Глаз - наш самый важный и самый чувствительный орган, как в сенсорном, так и в физическом плане. Свет с высокой плотностью энергии может нанести необратимый ущерб светочувствительным фоторецепторам. В этой статье мы рассмотрим влияние на глаза, вызванное светодиодным освещением, и проиллюстрируем влияние светодиодов на сетчатку.
Визуальный процесс
Человеческий глаз работает как камера: рефракционный аппарат создает изображение на сетчатке, которое можно адаптировать к различным визуальным ситуациям. Хрусталик использует аккомодацию, чтобы обеспечить нам четкое ближнее и дальнее зрение. Зрачок действует как диафрагма и помогает создавать изображение, регулируя количество света, попадающего в глаз.
Свет виден человеческому глазу начиная с длины волны 400 нм и более. Зрительная функция основана на чрезвычайно высокой специализации вовлеченных тканей, которая раздвигает границы клеточного метаболизма. Фоторецепторы, которые вырабатывают электрические импульсы из изображения и запускают зрительный процесс, физически чрезвычайно чувствительны - одного светового кванта (также известного как фотон) достаточно, чтобы вызвать физиологическую реакцию. При этом они очень чувствительны к повреждениям, вызванным светом высокой энергии. Это означает, что интенсивный видимый свет повреждает фоторецепторы, поэтому вы всегда должны помнить, что нельзя смотреть прямо на солнце без защиты глаз.
Изображение преобразуется в электрические импульсы с помощью светочувствительной сетчатки и разбивается на информацию о ее компонентах посредством нейронной сетчатки, которая затем передается зрительным нервом в мозг - именно здесь происходит зрительный процесс.
Естественное вредное воздействие света на глаза: ультрафиолетовое излучение
Чем короче длина волны, тем выше энергия света и, следовательно, тем больший ущерб можно ожидать. Поэтому ультрафиолетовый свет очень опасен.
Ультрафиолетовое излучение приводит к повреждению глаз, а наружные ткани глаза особенно подвержены его воздействию. Наружные ткани - это конъюнктива и веко. В этих тканях может произойти прямое или косвенное повреждение генетического материала, что может привести к образованию опухоли. Хотя эффективный механизм восстановления в значительной степени помогает предотвратить данный процесс, слишком большое повреждение ДНК может помешать восстановлению и вызвать образование опухолей. UVB излучение сильно повреждает клетки и может вызвать некротическое повреждение, гибель клеток и воспалительные реакции - известные как солнечные ожоги на остальной части кожи тела.
Искусственный ультрафиолетовый свет от светового излучения, возникающего во время сварки, также может вызвать повреждение конъюнктивы и создает острые ощущения в глазу - фотокератит, также известный как ожог глаз или снежная слепота. В менее серьезных случаях симптомы продлятся один или два дня и будут включать выделение слез, ощущение постороннего предмета в глазу, чувствительность к свету и спазмы век. В худшем случае клетки роговицы могут отделяться или отмирать.
Точно так же свет вызывает клеточные повреждения тканей, которые непосредственно участвуют в зрительном процессе. Роговица и хрусталик поглощают почти всю часть светового спектра с самой высокой энергией: ультрафиолетовый свет с длиной волны менее 390 нм. Это может привести к окислительному стрессу и повреждению ДНК в клетках. В роговице значительная часть этого высокоэнергетического света поглощается внешним слоем глаза. Здесь механизмы репарации ДНК постоянно компенсируют ущерб, нанесенный роговице ультрафиолетовыми лучами. Когда эти механизмы восстановления не в состоянии справиться со скоростью повреждения, это приводит к повреждению роговицы и катаракте. Этому может также способствовать искусственный ультрафиолетовый свет, излучаемый ультрафиолетовыми осветительными приборами, соляриями и сваркой с использованием электросварочного оборудования.
Спектр длин волн:
- От 100 до 800 нм: электромагнитные волны
- <100 нм: рентгеновские лучи
- 800 нм: тепловое излучение
- От 100 до 400 нм: ультрафиолетовое излучение
Влияние на сетчатку - повреждение глаз светодиодом
Поскольку ультрафиолетовый свет почти полностью поглощается роговицей и хрусталиком, свет с наибольшей энергией, который достигает сетчатки, - это синий свет (410-470 нм). Если свет достаточно сильный, например, когда человек смотрит прямо на солнце, то он может вызвать серьезное повреждение сетчатки - в этом случае достаточно короткого периода воздействия, чтобы вызвать повреждение. Также были случаи повреждения сетчатки, вызванные более длительными периодами воздействия очень ярких источников искусственного света.