздействия невозможно. Однако наибольшую тревогу специалистов вызывает не этот естественный свет, а испускаемый искусственными источниками освещения – энергосберегающими компактными люминесцентными лампами (compact fluorescent lamp) и жидкокристаллическими экранами электронных устройств.
Сегодня по мере эволюции искусственных источников освещения происходит переход от привычных ламп накаливания к энергосберегающим люминесцентным лампам, спектр излучения которых имеет более выраженный максимум в диапазоне синего света (рис. 2³, б) по сравнению с традиционными лампами накаливания. На официальном сайте Евросоюза (URL: http://ec.europa.eu/) Научным комитетом по развивающимся и недавно выявленным рискам для здоровья (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks – SCENIHR) приведены результаты исследования 180 энергосберегающих люминесцентных ламп различных марок, в котором было установлено, что большинство ламп можно отнести к категории отсутствия риска, но среди исследуемых образцов были и относящиеся к группе низкого риска. Было также установлено, что вредное воздействие этих источников освещения возрастает при уменьшении расстояния до освещаемого объекта.⁴
Экраны смартфонов, телевизоров, планшетов и компьютеров сильнее излучают синий коротковолновый свет – до 40% больше по сравнению с естественным солнечным излучением (рис. 2⁵, а). Именно поэтому изображение на них кажется более ярким, четким и привлекательным.
Проблему воздействия синего света усугубляет резкое увеличение пользователей различных цифровых устройств и рост продолжительности их ежедневного использования, которое отмечается во многих странах мира. Согласно данным американского Совета по зрению (Vision Council), приведенным в обзоре «Наблюдение за зрением» (Vision Watch Survey), с 2011 года количество владельцев планшетных компьютеров увеличилось на 50%. Результаты показали, что из 7160 опрошенных только 1% не применяет цифровую технику каждый день; 81,1% ежедневно смотрят телевизор, который выходит на первое место среди используемых электронных устройств, особенно лицами старше 55 лет. Следующими по интенсивности применения идут смартфоны (61,7 %), ноутбуки (60,9 %) и офисные компьютеры (58,1%), в основном используемые лицами возрастной группы от 18 до 34 лет. Планшеты применяют 37% респондентов, игровые приставки – 17,4%. Исследование Совета по зрению уточняет, что треть опрошенных используют эти приборы от 3 до 5 ч в день, а еще одна треть – от 6 до 9 ч в день.⁶ Следует также отметить, что многие пользователи держат электронные гаджеты достаточно близко к глазам, что усиливает интенсивность воздействия синего света. По данным американских ученых,⁷ среднее рабочее расстояние, необходимое при чтении книги, а также при чтении сообщений на экране мобильного телефона или интернет-страницы на экране планшетного компьютера, в последних двух случаях было меньше, чем стандартное рабочее расстояние, равное 40 см. Можно сказать, что современное население земного шара подвергается облучению этим коротковолновым и высокоэнергетичным излучением так сильно и продолжительно, как никогда раньше.

Воздействие синего света на организм человека

На протяжении нескольких десятков лет ученые внимательно изучали влияние синего света на организм человека и установили, что его продолжительное воздействие сказывается на состоянии здоровья глаз и на циркадных ритмах, а также провоцирует целый ряд серьезных заболеваний.

• Влияние на глаза. Во многих исследованиях было отмечено, что воздействие синего света приводит к образованию фотохимических повреждений сетчатки, в особенности ее пигментного эпителия и фоторецепторов, причем риск поражения экспоненциально возрастает с увеличением энергии фотонов. Согласно результатам исследований, при равных условиях эксперимента синий свет в 15 раз более опасен для сетчатки, чем весь оставшийся диапазон видимого спектра (рис. 3⁸). Также было доказано, что изменение тканей после длительного воздействия яркого синего света аналогично такому, какое связывают с симптомами возрастной дегенерации макулы (ВДМ). В 2004 году в США были опубликованы результаты исследования «The Beaver Dam Study», в котором участвовали 6 тыс. человек, а наблюдения проводились на протяжении 5–10 лет. Было указано, что кумулятивное воздействие солнечного света связано с риском возникновения ВДМ, и была установлена взаимосвязь между ВДМ и воздействием на глаза синего света. Синий свет вызывает фотохимическую реакцию, продуцирующую свободные радикалы, которые оказывают повреждающее воздействие на фоторецепторы – колбочки и палочки. Образующиеся вследствие фотохимической реакции продукты метаболизма не могут быть нормально утилизированы эпителием сетчатки, они накапливаются и вызывают ее дегенерацию.

Международная организация по стандартизации (International Standards Organization – ISO) в стандарте ISO 13666 назвала диапазон длин волн синего света с центром при 440 нм диапазоном функционального риска для сетчатки. Именно эти длины волн синего света приводят к фоторетинопатии и ВДМ.
Пока человек не достигает среднего возраста, синий свет не поглощается такими естественными физиологическими фильтрами, как слезная пленка, роговица, хрусталик и стекловидное тело глаза. Наивысшая проницаемость коротковолнового видимого синего света обнаруживается в молодом возрасте и медленно сдвигается в более длинноволновый видимый диапазон по мере увеличения срока жизни человека. Глаза 10-летнего ребенка способны поглощать в 10 раз больше синего света, чем глаза 95-летнего старика.
Таким образом, в группу риска входят три категории населения: дети; люди с повышенной светочувствительностью, работающие в условиях с ярким освещением энергосберегающими люминесцентными лампами; пациенты с интраокулярными линзами (ИОЛ). Наибольший риск возникновения повреждений сетчатки в результате длительного воздействия синего света имеют дети, хрусталик которых не защищает от коротковолнового видимого излучения и которые проводят много времени за электронными цифровыми устройствами. Взрослые защищены лучше, так как хрусталик у них менее прозрачен и способен поглощать некоторое количество повреждающего синего света. Однако для пациентов с имплантированными ИОЛ риск повреждений больше, так как эти линзы не поглощают синий свет, хотя большинство из них поглощают ультрафиолетовое излучение.

• Влияние на циркадные ритмы. Циркадные ритмы (от лат. circa – около, кругом и лат. dies – день) – это циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи, или так называемые внутренние часы организма.

В течение длительной эволюции человек, как все живое на Земле, приспособился к ежедневной смене темного и светлого времени суток. Одним из наиболее эффективных внешних сигналов, поддерживающих 24-часовой цикл жизнедеятельности человека, является свет. Наши зрительные рецепторы посылают сигнал, поступающий в шишковидную железу; он обусловливает синтез и выделение в кровоток нейрогормона мелатонина, вызывающего сон [URL: http://ru.wikipedia.org/ (дата обращения: 16.02.2014)]. Когда темнеет, выработка мелатонина увеличивается, и человеку хочется спать. Яркое освещение тормозит синтез мелатонина, желание заснуть исчезает. Сильнее всего выработка мелатонина подавляется излучением с длиной волны 450–480 нм, т. е. синим светом.
С точки зрения эволюции время использования человечеством электрического освещения пренебрежимо мало, и наш организм в сегодняшних условиях реагирует так же, как и у наших далеких предков. Это означает, что синий свет нам жизненно необходим для правильного функционирования организма, однако широкое внедрение и продолжительное использование источников искусственного освещения с высоким спектральным содержанием синего света, а также применение разнообразных электронных устройств сбивает наши внутренние часы. По данным исследования, опубликованным в феврале 2013 года, достаточно 30-минутного нахождения в помещении, освещаемом люминесцентной лампой с холодным синим светом, чтобы нарушить продуцирование мелатонина у здоровых взрослых людей. В результате у них возрастает настороженность, ослабляется внимание, в то время как воздействие ламп с излучением желтого света оказывает малое влияние на синтез мелатонина.⁹
Работа и игра на компьютере особенно отрицательно влияют на сон, так как при работе человек сильно концентрируется и сидит близко к яркому экрану. Двух часов чтения с экрана устройства типа iPad при максимальной яркости достаточно, чтобы подавить нормальную выработку ночного мелатонина. А если читать с яркого экрана в течение многих лет, то это может привести к нарушению циркадного ритма, что в свою очередь негативно повлияет на здоровье. Наверное, многие замечали, что можно сидеть ночью за компьютером, и спать совсем не хочется. А как сложно заставить оторваться от компьютера подростка, который ночью спать не хочет, а утром испытывает сложности с подъемом!
Многие исследования последних лет находили связь между работой в ночную смену при воздействии искусственного света и появлением или обострением у испытуемых сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, ожирения, а также рака предстательной и молочной желез.¹⁰ Хотя еще не совсем понятны причины развития заболеваний, ученые связывают их возникновение с подавлением синим светом секреции мелатонина, который влияет на циркадные ритмы человека.
Американские исследователи из Гарварда изучали связь нарушения циркадных ритмов с диабетом и ожирением. Они провели эксперимент среди 10 участников, которым с помощью света постоянно смещали сроки их циркадного ритма. В результате было установлено, что уровень сахара в крови значительно возрос, вызвав преддиабетное состояние, а уровень гормона лептина, отвечающего за чувство сытости после еды, напротив, понизился, т. е. человек испытывал чувство голода даже тогда, когда организм биологически насытился.¹¹

Как минимизировать последствия от воздействия синего света?

Сегодня известны последствия влияния на состояние здоровья глаз таких факторов, как ультрафиолетовое (УФ) излучение, длительность работы за компьютером и применения электронных устройств, напряженность и вид зрительной нагрузки. Многие люди уже хорошо понимают, что необходимо защищать от УФ-излучения не только кожу, но и глаза. Однако потенциально опасные последствия от воздействия синего света известны широкой публике намного меньше.
Что же можно порекомендовать, чтобы свести к минимуму вредное влияние синего света?
Прежде всего, надо стараться избегать использования в ночное время таких электронных устройств, как планшетные компьютеры, смартфоны и любые другие гаджеты со светящимися жидкокристаллическими дисплеями. Если это все-таки необходимо, следует носить очки с линзами, которые блокируют синий свет.
Не рекомендуется смотреть на дисплеи электронных устройств за 2–3 ч перед отходом ко сну. Кроме того, нельзя устанавливать люминесцентные и светодиодные лампы с избыточным излучением в синей области спектра в помещениях, в которых человек может находиться ночью. Пациентам с дистрофией макулы надо вообще отказаться от применения таких ламп.
Дети обязательно должны находиться на открытом воздухе в светлое время суток не менее 2–3 ч. Воздействие синей составляющей естественного солнечного излучения способствует восстановлению правильного режима засыпания и пробуждения. Кроме того, игры на открытом воздухе предполагают зрительную деятельность на расстоянии, превышающем длину руки, что обеспечивает расслабление и отдых системы аккомодации глаз.
Следует рекомендовать детям применять очки с линзами, избирательно пропускающими синий свет, при пользовании электронными устройствами в школе и дома.
В течение дня в светлое время суток всем необходимо какое-то максимально возможное время находиться на открытом воздухе – это способствует улучшению засыпания и качества сна ночью, а также живости и ясности ума и повышению настроения днем. Пациентам с ИОЛ в обязательном порядке следует рекомендовать очковые линзы, уменьшающие пропускание синего света к глазам.

Оптические покрытия и линзы для защиты от синего света

На рынке нашей страны уже представлен целый ряд очковых линз с оптическими покрытиями, которые помогают уменьшить влияние синего света на глаза.

• Crizal Prevencia. Сrizal Prevencia – покрытие из ассортимента компании Essilor Intenational. Спектр светопропускания этого покрытия был определен в результате длительных экспериментов исследователей, изучавших, какая часть спектра видимого излучения оказывает вредное влияние на клетки сетчатки. Было установлено, что наиболее опасной является полоса, расположенная в сине-фиолетовой части спектра с центром на длине волны (435 ± 20) нм. На основании полученных данных было разработано оптическое покрытие Crizal Prevencia, которое защищает глаза от опасного сине-фиолетового света, вызывающего гибель клеток сетчатки, и пропускает сине-голубой свет, необходимый для общего хорошего самочувствия человека и регулировки его биологических часов. Покрытие было создано благодаря применению эксклюзивной технологии Light Scan («Сканирование света») – системы выборочной фильтрации света, которая обеспечивает пропускание полезного сине-голубого света, отрезание его составляющей и УФ-излучения при сохранении высокого светопропускания линз. В результате появилась новая категория профилактических линз, которые способствуют предупреждению развития таких опасных заболеваний, как ВДМ и катаракта.
• Neva Max Blue UV. Покрытие Neva Max Blue UV, избирательно отрезающее часть диапазона синего света, а именно его сине-фиолетовую составляющую в диапазоне длины волны 400–500 нм, в 2014 году выпустила компания BBGR. Селективное светопропускание синего света реализуется в этом покрытии благодаря применению технологии Blue Cut AR Technology компании BBGR. Покрытие Neva Max Blue UV позволяет снизить последствия негативного влияния синего света, излучаемого разнообразными цифровыми устройствами – телевизионными LED-экранами, планшетами, смартфонами, игровыми системами и другими гаджетами, которые ежедневно применяются пользователями. В 2012 году 28% жителей Европы проводили перед экранами цифровых устройств более 10 ч, 32% – от 6 до 9 ч и 33% – от 3 до 5 ч.¹² Синий свет вызывает напряжение, усталость и сухость глаз, головную боль, а его длительное воздействие может быть причиной ВДМ и повреждения клеток сетчатки. Синий свет из-за его более короткой длины волны в большей степени рассеивается в глазу, что заставляет постоянно напрягать глаза для сохранения четкого изображения. Но не весь спектр синего света вреден для глаз – часть его диапазона (сине-бирюзовый) отвечает за правильное функционирование биоритмов организма человека. Пользователь очков с линзами, на которых имеется покрытие Neva Max Blue UV, получает высокий зрительный комфорт при отсутствии напряжения глаз, повышенную контрастность изображения без изменения восприятия цветов.
• Blue Control. В начале 2013 года компания Hoya Vision Care выпустила новое покрытие Blue Control. Это специальное оптическое покрытие, которое за счет отражения в синей области спектра снижает пропускание к глазам синего света с длиной волны 380–500 нм в среднем на 18,1%; при этом оно не влияет на распознавание сигнальных огней регулировки автотранспорта, а линзы не выглядят окрашенными. Покрытие Blue Control косметически привлекательно и в сочетании с многофункциональным покрытием Hi-Vision LongLife может быть нанесено на любые очковые линзы. В результате потребитель получает покрытие, защищающее от вредной составляющей синего света, которое до 7 раз более устойчиво к образованию царапин, чем стандартные покрытия. Цвет остаточного отражения покрытия Blue Control сине-фиолетовый.
• See Coat Blue. Компания Nikon начала выпускать покрытие See Coat Blue осенью 2012 года. Оно отфильтровывает высокоэнергетичный видимый коротковолновый свет в диапазоне длины волны 440–460 нм. Опасное воздействие коротковолнового света на ткани сетчатки было доказано в ходе научных исследований, проводившихся компанией Nikon в течение 20 лет. Их результаты показали, что фотохимическое повреждение сетчатки является следствием взаимодействия фотонов света и зрительных пигментов, приводящего к формированию токсичных окислительных радикалов. See Coat Blue отражает излучение в в диапазоне длины волны с центром при 450 нм, соответствующем максимумам излучения в современных источниках искусственного освещения. По сравнению со стандартным покрытием оно отражает в 5 раз больше коротковолнового высокоэнергетичного излучения, при этом его светопропускание в видимой области составляет 97,5 %, т. е. является таким же, как у покрытий последнего поколения от компании Nikon. See Coat Blue обладает также всеми остальными характеристиками этих покрытий: оно противостоит царапинам, нежелательным отражениям, грязи и пыли. С апреля 2014 года в ассортименте линз Nikon представлены складские позиции – линзы с покрытием SCB UV, обеспечивающим защиту от ультрафиолета.
• Super Resistant Blue. Это покрытие появилось в ассортименте продукции компании Seiko Optical Products в 2013 году. Super Resistant Blue (SRB) – это многофункциональное покрытие, созданное на основе покрытия Super Resistant Coating (SRC). Новое покрытие SRB обеспечивает специальную защиту от синего света видимого спектра излучения и предназначено для применения в помещениях с искусственным освещением, во время работы за компьютером или при пользовании смартфонами либо планшетами. Все без исключения марочные линзы SEIKO автоматически комплектуются двухсторонним мультипокрытием Super Clean Coat (SCC) класса премиум.
• eNERGY. В 2014 году компания Indo International представила покрытие eNERGY. В нем помимо защиты от ультрафиолетового и коротковолнового видимого излучений реализована защита от инфракрасного излучения. Покрытие eNERGY селективно отражает до 30% коротковолнового видимого излучения, нормализует входящий световой поток от люминесцентных ламп, мониторов персональных компьютеров и экранов смартфонов и планшетов. За счет этого спектр излучения искусственных источников освещения приближается к спектру естественного солнечного излучения. Применение покрытия eNERGY способствует повышению контрастности и цветоразличения изображений, снижению зрительного утомления и вследствие этого повышению работоспособности, а также приводит к улучшению зрения в темное время суток. Новое покрытие обладает всеми характеристиками покрытия Natural-10 для комфортного долговечного использования линз: суперпрочностью, антистатическими, а также гидро- и липофобными свойствами. Оно полностью защищает от инфракрасного излучения IR-A-диапазона, которое доходит до сетчатки, вызывая температурные и фотохимические повреждения. Такая защита позволяет в 4 раза снизить испарение слезы, профилактировать возникновение синдрома «сухого глаза», птеригиумов и пингвекул, снизить прогрессирование катаракты и повреждение сетчатки при длительном воздействии теплового излучения, а также поддерживать молодость глаз и нежной кожи вокруг них.
• Tokai Blue. Покрытие Tokai Blue от компании Tokai Optec nv предназначено для фильтрования коротковолнового синего диапазона видимого света, источниками которого являются многочисленные цифровые устройства. Оно на 15% снижает пропускание излучения в коротковолновом диапазоне, улучшая контрастность изображения и способствуя снижению зрительного напряжения. Tokai Blue также обеспечивает полную защиту от опасного УФ-излучения. В ассортименте продукции фирмы Tokai Optec nv представлены складские линзы с покрытием Tokai Blue, изготовленные из материалов с показателями преломления 1,50, 1,60 и 1,70. Также это покрытие наносится на рецептурные линзы, выполняемые по индивидуальным заказам.

¹ Источник: Brand Brilliance [Site]. URL: http://www.thyon.com/files/content/blog/201209/spectrum-visible.jpg (дата обращения: 16.04.2014).
² См.: Видимое излучение // Википедия [Сайт]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/ %C2 %E8 %E4 %E8 %EC %EE %E5_ %E8 %E7 %EB %F3 %F7 %E5 %ED %E8 %E5 (дата обращения: 16.04.2014).
³ См.: Mattison-Shupnick M. Handling the blues // 20/20 [Site]. URL: http://www.2020mag.com/ce/TTViewTest.aspx?LessonId=108654 (дата обращения: 17.02.2014).
⁴ Источник: Health Effects of Artificial Light // European Commission [Site]. URL: http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/artificial-light/en/l-3/4-effects-health.htm#1p0 (дата обращения: 16.04.2014).
⁵ См.: Mattison-Shupnick M. Handling the blues.
⁶ Этот рейтинг электронных приборов, пользование которыми «сажает» зрение, должен знать каждый! // Ochki.net [Сайт]. URL: http://www.ochki.net/news/news-6341/ (дата обращения: 16.02. 2014).
⁷ См.: Rosenfield. Font Size and Viewing Distance of Handheld Smart Phones // Optom. Vis. Sci. 2011. N 88. P. 795–797.
⁸ Источник: Mattison-Shupnick M. Handling the blues.
⁹ См.: Murphy Ch. G. Balancing the Blues // 20/20 [сайт]. URL: http://www.2020mag.com/story/45842 (дата обращения: 16.02.2014); Mattison-Shupnick M. Handling the blues // 20/20 [сайт]. URL: http://www.2020mag.com/ce/TTViewTest.aspx?LessonId=108654 (дата обращения: 16.02.2014).
¹⁰ См.: Health Effects of Artificial Light // European Commission [сайт]. URL: http://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/artificial-light/en/l-3/4-effects-health.htm#1p0 (дата обращения: 16.04.2014).
¹¹ См.: Синий свет сильно подавляет выработку мелатонина и мешает спать // ZENSLIM [сайт]. URL: http://zenslim.ru/content/ (дата обращения: 16.02.2014).
¹² Данные Mediascope Europe 2012 (исследование медиабюро IAB Европа), а также CommScope, Digital Eyezed (исследование компании Vision Source) предоставлены ООО «Компания МОК».

Ольга Щербакова, журнал «Веко», 4/2014