Роль коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии зрения

Трофимова, Наталья Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии зрения
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Роль коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии зрения"

На правах рукописи

ТРОФИМОВА Наталья Николаевна

РОЛЬ КОРОТКОВОЛНОВОЙ СВЕТОВОЙ ФИЛЬТРАЦИИ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ ЗРЕНИЯ

03.00.02 - биофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

ии3451443

Москва - 2008

003451443

Работа выполнена в Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор биологических наук П.П. Зак

Научный консультант:

доктор медицинских наук Т.С. Егорова

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Г. Р. Каламкаров

доктор оиологических наук, профессор Г.И. Рожкова

Ведущая организация: Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН

Защита состоится "_"_2008г. В _ час. на заседании

диссертационного Совета Д 002.039.01 в Институте биохимической физики им.

Н.М. Эмануэля РАН

Адрес: 117977, Москва, ул. Косыгина, 4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической физики им. H.H. Семенова РАН

Автореферат разослан «_»

Ученый секретарь Диссертационного Совета Д 002.039.01

Кандидат химических наук

2008 г.

М.А. Смотряева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. Диссертационная работа находится в рамках классического научного направления - физиологической оптики. Известно, что жизнедеятельность человеческого глаза зависит от многих световых характеристик, в частности от спектрального состава освещения (Кравков, 1945; Хартридж, 1952; Зак и др., 2005). Прежде чем попасть на сетчатку глаза человека, электромагнитное излучение многократно фильтруется магнитосферой и атмосферой Земли, и, наконец, глазными оптическими средами - роговицей, хрусталиком, стекловидным телом и желтым пятном сетчатки (Pits, 1968; Джадд, Вышецкий, 1978). В первую очередь, такая коротковолновая фильтрация спасает структуры глаза от фотоповреждения и преждевременного старения (Островский и др., 1975-2008). При этом, роговица отсекает ультрафиолет с длинами волн короче 320 нм, а хрусталик - короче, чем 385 нм. Кроме этого, хрусталик в значительной степени ослабляет видимый синий свет короче 480 нм. Центральная зона сетчатки глаза, т.н. макула, дополнительно экранирована в синей области оксикаротиноидными желтыми пигментами. Хрусталик и желтое пятно осуществляют естественную коротковолновую фильтрацию видимого света, падающего на сетчатку и формирующего изображение. Давно известно, что с синей областью спектра связаны основные дефекты фокусировки глаза (Кравков, 1945, Джадд, Вышецкий, 1978). Вследствие хроматических аберраций и светорассеяния контуры глазного изображения, как правило, размыты синей каемкой. В более поздних работах 80-х-90-х годов были детально исследованы светофильтрующие свойства хрусталиков глаза и желтого пятна сетчатки (Федорович, Зак, Островский, 1994, Hammond, Fuld, Snodderly, 1996). Было найдено, что, в пределах индивидуальной человеческой нормы, суммарное поглощение синего света хрусталиком и желтым пятном имеет более, чем десятикратные различия. Эти данные указывали на то, что естественная внутриглазная коротковолновая световая фильтрация может иметь значимую роль в формировании качества изображения на сетчатке, причем индивидуальные возможности зрительного различения могут колебаться в широких пределах. Таким образом, в области фундаментальных основ зрительного восприятия появилась новая и актуальная научно-практическая задача по количественной оценке эффективности коротковолновой световой фильтрации в формировании разрешающей способности глаза, как в норме, так и при глазных заболеваниях.

количественных психофизических методов позволяющих с большой точностью оценивать зрительные функции человека (Шелепин и др., 1985; Егорова, 1985; Белозеров, Шапиро, 1996; Шамшинова и др., 1997; Рожкова, Токарева, 2001). В связи с повышенной медико-социальной значимостью значительная часть исследования была направлена на оценку эффективности коротковолновой световой фильтрации в повышении зрительных функций слабовидящих пациентов из основных групп риска: дети с врожденной зрительной патологией и глазные пациенты с возрастными приобретенными заболеваниями. Использованные в работе системы психофизических тестов (бумажные таблицы и компьютерное предъявление) аналогичны практическим зрительным задачам современного горожанина по чтению книг и текстовых компьютерных файлов. Соответственно полученные результаты по зрительной эффективности коротковолновой световой фильтрации являются актуальными для практического применения в современной зрительно-информационной деятельности человека и реабилитации людей с ослабленным зрением.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: Основной целью настоящей работы было провести количественную оценку значимости коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии человеческого зрения.

В этой связи в диссертации были поставлены следующие конкретные задачи:

1) Оценить границы естественной коротковолновой световой фильтрации глаза.

2) Определить количественные зависимости разрешающей способности глаза от уровней коротковолновой световой фильтрации.

3) Оценить роль желтого пятна сетчатки в цветоразличительной способности человека.

4) Оценить эффективность применения искусственных коротковолновых отрезающих светофильтров для реабилитации зрения слабовидящих людей в соответствии с характером глазной патологии.

5) Подготовить рекомендации по техническим требованиям к спектральным характеристикам светофильтров для улучшения зрительных функций глазных пациентов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ:

1) Коротковолновая световая фильтрация позволяет снизить порог зрительного различения мелких деталей изображения на 25-30% и является значимым резервом для повышения зрительной работоспособности и реабилитации ослабленного зрения.

2) Глазные заболевания можно разделить на три группы (нарушения рефракции, ретинальные нарушения, повышенная чувствительность к свету),

для каждой из которых существуют оптимальные границы коротковолновой световой фильтрации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Проведенные исследования позволили сформулировать и предложить технические требования к спектральным характеристикам светофильтрующих очков для офтальмологических больных с различными видами патологии и слабовидящих людей. Результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании современных светодиодных источников освещения с переменным спектральным составом излучения.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

• Определены неизвестные ранее количественные зависимости разрешающей способности глаза от уровня коротковолновой световой фильтрации.

• На основании собственных экспериментальных данных впервые показано, что световая фильтрация волн короче 550 нм, повышает зрительную работоспособность не менее чем на 25-30% как при нормальном зрении, так и при глазной патологии.

• Выявлены корреляции между симптоматикой глазной патологии и оптимальными границами световой фильтрации, которые позволили предложить три спектральных вида коротковолновых отрезающих светофильтров для глаз, ориентированных на глазные заболевания с нарушениями рефракции, с деструкцией сетчатки, и сопровождающиеся повышенной чувствительностью к свету.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Результаты работы были доложены и обсуждались на Международной конференции по ядерной физике «50 лет ядерным оболочкам», С. Петербург, 1999; Всероссийской Научно-практической конференции «Глаукома на рубеже тысячелетий: итоги и перспективы», Москва, 1999; Конференции «Фундаментальные проблемы отображения информации» в рамках IX международного симпозиума «Перспективные дисплейные технологии», Москва, 2000; XIX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова, Екатеринбург, 2004; Международной научно-практической конференции "Актуальные вопросы патологии заднего отдела глаза", 17 февраля 2005 года, МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского, Москва; XX съезде физиологического общества им. И.П. Павлова, Москва, 2007; Научно-практической конференции «Рефракционные и глазодвигательные нарушения», Москва, 2007; Круглом столе «Макула-2008», Казань, 2008.

ПУБЛИКАЦИИ. Основной фактический материал и выводы диссертации отражены в 10 научных публикациях.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация состоит из Введения, Обзора литературы, Материалов и методов исследования, Результатов и их обсуждения из двух частей, Заключения и Выводов.

Текст диссертации изложен на_ страницах машинописного текста,

иллюстрирован _ таблицами и _ рисунками. Библиография включает 10

наименований, из которых 2 опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК для защиты кандидатских диссертаций.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Обзор посвящен экспериментальным данным в области исследования зависимости разрешающей способности человеческого глаза от спектрального состава освещения в норме и патологии.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Коротковолновую зрительную световую фильтрацию с разными спектральными границами отсечения синего света производили с помощью изготовленных нами экспериментальных образцов отрезающих коротковолновых светофильтров. Оценку зрительной эффективности световой фильтрации производили психофизическими методами с измерениями остроты зрения, контрастной чувствительности, устойчивости к световым помехам, скорости чтения, ошибок при корректурной пробе, цветоразличения. Форма предъявления психофизических тестов соответствовала характеру зрительной работы человека при чтении с бумажных носителей и текстовых компьютерных файлов. Пороговая острота зрения определялась по таблицам Сивцева. Пространственная контрастная чувствительность измерялась по таблицам Атласа по Визоконграстопериметрии (Волков, Шелепин, Колесникова и др., 1987). Оценку скорости чтения производили по таблицам Т.С. Егоровой. Устойчивость к световым помехам оценивали с помощью аппарата Glare-tester (компания Mentor, США). Психофизические измерения были проведены с участием молодых людей со зрительной нормой и пациентов с разными видами глазной патологии. Для имитации глазных помутнений в обследованиях людей со зрительной нормой были использованы очки со слабоматовыми светорассеивающими (полиэтиленовыми) пленками. Оценку цветоразличения в сине-зеленой области спектра производили по времени сенсомоторной реакции по обнаружению мелких сине-зеленых пятен на близком цветовом сине-зеленом фоне, с предъявлением на экране электроннолучевого видеомонитора. Спектральные характеристики цветовых стимулов были нами откалиброваны с помощью трех независимых спектрофотометрических методов. Параметры цветовой стимуляции были сформированы компьютерной программой Off-On (Шамшинова и др., 1997).

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

Глава 3.1. Количественная оценка коротковолновой световой фильтрации в формировании разрешающей способности глаза.

В литературе довольно давно обсуждается проблема зависимости разрешающей способности глаза от спектрального характера освещения. При этом, хрусталик и желтое пятно сетчатки, рассматриваются как естественные глазные светофильтры, ослабляющие свет синего диапазона и повышающие тем самым оптическое качество изображения на сетчатке глаза. Этот светофильтрующий механизм улучшения качества внутриглазного изображения основан на снижении паразитных оптических эффектов синего света - повышенного светорассеяния и хроматических аберраций глаза. На качественном уровне, положительные светофильтрующие свойства хрусталика и желтого пятна представляются вполне очевидными. В то же время, в литературе практически нет количественных данных по эффективности этих

светофильтрующих глазных структур. В этой связи, нами был выполнен развернутый цикл исследований, представленных в данной главе, по количественной оценке зрительной

эффективности естественной внутриглазной коротковолновой световой фильтрации.

3.1.1.

Спектральные

границы

естественной

кооотковолновои

световои

фильтрации.

Границы

световои

фильтрации хрусталика и желтого пятна сетчатки в

сопоставлении со спектральной чувствительностью центрачыюго поля зрения.

В данном подразделе путем графического анализа

продемонстрировано, что

длинноволновый предел границы естественной коротковолновой световой фильтрации приходится на спектральную полосу <500-530 нм.

Рис Л. Сопоставление спектров поглощения

хрусталика (X), желтого пятна (ЖП) со спектральной чувствительностью центральных колбочек (К) Правая ось У - нормированная оптическая плотность, относится к спектру колбочек, Левая ось У - поглощение (1\Т) в %, относится к спектрам хрусталика и желтого пятна. Вертикальные п^тсктирные линии отмечают граничные диапазоны

коротковолновой световой фильтрации.

На Рис.1 приведены среднестатистические спектры поглощения желтого пятна и хрусталика человека в сопоставлении со спектральной чувствительностью центральной зоны сетчатки. Как следует из рисунка, границы коротковолновой фильтрации хрусталиком и желтым пятном находятся в пределах 500-530 нм. В соответствии со спектральной чувствительностью центральной зоны сетчатки, более длинноволновое положение этих границ приводило бы к снижению световой чувствительности центрального зрения. Проведенное нами, сопоставление границ естественной глазной коротковолновой световой фильтрации и спектральной чувствительности центральных колбочек, показало, что такая световая фильтрация в два-три раза ослабляет свет синего диапазона, но практически не затрагивает спектральную полосу длинноволновых колбочек макулы.

Индивидуальные_вариации

спектральных границ естественной

внутриглазной_коротковолновой

световой фильтрации.

Спектры пропускания хрусталика и желтого пятна в пределах нормы имеют значительные индивидуальные вариации. Вследствие этого положение границы естественной коротковолновой фильтрации может заметно различаться у разных людей. На Рис. 2 показаны рассчитанные нами суммарные спектры поглощения (1/Т) хрусталика и желтого пятна для пяти градаций окраски - от светло до интенсивно желтого. Приведенные графики показывают, что индивидуальные коротковолновые границы естественной внутриглазной световой фильтрации различаются, в пределах нормы, почти на 100 нанометров (от 425 нм до 510 нм). При этом, коэффициент ослабления синего света может иметь трёхкратные индивидуальные разбросы: от 30% до 90%.

3.1.2. Оценка эффективности коротковолновой световой фильтрации в нейтрализации недостатков оптической фокусировки изображения.

Роль коротковолновой световой фильтрации в нейтрализации хроматических аберраций глаза.

Хроматические аберрации глаза отрицательно сказываются в фокусировке изображения на дне человеческого глаза. В синей области спектра

восприятия средневолновых и

нм

Рис.2. Расчетные величины индивидуальных разбросов естественной коротковолновой фильтрации при разных сочетаниях поглощения (1\Т) хрусталика и желтого пятна. Пунктирными стрелками показаны положения границ коротковолновой световой фильтрации по точке 50% поглощения

аберрации являются максимальными. В этой связи, нами была произведена расчетная оценка коротковолновой световой фильтрации в нейтрализации хроматических аберраций глаза В основу расчетов были положены известные справочные данные о внутриглазных фокусных расстояниях для разных длин волн. В Таблице 1 приведены расчетные значения нейтрализации хроматических аберраций в зависимости от положения границы коротковолновой световой фильтрации.

Таблица 1. Теоретические величины снижения хроматической аберрации глаза при

Спектральная граница коротковолнового светофильтра (нм) Уменьшение величины аберрации, дптр (%)

400 0

425 25

450 50

475 65

500 75

525 80

550 90

575 100

600 90

625 85

650 80

Как следует из приведенных данных, по мере сдвигания коротковолновой границы световой фильтрации от <420 нм к <575 нм, степень нейтрализации хроматической аберрации возрастает примерно в 4 раза. При дальнейшем длинноволновом сдвиге отрезающей границы световой фильтрации значения хроматической аберрации снова начинают увеличиваться, и таким образом слишком «длинноволновая» коротковолновая световая фильтрация оказывается менее эффективной.

Оценка эффективности коротковолновой световой фильтрации в нейтрализации эффектов светорассеяния.

Светорассеяние является одним из факторов ухудшающих фокусировку изображения на глазном дне. Оптические среды глаза, как и всякая оптическая среда, не идеально прозрачны и в той или иной мере рассеивают свет. Светорассеяние повышается с укорочением X, и соответственно свет синего диапазона в большей степени подвержен рассеянию. Чтобы оценить возможности коротковолновой световой фильтрации в нейтрализации эффектов светорассеяния мы искусственно повышали светорассеяние с помощью очков со слабоматовыми светорассеивающими (полиэтиленовыми) пленками. В проведенных экспериментах мы сравнивали разрешающую способность глаза в светорассеивающих очках с тем, что получено в тех случаях, когда в очки

дополнительно вставлялись отрезающие коротковолновые светофильтры -спектральные аналоги интенсивно окрашенного естественного хрусталика. Исследования проводились с обследованием волонтеров возрастом моложе 25 лет и с нормальной остротой зрения. Коротковолновая граница хрусталиков молодых людей <420 нм, и таким образом в их глазах естественная коротковолновая световая фильтрации сведена к минимуму. Графики на Рис. 3 показывают, что коротковолновая световая фильтрация с помощью светофильтров - аналогов хрусталика пожилого человека (коротковолновая граница <475 нм) позволяет повысить контрастную чувствительность глаза в условиях светорассеяния.

3.1.3. Исследование зависимости

100

эффективности

коротковолновои

световой фильтрации от положения коротковолновой границы.

Экспериментальная_оценка

зависимости глаза от

разрешающей спектрального

спосооности положения

границы

коротковолновои

световой

фильтрации.

Как и в подразделе 3.1.2. исследования проводились на молодых людях, у которых естественная коротковолновая световая фильтрация сведена к минимуму. При этом использовался набор экспериментальных

15 ю 5 о.з/

ЦИКЛ/ГРАД Рис.3. Контрастная чувствительность молодых людей с моделируемыми помутнениями глазных сред (•) при использовании светофильтров -аналогов хрусталика пожилого человека (□).

Таблица 2 Зависимость остроты зрения от положения коротковолновой границы

нм Острота зрения, %

425 104±3,5

450 113±3

475 118±2,3

500 121±3,8

550 124±4,1

575 120±3,5

светофильтров с отрезающими границами <425 нм, <450 нм, <475 нм, <500 нм, <525 нм, <550 нм, <575 нм. Измеряемыми параметрами были острота зрения и пространственная контрастная чувствительность. В целом было показано, что по мере использования все более

«длинноволновых» коротковолновых отрезающих светофильтров

разрешающая способность глаза растет вплоть до предельных значений в 25-30% по отношению к

норме. В Таблице 2 приведены результаты этих измерений.

Экспериментальная оценка зависимости цветорапичительной способности человека от коротковолновой световой фильтрации желтым пятном сетчатки.

Регистрируемой величиной было время сенсомоторной реакции при обнаружении точечных стимулов, отличных от сине-зелёного фона в синюю либо зелёную сторону на экране монитора компьютера. Группа испытуемых состояла из 15 нормальных трихроматов, в возрасте 19-22 года. Было показано, что использование светофильтров - аналогов желтого пятна с высокой оптической плотностью, сокращает время обнаружения сине-зеленых стимулов примерно в 1,2-1,5 раза (Таблица 3).

Таблица 3 Сокращение времени обнаружения сине-зеленых стимулов при

Цвета стимулов (В/О соотношение) Сокращение времени сенсомоторной реакции в % к исходному без светофильтров

125/135 200±12

126/134 185±9

127/133 115±5

128/132 115±4

цвет фона 130/130 -

132/128 100±6

133/127 140±7

134/126 120±10

135/125 135±14

Заключение к Главе 3.1.

В целом, теоретическая и экспериментальная оценка возможностей коротковолновой световой фильтрации в формировании разрешающей способности нормального человеческого глаза показала, что естественная коротковолновая световая фильтрация обеспечивает примерно 25%-ый вклад в остроту зрения и контрастную чувствительность. Было установлено, что положение границ естественной кротковолновой световой фильтрации хрусталиком и желтым пятном сетчатки имеет индивидуальные вариации в пределах 420-510 нм. При этом максимальное повышение разрешающей способности достигается при сдвиге границы коротковолновой фильтрации вплоть до 550-575 нм. Кроме этого, было установлено, что цветоразличительная разрешающая способность также зависит от степени коротковолновой фильтрации, формируемой желтым пятном сетчатки.

3.2. Опыт применения отрезающих коротковолновых светофильтров для людей с различными формами глазной патологии.

У людей с ослабленным зрением эффективность их собственной естественной коротковолновой фильтрации может быть недостаточной от природы или даже сниженной в результате зрительной патологии. В данной главе приводятся экспериментальные данные по действию искусственных коротковолновых светофильтров на разрешающую способность глазных больных с разными формами патологии. С учетом результатов, описанных в предыдущей главе, нами были подготовлены экспериментальные образцы светофильтров со следующими коротковолновыми границами: 425 нм, 450 нм, 475 нм, 500 нм, 525 нм, 550 нм. Светофильтры были вставлены в стандартные обоймы для пробной оправы оптометрического набора офтальмолога. По протоколу проводимых исследований, пациенту первоначально подбирали очковые линзы и оценивали разрешающую способность глаза. Затем в пробную оправу дополнительно помещались экспериментальные светофильтры, и разрешающая способность глаза оценивалась сравнительно с предыдущим измерением, проведенным без светофильтров. Разрешающая способность оценивалась по остроте зрения, по контрастной чувствительности, по скорости чтения, по устойчивости к световым помехам. Обследования глазных пациентов были выполнены в совместных исследованиях с офтальмологами МНИИ ГБ им. Гельмгольца - д.м.н. Т.С. Егоровой и к.м.н. Е.В. Бора.

3.2.1. Эффективность коротковолновой световой фильтрации при врожденной детской патологии.

Даже у детей с нормальным зрением коротковолновая световая фильтрация заметно снижена по сравнению со световой фильтрацией глаза взрослого человека. Хрусталики детей достаточно прозрачны для коротковолнового видимого света, а макулярная зона их сетчатки находится на стадии формирования. Существует группа детских глазных заболеваний со значительным ослаблением коротковолновой фильтрации. Так, дети-альбиносы практически не имеют глазной пигментации, в том числе в макулярной области сетчатки. У детей с врожденной катарактой, после удаления хрусталика их сетчатка лишается защитной коротковолновой фильтрации. И, наконец, существует группа детей с врожденными заболеваниями макулы.

В этой связи, была исследована эффективность искусственной коротковолновой световой фильтрации с использованием экспериментальных светофильтров при таких врожденных детских заболеваниях.

Влияние коротковолновой световой фильтрации на разрешающую способность глаза у детей с афакией после удаления врожденной катаракты.

Было обследовано 29 детей с афакией. Острота зрения. Измерения проводились при двух уровнях освещенности - 700 ж и 16000 лк. При освещенности 700 ж применение коротковолновых отрезающих светофильтров повышало остроту зрения на 13,23+1,71%, а при 16000 лк на 11,65+1,42%. Повышение остроты зрения при использовании светофильтров наблюдалось в 80,6% случаев, в 19,4% - острота зрения не менялась.

Контрастная чувствительность. Повышение контрастной чувствительности при использовании светофильтров наблюдалось преимущественно на предельно различимых пространственных частотах (1,7, 2,4, 3,4, 5 цикл/град) и составило 14,2+7,7%.

Влияние коротковолновой световой фильтрации на разрешающую способность глаза детей альбиносов.

Было обследовано 45 детей с кожно-глазным и глазным альбинизмом. Острота зрения. При освещенности 700 ж применение коротковолновых отрезающих светофильтров повышало остроту зрения на 11,83+0,94%, а при 16000 лк - на 15,84±1,21%. Повышение остроты зрения при использовании светофильтров наблюдалось в 82,2% случаев, в 17,8% - острота зрения не менялась.

Контрастная чувствительность Повышение контрастной чувствительности при использовании светофильтров наблюдалось преимущественно на предельно различимых пространственных частотах (1,7, 2,4, 3,4, 5 цикл/град) и составило 12+5%.

Влияние коротковолновой световой фильтрации на разрешающую способность глаза детей с врожденными заболеваниями макулярной области (ахромазия).

Было обследовано 27 детей с ахромазией. Острота зрения. При освещенности 700 лк применение коротковолновых отрезающих светофильтров повышало остроту зрения на 12,44±1,49%, а при 16000 ж - на 22,19+2,05%. Повышение остроты зрения при использовании светофильтров наблюдалось в 83% случаев при освещенности 700 ж; при освещенности 16000 лк светофильтры были действенны в 87% случаев. Контрастная чувствительность. Повышение контрастной чувствительности при

использовании светофильтров наблюдалось преимущественно на предельно различимых пространственных частотах (1,7, 2,4, 3,4, 5 цикл/град) и составило 11±2%.

Оценка чувствительности к слепящему действию света.

Как известно, рабочие параметры глаза, в частности острота зрения и контрастная чувствительность, снижаются в условиях световых помех. По отношению к эффектам слепящего света в повышенной степени уязвимы офтальмологические больные, такие как альбиносы, больные с афакией и больные с ахромазией.

Устойчивость к слепяшим световым помехам исследовали двумя методами. Во-первых, по оценке остроты зрения при трех уровнях освещенности встречного засвета: 100 лк, 800 лк и 3000 лк, и во-вторых, по амплитуде нистагма. Количество обследованных детей с афакией - 29, с альбинизмом - 45, с ахромазией - 27. Средняя острота зрения детей с афакией -0,206+0,02, с альбинизмом - 0,24±0,009, с ахромазией -0,121±0,003.

Оценка по критерию остроты зрения.

Афакия.

При уровне освещенности 100 ж острота зрения оставалась неизменной. При уровне 800 лк острота зрения снижалась до 70,34±1,57% в 22,6% случаев и восстанавливалась до исходной при использовании светофильтров с коротковолновой границей <475 нм. При освещенности 3000 лк острота зрения снижалась до 65,2±1,85% в 51,6% случаев, а при использовании светофильтров - восстанавливалась до 93,47±0,93% от исходного значения.

Альбинизм.

При уровне освещенности 100 лк острота зрения оставалась неизменной. При освещенности 800 лк острота зрения снижалась до 74,08± 1,29% в 21% случаев, а при использовании светофильтров с коротковолновой границей <475 нм - восстанавливалась до 98,33±1,45% от исходного значения. При освещенности 3000 лк острота зрения снижалась до 63,65±1,47% в 60% случаев, в то время как при использовании светофильтров - восстанавливалась до 84,65% от исходного значения.

Ахромазия.

При уровне освещенности 100 лк острота зрения оставалась неизменной. При уровне 800 лк острота зрения снижалась до 66,54±1,83% в 32% случаев, а при использовании светофильтров с коротковолновой границей <500 нм восстанавливалась до 97,1±1,76% от исходного значения. При освещенности 3000 лк острота зрения снижалась до 48,98±2,1% в 80% случаев; при

использовании светофильтров острота зрения

восстанавливалась до

71,64±1,72% от исходного значения.

Результаты этих измерений приведены на Рис.4.

В целом результаты этой серии измерений показали, что применение светофильтров способно в значительной мере нейтрализовать падение

остроты зрения, вызванное слепящим действием

встречного света.

В контрольных

экспериментах с обследованием здоровых испытуемых (10 человек в возрасте от 7 до 14 лет) было найдено, что при всех трех уровнях встречного освещения острота зрения сохраняется в пределах нормы.

I ' ' ' '

200 мкВ

Рис 5 Нистагмограмма: вверху - без коротковолновых отрезающих светофильтров; внизу - со светофильтрами.

Рис 4 Изменения остроты зрения детей -глазных пациентов, при использовании отрезающих коротковолновых светофильтров в условиях светового ослепления ■ - исходная острота зрения □ - острота зрения в условиях светового ослепления

в- острота зрения в условиях светового ослепления при использовании коротковолновых отрезающих светофильтров (1 - альбинизм, 2 - афакия, 3 - ахромазия)

Оценка по нистагмографическому критерию.

Нистагмографическая оценка

, проводилась в группе детей-альбиносов. Было показано, что в 31% случаев использование светофильтров с границей коротковолновой фильтрации <500 нм приводит в среднем к 45% снижению амплитуды нистагма. Образец нистагмограммы пациента-альбиноса до и во время использования светофильтров приведен на Рис.5.

3.2.2. Определение оптимальных границ коротковолновой световой фильтрации при приобретенной возрастной глазной патологии.

Зависимость остроты зрения от гранты коротковолновой световой фильтрации при разных видах глазных заболеваний.

Измерения остроты зрения были основным параметром оценки эффективности коротковолновых отрезающих светофильтров. В целом, при этих измерениях было протестировано около 500 пациентов. Полученные при этом данные приведены в нижележащих таблицах.

Обработка полученных данных выявила, что исследованные глазные заболевания можно разделить на три группы, для каждой из которых существуют свои оптимальные границы коротковолновой фильтрации. Результаты этой обработки даны в Таблице 4.

Таблица 4. Оптимальное положение коротковолновой границы световой фильтрации для разных видов глазной патологии

Коротковолновая граница отрезающих светофильтров, нм Вид глазной патологии % от общего числа пациентов

450-475 глаукома, катаракта, афакия, дистрофия роговицы 60±15,6

475-500 центральная хорио-ретинальная дистрофия, диабетическая ретинопатия, частичная атрофия зрительного нерва, болезнь Стилла, миопия 70±21,8

500-520 тапеторетинальная абиотрофия, колбочковая дисфункция, альбинизм, ретинопатия недоношенных, врожденное недоразвитие макулы, синдром Марфана 90±24,1

При этом результаты измерений показали, что среднестатистическая эффективность коротковолновой фильтрации в повышении остроты зрения с помощью светофильтров с оптимальными для данного заболевания коротковолновыми границами находится в пределах от 20 до 30%. Степень повышения остроты зрения при использовании оптимальных, для каждого вида глазных заболеваний коротковолновых отрезающих светофильтров приведена в Таблице 5.

Таблица 5. Среднестатистические величины повышения остроты зрения при использовании коротковолновых отрезающих светофильтров для разных видов

глазной патологии

Вид заболевания Повышение остроты зрения в % к норме, (±а)

Катаракта +24±3,75

Афакия +20±3,11

Глаукома +23 ±3,69

Врожденное недоразвитие глаза +23 £3,55

Дистрофия роговицы +20±3,18

Миопия +25±4,21

Центральная хорио-ретинальная дистрофия +25±3,98

Диабетическая ретинопатия +27±4,87

Болезнь Стилла +25+4,08

Частичная атрофия зрительного нерва +26±4,45

Ретинопатия недоношенных +25±4,23

Врожденнное недоразвитие макулы +30±5,03

Тапето-ретинальная абиотрофия +27±4,84

Синдром Марфана +27±4,79

Альбинизм +23+3,55

Колбочковая дисфункция +25±4,32

Эффективность коротковолновой световой фильтрации была неодинаковой при разных видах глазных заболеваний. Для некоторых заболеваний световая фильтрация была эффективной для 100% больных, в других случаях эффективность была порядка 40-50%. Результаты обработки данных по эффективности применения коротковолновых отрезающих светофильтров при разных глазных заболеваниях приведены в Таблице 6.

Таблица 6. Эффективность (% числа больных) использования коротковолновых

Вид заболевания Общая эффективность в %

Колбочковая дисфункция 100

Врожденнное недоразвитие макулы 100

Болезнь Стилла 100

Синдром Марфана 100

Альбинизм 98

Врожденное недоразвитие глаза 98

Тапето-ретинальная абиотрофия 96

Катаракта 96

Афакия 96

Глаукома 82

Ретинопатия недоношенных 78

Центральная хорио-ретинальная дистрофия 78

Диабетическая ретинопатия 64

Дистрофия роговицы 52

Миопия 48

Частичная атрофия зрительного нерва 44

Изменения контрастной чувствительности глазных больных при использовании коротковолновых отрезающих светофильтров.

Практически у всех обследованных больных наблюдалось не менее чем 20%-ое повышение контрастной чувствительности при использовании коротковолновых отрезающих светофильтров. При этом, наиболее выраженный эффект проявился в случае катарактальных больных, то есть больных, у которых ухудшение зрительных функций связано с повышенным светорассеянием изображения из-за помутнения хрусталика. Эти данные приведены в Таблице 7.

Таблица 7. Повышение контрастной чувствительности у катарактальных больных при

Пространственные частоты (цикл/градус) Процент повышения контрастной чувствительности (М±ст)

0,37 58,04±3,65

8,5 10,02±0Д2

16 47,29±0,24

Аналогичные результаты были получены нами при моделировании помутнений с помощью очков со слабоматовыми светорассеивающими (полиэтиленовыми) пленками (см. Рис.3).

50%

130,50%

Зависимость скорости чтения глазных больных от коротковолновой световой фильтрации.

Для пациентов с ослабленным зрением возможность чтения является одной из насущных проблем. В этой связи, оценка скорости чтения является важным объективным параметром зрительной работоспособности

больного. В этой части работы показано, что использование коротковолновых

118,15% МММ

III

Рис 6 Изменение скорости чтения слабовидящих пациентов в зависимости от коротковолновой границы отрезающих светофильтров

1 - исходная норма скорости чтения;

2 - скорость чтения при коротковолновой границе <450 нм;

3 - скорость чтения при коротковолновой границе <500 нм.

отрезающих светофильтров на 2030% поднимает скорость чтения у слабовидящих больных, независимо от вида глазной патологии.

На Рис.6 приведены диаграммы скорости чтения слабовидящих при двух вида коротковолновых отрезающих светофильтров <450 нм и <500 нм.

При глазных патологиях, сопровождающихся повышенной чувствительностью к свету, скорость чтения могла быть дополнительно

»30

12Э

1Э0

гЬ

г1~)

гЬ

Рис. 7. Изменение скорости чтения у больных с ахромазией в зависимости от коротковолновой границы отрезающих светофильтров и от освещенности:

1 - скорость чтения при исходной норме без светофильтров;

2 - при коротковолновой границе <450 нм;

3 - при коротковолновой границе <475 нм,

4 - при коротковолновой границе <500 нм;

5 - при коротковолновой границе <475 нм в сочетании с 30% интегральным ослаблением света,

6 - при коротковолновой границе <475 нм в сочетании с 40% интегральным ослаблением света;

7 - при коротковолновой границе <475 нм в сочетании с 50% интегральным ослаблением света,

8 - при коротковолновой границе <475 нм в

повышена совместным применением сочсташш с 60% шгтеЧ,а1Ы1ЫЧ ослаблением света, коротковолновых отрезающих и нейтральных ослабляющих светофильтров. Так, на Рис.7 приведены данные по изменению скорости чтения у больных с ахромазией при использовании коротковолновой световой фильтрации и при совместном использовании коротковолновых и нейтральных светофильтров.

Заключение к Главе 3.2.

В целом, при обследовании глазных больных с 16 формами патологии было показано, что дополнительная коротковолновая световая фильтрация с помощью отрезающих светофильтров позволяет улучшить зрительные функции на 20%-30%. При девяти видах патологии коротковолновая световая фильтрации была эффективна у 95-100% больных, при трёх видах патологии эффективность составила около 80% и при четырёх видах дисфункций эффективность составила 45-65%. Были определены три диапазона спектральных границ световой фильтрации оптимальные для трех групп зрительных патологий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Исследования выполненные в настоящей работе показали, что коротковолновая световая фильтрация повышает разрешающую способность человеческого глаза по ряду параметров, таких как острота зрения, контрастная чувствительность, устойчивость к слепящему действию света, зрительная работоспособность и цветоразличение в сине-зеленой области спектра. В основе положительного действия коротковолновых светофильтров лежит блокирование синего света, ухудшающего фокусировку за счет повышенного светорассеяния и хроматической аберрации глаза. Полученные данные свидетельствуют о том, что искусственные технические светофильтры способны имитировать и дополнять естественные внутриглазные коротковолновые светофильтры - хрусталик и желтое макулярное пятно. Экспериментально показано, что улучшение зрительных функций за счет коротковолновой световой фильтрации возможно как у людей с нормальным зрением, так и у людей с глазными нарушениями. В измерениях зрительных функций глазных больных были определены оптимальные спектральные границы блокирования синего света для 16 видов глазных заболеваний. Проведенные исследования составили основу трех практических разработок: Профилактических очков при дистрофиях сетчатки (грант РФФИ-ИННО №0204-08012, 2003-2004 гг.), Светоконтрастирующих очков при больших потерях зрения (грант РФФИ-ИННО №02-04-08012, 2003-2004 гг.) и Пробного набора офтальмолога для спектральной коррекции зрения (Программа Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок 2005-2006 гг.»), позволивших создать технические требования к светофильтрующим очкам для больных с разными видами глазной патологии.

ВЫВОДЫ

2. Впервые показано, что коротковолновая световая фильтрация позволяет снизить порог зрительного различения мелких деталей изображения на 2530%.

3. Установлено, что глазные заболевания можно разделить на три группы (нарушения рефракции, ретинальные нарушения, повышенная чувствительность к свету), для каждой из которых существуют оптимальные границы коротковолновой световой фильтрации, позволяющие повысить разрешающую способность глаза.

4. Показано, что применение коротковолновых отрезающих светофильтров препятствует снижению остроты зрения, возникающему при световых помехах.

5. Впервые показано, что коротковолновые светофильтры - спектральные аналоги желтого пятна сетчатки способствуют цветоразличению в сине-зеленой области спектра.

6. Разработаны технические требования к спектральным характеристикам нового изделия: Светофильтрующие очки для разных форм глазной патологии.

7. Проведенные исследования показали, что коротковолновая световая фильтрация является значимым фактором в оптимизации зрительных функций, как людей с нормальным зрением, так и глазных пациентов.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Rosenblum Y.Z., Zak P.P., Ostrovsky M.A., Smolyaninova I.L., Bora E.V., Dyadina U.V., Trofimova N.N.. Aliyev A.-G.D. Spectral filters in low-vision correction. //J. Ophthal. Physiol. Opt. 2000. V.20. №4. P.335-341.

2. Трофимова H.H., Зак П.П., Островский M.A. Функциональная роль каротиноидов желтого пятна сетчатки глаза. // Сенсорные системы. 2003. Т.17.№3. С. 198-208.

3. Зак П.П., Трофимова H.H. «Функциональная роль каротиноидов желтого пятна». (В кн. «Спектральная коррекция зрения», Зак П.П., Егорова Т.С., Розенблюм Ю.З., Островский М.А., 2005, С. 454., Изд-во Научный мир) 2005. Гл. 3. С.75-109.

4. Егорова Т.С., Зак П.П., Егорова И.В., Трофимова Н Н. Эффективность спектральной коррекции у слабовидящих пациентов при чтении. // Вестник оптометрии. 2005. №5. С.56-58.

5. Труханов К.А., Лебедев В.М., Спасский A.B., Зак П.П., Павловская H.H.. Федорович И.Б. Исследование воздействия на родопсин заряженных частиц с высокой линейной передачей энергии. // Сб.трудов

Международной конференции по ядерной физике «50 лет ядерным оболочкам». С. Петербург. 1999. С. 150.

6. Дворянчикова А.П., Белозёров А.Е., Зак П.П., Трофимова H.H., Баргесян Л.Г., Прокофьев А.Б. Люминофоры монитора как тестирующая система в методах исследования зрительной системы при глаукоме. // Сб.трудов Всерос. Науч.-практ. конф. «Глаукома на рубеже тысячелений: итоги и перспективы» Москва. 1999. С.83-85.

7. Дворянчикова А.П., Белозёров А.Е., Зак П.П., Трофимова H.H. Спектральное распределение свечения люминофоров в сопоставлении со спектральной чувствительностью глаза. // Тез. докл. Конференции «Фундаментальные проблемы отображения информации» в рамках IX международного симпозиума «Перспективные дисплейные технологии». Москва. 2000. С.73.

8. Трофимова H.H.. Зак П..П., Бондарова Н.М. Исследование цветоразличения в сине-зеленой области. //Сб. Трудов XIX съезда физиологического общества им. И.П. Павлова - Екатеринбург. 2004. С.54.

9. Островский М.А., Трофимова H.H.. Зак П. П. Теоретические аспекты спектральной коррекции зрения людей пожилого возраста. // Сб. трудов науч.-практ. конф. «Рефракционные и глазодвигательные нарушения». .Москва. 2007. С. 97.

10. Островский М.А., Фельдман Т.Б., Зак П.П^ Донцов А.Е., Кривандин A.B., Сакина Н.Л., Муранов К.О., Трофимова H.H., Смитиенко O.A., Яковлева М.А., Яковлев Ф.Ю., Логинова М.Ю., Демчук Ю.В., Белецкая Т.А., Мозговая М.Н., Ростовцева Е.В., Шелякин П.В., Жевненко В.Н., Крупенникова A.C., Смирнова И.С., Гульбекян Г.Г. Создание научно-технического задела, направленного на разработку новых фотохромных оптических материалов (профилактических очков специального назначения и искусственных хрусталиков) для защиты структур глаза человека от опасности фотоповреждения на основе фундаментальных исследований молекулярных механизмов повреждающего действия света на сетчатку и хрусталик. В материалах трудов Итоговой конференции по результатам выполнения мероприятий за 2007 год в рамках приоритетного направления «Живые системы» ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-техтического комплекса России на 2007-2012 годы». Москва. 2007. С. 145.

Подписано в печать 16 октября 2008 г.

Формат 60x90/16

Объем 1,25 п л

Тираж 100 экз

Заказ №201008159

Оттиражировано на ризографе в ООО «УниверПринт» ИНН/КПП 7728572912X772801001

Адрес 117292, г Москва, ул. Дмитрия Ульянова, д 8, кор. 2. Тел 740-76-47, 125-22-73. http //www univerpnnt ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Трофимова, Наталья Николаевна

Введение.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Коротковолновая световая фильтрация, как защитный механизм структур глаза от повседневного светового повреждения.

1.1.1.Спектры действия светового повреждения структур глаза и их молекулярные механизмы.

Коротковолновые фотоповреясдения наружной поверхности глаза — роговицы, склеры, конъюктнвы.

1.1.2. Защитные системы глаза от коротковолнового фотоповреждения глазны структур.

Транспортные белки по удалению свободного ретнналя из зрительных клеток.

De-novo синтез фоторецепторных мембран и фагог}итарное удаление старых фоторецепторных мембран.

Биохимические механизмы защиты от коротковолнового фотоповреждения.

Светофильтрующие системы защиты.

Коротковолновая фильтрация человеческого хрусталика.

Белки-кристаллины.

Коротковолновая фильтрация центральной сетчатки.

1.1.3. Коротковолновый свет, как ко-фактор дистрофических заболеваний сетчатки.

1.2. Функциональная роль желтого пятна сетчатки глаза.

Пространственное распределение лютеина и зеаксантнна в тканях глаза человека.

Методы измерения содержания пигментов желтого пятна.

Индивидуальные вариации содержания зеаксаитина и лютеина.

Взаимосвязь между питанием и уровнем зеаксантнна и лютеина в сетчатке.

Роль желтого пятна в различительной способности глаза.

Физико-химические свойства лютеина и зеаксантнна.

Желтое пятно и глазные заболевания.

1.3. Роль коротковолновой световой фильтрации в повышении разрешающей способности человеческого глаза.

1.3.1. Зависимости различительной способности глаза от спектрального распределения света.

1.3.2. Спектральное распределение света при разных источниках освещения.

1.3.3.Виды светофильтров для глаз.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии зрения"

Диссертационная работа находится в рамках классического научного направления - физиологической оптики. Известно, что жизнедеятельность человеческого глаза зависит от многих световых характеристик, в частности от спектрального состава освещения (Кравков, 1945; Хартридж, 1952; Зак и др., 2005). Прежде чем попасть на сетчатку глаза человека, электромагнитное излучение многократно фильтруется магнитосферой и атмосферой Земли, и, наконец, глазными оптическими средами - роговицей, хрусталиком, стекловидным телом и желтым пятном сетчатки (Pits, 1968; Джадд, Вышецкий, 1978). В первую очередь, такая коротковолновая фильтрация спасает структуры глаза от фотоповреждения и преждевременного старения (Островский и др., 1975-2008). При этом, роговица отсекает ультрафиолет с длинами волн короче 320 нм, а хрусталик - короче, чем 385 нм. Кроме этого, хрусталик в значительной степени ослабляет видимый синий свет короче 480 нм. Центральная зона сетчатки глаза, т.н. макула, дополнительно экранирована в синей области оксикаротиноидными желтыми пигментами. Хрусталик и желтое пятно осуществляют естественную коротковолновую фильтрацию видимого света, падающего на сетчатку и формирующего изображение. Давно известно, что с синей областью спектра связаны основные дефекты фокусировки глаза (Кравков, 1945, Джадд, Вышецкий, 1978). Вследствие хроматических аберраций и светорассеяния контуры глазного изображения, как правило, размыты синей каемкой. В более поздних работах 80-х-90-х годов были детально исследованы светофильтрующие свойства хрусталиков глаза и желтого пятна сетчатки (Федорович, Зак, Островский, 1994, Hammond, Fuld, Snodderly, 1996). Было найдено, что, в пределах индивидуальной человеческой нормы, суммарное поглощение синего света хрусталиком и желтым пятном имеет более, чем десятикратные различия. Эти данные указывали на то, что естественная внутриглазная коротковолновая световая фильтрация может иметь значимую роль в формировании качества изображения на сетчатке, причем индивидуальные возможности зрительного различения могут колебаться в широких пределах. Таким образом, в области фундаментальных основ зрительного восприятия появилась новая и актуальная научно-практическая задача по количественной оценке эффективности коротковолновой световой фильтрации в формировании разрешающей способности глаза, как в норме, так и при глазных заболеваниях.

В диссертационной работе проведено многопараметрическое исследование зависимости зрительных функций человека от коротковолновой спектральной фильтрации внутриглазными оптическими средами и искусственными отрезающими коротковолновыми светофильтрами. К настоящему моменту в современной практике существует целый ряд количественных психофизических методов позволяющих с большой точностью оценивать зрительные функции человека (Шелепин и др., 1985; Егорова, 1985; Белозеров, Шапиро, 1996; Шамшинова и др., 1997; Рожкова, Токарева, 2001). В связи с повышенной медико-социальной значимостью значительная часть исследования была направлена на оценку эффективности коротковолновой световой фильтрации в повышении зрительных функций слабовидящих пациентов из основных групп риска: дети с врожденной зрительной патологией и глазные пациенты с возрастными приобретенными заболеваниями. Использованные в работе системы психофизических тестов (бумажные таблицы и компьютерное предъявление) аналогичны практическим зрительным задачам современного горожанина по чтению книг и текстовых компьютерных файлов. Соответственно полученные результаты по зрительной эффективности коротковолновой световой фильтрации являются актуальными для практического применения в современной зрительно-информационной деятельности человека и реабилитации людей с ослабленным зрением.

Основной целью настоящей работы было провести количественную оценку значимости коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии человеческого зрения. В этой связи в диссертации были поставлены следующие конкретные задачи:

1. Оценить границы естественной коротковолновой световой фильтрации глаза.

2. Определить количественные зависимости разрешающей способности глаза от уровней коротковолновой световой фильтрации.

3. Оценить роль желтого пятна сетчатки в цветоразличительной способности человека.

4. Оценить эффективность применения искусственных коротковолновых отрезающих светофильтров для реабилитации зрения слабовидящих людей в соответствии с характером глазной патологии.

5. Подготовить рекомендации по техническим требованиям к спектральным характеристикам светофильтров для улучшения зрительных функций глазных пациентов.

В процессе выполнения работы был получен ряд новых научных результатов. Так, было показано, что в зависимости от степени пигментации коротковолновых отрезающих глазных светофильтров разрешающая способность человеческого глаза имеет 25-30% вариации. Показано, также, что максимальная зрительная работоспособность при зрительных задачах чтения (текстовые бумажные документы, текстовые компьютерные файлы) достигается при блокировании видимого коротковолнового диапазона освещения для длин волн <525-550 нм. Как оказалось, глазные заболевания могут быть разделены на три условные группы: 1) нарушения рефракции, 2) нарушения ретинальной остроты зрения, 3) повышенная светочувствительность, где для каждой группы существует свои оптимальные границы коротковолнового блокирования видимого света: 450-475 нм; 475-500 нм и 500-525 нм, соответственно.

В практическом плане, поведенные исследования позволили сформулировать и предложить технические требования к спектральным характеристикам светофильтрующих очков для офтальмологических больных и слабовидящих людей (Грант РФФИ-ИННО №02-04-08012 2003г.; Программа

Президиума РАН «Поддержка инноваций», 2006 г.). Результаты диссертационной работы могут быть использованы при проектировании современных светодиодных источников освещения с переменным спектральным составом излучения. Аналитический обзор по каротиноидам желтого пятна был включен в виде отдельной главы в состав монографии «Спектральная коррекция зрения: итоги и перспективы», М. 2005, поддержанной издательским грантом РФФИ №03-04-62-027. Разработаны рекомендации по необходимым спектральным характеристикам светофильтруюхцих очков для людей с различными глазными заболеваниями.

Результаты исследований были опубликованы в 10 научных публикациях и представлены на 12 российских и международных конференциях в период с 1999 по 2008 год.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глаза человека содержит два естественных светофильтра, ослабляющих коротковолновый видимый свет, падающий на поверхность сетчатки. Первым таким светофильтром является хрусталик, который отсекает ультрафиолет короче 385 нм, а также, ослабляет синий свет в спектральной полосе 385-500 нм. Второй светофильтр - желтое пятно, экранирующее центральную сетчатку от синего света в полосе 420-480 нм. Согласно современным данным внутриглазная коротковолновая фильтрация видимого света обеспечивает две важные функции в поддержании жизнедеятельности человеческого глаза (Зак, Островский, 1995; Островский, 1993а; Островский и др., 1994; Островский, Федорович, 1996; Ое1сошЧ е! а1. 2000). Во-первых, она защищает сетчатку от свободно-радикального фотоповреждения, и во-вторых, такая фильтрация существенно улучшает фокусировку и контраст внутриглазного изображения (Зак, 2002; Островский, 19936). К настоящему времени, в литературе накопился обширный позитивный материал по применению отрезающих коротковолновых светофильтров (окрашенные очковые линзы и искусственные хрусталики) для повышения зрительных функций, как глазных пациентов, так и людей с нормальным зрением (Алиев и др., 1992; Иванова и др., 1992; Островский и др., 1988 а, б; Розенблюм и др., 1995; Ziglnan3 1990).

Ниже приведены современные данные о функциональной роли световой фильтрации в норме и патологии человеческого зрения.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Трофимова, Наталья Николаевна

ВЫВОДЫ

1. Теоретически и экспериментально определено неизвестное ранее предельное длинноволновое положение границ (<525-550 нм) блокирования коротковолнового света, позволяющих максимально повысить разрешающую способность глаза.Впервые показано, что коротковолновая световая фильтрация позволяет снизить порог зрительного различения мелких деталей изображения на 25-30%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования выполненные в настоящей работе показали, что коротковолновая световая фильтрация повышает разрешающую способность человеческого глаза по ряду параметров, таких как острота зрения, частотно-контрастная чувствительность, устойчивость к слепящему действию света, зрительная работоспособность и цветоразличение в сине-зеленой области спектра. В основе положительного действия коротковолновых светофильтров лежит блокирование синего света, ухудшающего фокусировку за счет повышенного светорассеяния и хроматической аберрации глаза. Полученные данные свидетельствуют о том, что искусственные технические светофильтры способны имитировать и дополнять естественные внутриглазные коротковолновые светофильтры — хрусталик и желтое пятно сетчатки. Экспериментально показано, что улучшение зрительных функций за счет коротковолновой световой фильтрации возможно как у людей с нормальным зрением, так и у людей с глазными нарушениями. В измерениях зрительных функций глазных больных были определены оптимальные спектральные границы блокирования синего света для 16 видов глазных заболеваний. Проведенные исследования составили основу трех практических разработок: Профилактических очков при дистрофиях сетчатки (грант РФФИ-ИННО №0204-08012, 2003-2004 гг.), Светоконтрастирующих очков при больших потерях зрения (грант РФФИ-ИННО №02-04-08012, 2003-2004 гг.) и Пробного набора офтальмолога для спектральной коррекции зрения (Программа Президиума РАН «Поддержка инноваций и разработок 2005-2006 гг.»), позволивших создать технические требования к светофильтрующим очкам для больных с разными видами глазной патологии.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Трофимова, Наталья Николаевна, Москва

1. Алиев А-Г.Д., Зак П.П., Островский М.А., Розенблюм Ю.З. Влияние жёлтых светофильтров на контрастную чувствительность при помутнениях оптических сред глаза. // Сенсорные системы. 1992. Т.6. №4. С.25-29.

2. Беллярминов P.M., Рейх М.И. О применении желтооранжевых и желтозеленых стекол в армии. // Воен. Мед. Журнал. 1907.

3. Бора Е.В. Применение спектральных фильтров в коррекции зрения при врожденной патологии у детей. // Автореф.дисс.канд.мед.наук, 1995. М. 24с.

4. Волков В.В., Шелепин Ю.Е., Колесникова JT.H., Макулов В.Б., Паук В.Н., Павлов H.H., Мало Н.М. Пособие по визоконтрастометрии. // Методические рекомендации и атлас. М.: ЦВМУ МО СССР. 1988.

5. Головин С.С., Сивцев Д.А. Таблицы для остроты зрения. М.: Госиздат, 3-е изд. 1927.

6. Гудвин Т. Сравнительная биохимия каротиноидов. // М.: Изд-во иностр. лит., 1954. 396 с.

7. Гуляев А.Б., Донцов А.Е., Ильясова В.Б., Островский М.А. Определение содержания меланина в меланосомах пигментного эпителия глаза в зависимости от возраста человека. // ДАН. 1993. Т.ЗЗЗ, №2. С.257-259.

8. Донцов А.Е., Островский М.А., Сакина H.JI. Сравнительное исследование перекненого окисления липидов в пигментном эпителии глаза пигментированных животных и альбиносов. // Биохимия. 1980. Т.45. №.5. С.923-928.

9. Донцов А.Е., Сакина H.JL, Островский М.А. Разнонаправленность действия липофусциновых гранул и меланосом из ретинального пигментногоэпителия глаза человека при фотоокислении кардиолипина. // Биофизика. 1999. Т. 44. № 5. С.880-886.

10. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. // М.: Мир. 1978. 593 с.

11. Дорофеева Н.П., Цехомский В.А., Зак П.П. Фотохромные стекла для очковой оптики. // Оптический журнал. 1994. №12. С.58-61.

12. Егорова Т.С., Зак П.П. Повышение остроты зрения слабовидящих с помощью спектральных фильтров. // Вестник Офтальмологии. 2002. №2. С.41-43.

13. Зак П.П., Голиков П.Е., Мосин В.М., Дворянчикова А.П. Цветоконтрастные очковые линзы и способ их получения. // Патент РФ на изобретение N2142763 от 20 декабря 1999г.

14. Зак П.П., Островский М.А. Желтизна оптических сред глаза в физиологии и патологии человеческого зрения. // Сенсорные системы. 1995. Т.9. №1. С.9-21.

15. Зак П.П. Теоретические основы спектральной коррекции. // Клиническая физиология зрения / Под ред. Шамшиновой A.M. Москва: ПБОЮЛ «Т.М.Андреева». 2002. С.204-222.

16. Зак П.П., Егорова Т.С., Розенблюм Ю.З., Островский М.А. Спектральная коррекция зрения. М.: Изд-во Научный мир. 2005. 454 с.

17. Калачев И.И., Можаренков В.П. Альбинизм в практике офтальмолога. // Вестн.офтальм. 1989. №2. С.71-74.

18. Корхмазян М.М., Федорович И.Б., Островский М.А. Механизмы фотоповреждения структур глаза. Действие УФ-света на растворимые белки хрусталика. //Биофизика. 1983. Т.28. №.6. С.966-971.

19. Кривандин А. В., Львов Ю.М., Островский М.А. и др. Структурные исследования кристаллинов в нормальном и катарактальном хрусталикеметодом дифракции рентгеновских лучей. // Офтальмологический журнал. 1989. №.6. С.365-366.

20. Кравков С. Глаз и его работа. // M.-JL: 1950. 517с.

21. Крылов А.П. Желтые светофильтры. // Дисс. док. мед. С.-Пб. BMA. 1911.65 с.

22. Лунькин С.П., Якунинская А.Е. Цветоконтрастные стекла для светофильтров. // Оптический журнал. 1992. Т.П. С.41-44.

23. Медведев A.B. О жёлто-оранжевых и жёлто-зелёных фиезалефских стеклах. //Военно-медицинский журнал. 1905. Май.

24. Островский М.А., Федорович И.Б. Механизм повреждающего действия света на фоторецепторы сетчатки глаза. // Физиология человека. 1982. Т.8. С.572-577.

25. Островский М.А.,. Донцов А.Е. Пигментный эпителий. (Морфологические особенности). // В кн.: «Итоги науки и техники». Серия «Физиология человека и животных». ВИНИТИ, М. 1984. Т.28. С. 127-176.

26. Островский М.А., Донцов А.Е. Физиологические функции меланина в организме. // Физиология человека. 1985. Т.П. №.4. С.670-678.

27. Островский М.А., Федорович И.Б., Донцов А.Е. Фотоокислительные процессы в структурах глаза. Защитная функция хрусталика и экранирующих пигментов. //Биофизика. 1987. Т.32. №.5. С.896-909.

28. Островский М.А., Федорович И.Б. Система защиты фоторецепторных клеток от повреждающего действия света. // В кн.: «Системы органов чувств. Морф о функциональные аспекты эволюции». «Наука», ЛО. 1987. С.4-22.

29. Островский М.А.,. Федорович И.Б, Зак П.П.,. Донцов Е.А. Защита структур глаза от светового излучения и оптимизация зрительных функций. // Вестник АН СССР. 1988. №.2. С.63-73.

30. Островский М.А., Донцов А.Е., Боултон М. Исследование про- и антиоксидантных свойств липофусциновых гранул из клеток ретинального пигментного эпителия глаза человека. // Биологические мембраны. 1991. Т.8. №11. С.1198-1200.

31. Островский М.А. Молекулярная физиология зрения: системы фоторецепции и защиты от фотоповреждения. // Природа. 1993. №8. С.23-36.

32. Островский М.А. Молекулярная физиология зрения и спектральные требования к офтальмооптике. // В сб.: "Клиническая физиология зрения",1993. М.: Изд. АО "Русомед". С.27-56.

33. Островский М.А., Федорович И.Б., Ельчанинов В.В., Кривандин A.B. Опасность повреждающего действия света на структуры глаза. Хрусталик -как естественный светофильтр и объект фотоповреждения. // Сенсорные системы. 1994. Т.8. №3-4. С.135-146.

34. Островский М.А., Федорович И.Б. Ретиналь как сенсибилизатор фотоповреждения ретинальсодержащих белков сетчатки глаза. // Биофизика.1994. Т.39. С.13-25.

35. Островский М.А., Федорович И.Б. Фотосенсибилизированное окисление как механизм повреждающего действия света на сетчатку глаза. // Хим. физика. 1996. Т.15. С.73-80.

36. Рабкин Е.Б. Полихроматические таблицы для исследования цветоощущения. //М.: Медицина. 1971. 72с.

37. Рожкова Г. И., Токарева В. С. Таблицы и тесты для оценки зрительных способностей. // М.: Владос. 2001. 104 с. •

38. Розенблюм Ю.З., Зак П.П., Островский М.А. и др. Спектральные фильтры как вид лечебной коррекции. // Вестник офтальмологии. 1995. Т. 111. №3. С.24-26.

39. Самсонова В.Г. Зависимость световой и различительной чувствительности от площади, интенсивности и места раздражения. // Дисс. док. биол. наук -С.-Пб. BMA. 1948. 241 с.

40. Сапежннскнй И.И. Биополимеры: кинетика радиационных и фотохимических превращений. 1988. М.: Наука.

41. Сивцев Д.А. Сравнительная оценка таблиц для определения остроты зрения//Рус. офтальмол. журн. 1925. Т.4. №2. С.136-158.

42. Старостин A.B., Федорович И.Б., Островский М.А. Сенсибилизированное ретиналем фотоокисление родопсина. //Биофизика. 1985. Т.ЗО. С.995-999.

43. Федорович И.Б., Ельчанинов В.В. Механизмы фотоповреждения структур глаза. Образование агрегатов полипептидов при УФ-облучении белков хрусталика. // Биофизика. 1989. Т.34, С.758-762;

44. Федорович И.Б., Ельчанинов В.В. Механизмы фотоповреждения структур глаза. Изменение зарядов кристаллинов хрусталика при УФ-облучении. // Биофизика. 1990а. Т.35, С.200-204;

45. Федорович И.Б., Ельчанинов В.В. Механизмы фотоповреждения структур глаза. Изменение реакционной способности SH-групп белков хрусталика глаза. //Биохимия. 19906. Т.55. С.1304-1307.

46. Федорович И.Б., Зак П.П., Островский М.А. Повышенное УФ-пропускание хрусталика глаза в раннем детстве и его возрастное пожелтение. // Доклады академии наук. 1994. Т.336. №6. С.835-837.

47. Фратини Т.А., Фратини И.В., Чекина Н.М. Оптический защитный фильтр. // Па тент РФ на изобретение №2118838 от 02.04.93.

48. Хватова A.B., Круглова Т.Б., Дауд Д. Состояние глазного дна у детей с афакией после удаления врожденных катаракт. / Паталогия глазного дна и зрительного нерва. Сб. Науч. Тр. НИИ им. Гельмгольца//М.: 1991. С.124-131.

49. Хартридж Г. Современные успехи физиологии зрения. // М.:ИЛ.-1950. 318с.

50. Шамшинова A.M., Белозеров А.Е., Шапиро В.М. Новый метод исследования контрастной чувствительности в клинике глазных болезней // Вестн. офтальмологии. 1997. №1. С.22-25.

51. Шелепин Ю.Е., Колесникова Л.Н., Левкович Ю.И. Визоконтрастометрия. //Л.: Наука. 1985. 102 с.

52. Щербакова O.A. Окрашивание полимерных линз. // М.: Центр поддержки оптического бизнеса. 1998.79 с.

53. Юстова Е. Н., Алексеева К. А., Волков В. В., Росляков В., Сергеев В. М. Пороговые таблицы для исследования цветового зрения. Методическое руководство. //М.: Фирма "Вида". 1993.

54. Abadi R.V., Сох М .J. The distribution of macular pigment in human albinos. // Invest Ophthalmol Vis Sei. 1992. №3. P.494-497.

55. Ahmed S.S., Lott M.N., Marcus D.M. The macular xanthophylls. // Surv Ophthalmol. 2005. №2. P.l83-93.

56. Aldersberg D., Kann S., Maurer A.P., et al. Gastroenterol. 1949. №10. P.822.

57. Beatty S., Boulton M.E., Henson et al. Macular Pigment and Age Related Macular Degeneration. // Br.J.Ophthalmol. 1999. V.81. P.867-877.

58. Beatty S., Koh H.H., Carden D., Murray I.J. Macular pigment optical density measurement: a novel compact instrument. // Department of Health & Human Services Freedom of Information ActOphthalmic Physiol Opt. 2000. №2. P. 105111.

59. Beatty S., Murray I.J., Henson D.B., Carden D., Koh H., Boulton M.E. Macular pigment and risk for age-related macular degeneration in subjects from a Northern European population. //Invest Ophthalmol Vis Sci. 2001. №2. P.439-46.

60. Berendschot T.T., van de Kraats J., van Norren D. Foveal cone mosaic and visual pigment density in dichromats. // J Physiol (Lond). 1996. № 492 (Pt 1). P.307-314.

61. Berendschot T.T., Goldbohm R.A., Klopping W.A., van de Kraats J., van Norel J., van Norren D. Influence of lutein supplementation on macular pigment, assessed with two objective techniques. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000. №11 P.3322-3326.

62. Berendschot T.T., Willemse-Assink J.J., Bastiaanse M., de Jong P.T., van Norren D. Macular pigment and melanin in age-related maculopathy in a general population. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2002a. V.43. №6. P. 1928-1932.

63. Berendschot T.T., Broekmans W.M., Klopping-Ketelaars I.A., Kardinaal A.F., Van Poppel G., Van Norren D. Lens aging in relation to nutritional determinants and possible risk factors for age-related cataract. // Arch Ophthalmol. 2002b. №12. P. 1732-1737.

64. Bernstein P.S., Balashov N.A., Tsong E.D., Rando R.R. Retinal tubulin binds macular carotenoids. //Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997. № 1. P. 167-175.

65. Bernstein P.S., Khachik F., Carvalho L.S., Muir G.J., Zhao D.Y., Katz N.B. Identification and quantitation of carotenoids and their metabolites in the tissues of the human eye. // Exp Eye Res. 2001. №3. P.215-223.

66. Bernstein P.S., Zhao D.Y., Wintch S.W., Ermakov I.V., McClane R.W., Gellermann W. Resonance Raman measurement of macular carotenoids in normal subjects and in age-related macular degeneration patients. // Ophthalmology. 2002. №10. P. 1780-1787.

67. Bone R.A., Landrum J.T., Tarsis S.L. Preliminary identification of the human macular pigment. //Vision Res. 1985. №25. P.1531-1535.

68. Bone R.A., Landrum J.T., Fernandez L. et al. Analysis of the macular pigment by HPLC: retinal distribution and age study. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988.29. P.843-849.

69. Bone R.A., Landrum J.T., Dixon Z., Chen Y., Llerena C.M. Lutein and zeaxanthin in the eyes, serum and diet of human subjects. // Exp Eye Res. 2000. №3. P.23 9-245.

70. Bone R.A., Landrum J.T., Mayne S.T., Gomez C.M., Tibor S.E., Twaroslca E.E. Macular pigment in donor eyes with and without AMD: a case-control study. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2001. №3. P.548.

71. Booth V. H. Brit.J.Nutrit. 1947. №1. P.l 13.

72. Borkman R.F.,Knight G., Obi B. The molecular chaperone alpha-crystallin inhibits UV-inducedprotein aggregation. //Exp. Eye.Res. 1996. V.62. P.141-148.

73. Boulton M., Dontsov A., Ostrovsky M.A., Jarvis-Evans J., Svistunenko D. Superoxide radical generation by human RPE lipofuscin: a photoinducible effect. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1992. V.33. № 4. P.919.

74. Bova L. M., Sweeney M. H., Jamie J. F et al. Major changes in ocular UV protection with age. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2001. V.42. P.200-205.

75. Bronieca A., Pawlaka A., Sarnaa T., Wielgus A., Roberts J.E., Land E.J., T. Truscott G., Edge R., Navaratnam S. Spectroscopic properties and reactivity of free radical forms of A2E. // Free Radical Biology & Medicine. 2005. V.38.1. P.1037- 1046.

76. Brown L., Rimm E.B., Seddon J.M., Giovannucci E.L., Chasan-Taber L., Spiegelman D., Willett W.C., Hankinson S.E. A prospective study of carotenoid intake and risk of cataract extraction in US men. // Am J Clin Nutr. 1999. №4. P.517-524.

77. Burke J.D., Curran-Celentano J., Wenzel A.J. Diet and serum carotenoid concentrations affect macular pigment optical density in adults 45 years and older. //J Nutr. 2005. №5. P.1208-14.

78. Chan C., Leung I., Lam K.W., Tso M.O. The occurrence of retinol and carotenoids in human subretinal fluid. // Curr Eye Res. 1998. V.17. №9. P.890-895.

79. Chen G., Djuric Z. Carotenoids are degraded by free radicals but do not affect lipid peroxidation in unilamellar liposomes under different oxygen tensions. // FEBS Lett. 2001. V.505. P.151-154.

80. Chopra M., O'Neill M.E., ICeogh N., Wortley G., Southon S., Thurnham D.I. Influence of increased fruit and vegetable intake on plasma and lipoprotein carotenoids and LDL oxidation in smokers and nonsmokers. // Clin Chem. 2000. №11. P.1818-1829.

81. Ciulla T.A., Curran-Celantano J., Cooper D.A., Hammond B.R.Jr., Danis R.P., Pratt L.M., Riccardi K.A., and Filloon T.G. Macular pigment optical density in a midwestern sample. //Filloon Ophthalmology. 2001. №108. P.730-737.

82. Crabtree D.V., Ojima I., Geng X., Adler A.J. Tubulins in the primate retina: evidence that xanthophylls may be endogenous ligands for the paclitaxel-binding site. // Bioorg Med Chem. 2001. №8. P. 1967-1976.

83. Curran Celentano J., Burke J.D., Hammond B.R. Jr In vivo assessment of retinal carotenoids: macular pigment detection techniques and their impact on monitoring pigment status. // J Nutr. 2002. №3. P.535S-539S.

84. Dain S.J. Comparison of the transmittance and coloration requirements of the four national sunglass standards. // Opt.Vis. Sci. 1993. V.70. №1. P.66-74.

85. Dartnall H. J., Bowmaker J. K., Mollon J.D. Human visual pigment:microspectrophotometric results from the eyes of seven persons. // Proc. Roy. Soc. Lond. B. 1983. V.220. P. 115-130.

86. Dasgupta S., Hohman T.C., Carper D. Hypertonic stress induces alpha B-crystallin expression. // Exp Eye Res 1992. №54. P.461-470.

87. Delcourt C., Carrier I., Ponton-Sanchez A. et al. Light exposure and the risk of cortical, nuclear and posterior subcapsular cataracts. // Arch. Ophthalmol. 2000. V.l 18. P.385-392.

88. Dickinson C. Low vision. Principles and practice. // Oxford. Butterworth. 1998. USA. Oxford. 338 p.

89. Dillon J., Roy D., Spector A. et al. UV laser photodamage to whole lenses. // Exp. Eye Res. 1989. V.49. P.959-966.

90. Dillon J., Zveng L., Merriam J et al. The optical properties of the anterior segment of the eye: implications for cortical cataract. // Exp. Eye Res. 1999. V.68. P.785-795.

91. Dontsov A.E., Glickman RD., Ostrovsky M.A. Retinal pigment epithelium pigment granules stimulate the photo-oxidation of unsaturated fatty acids. // Free

92. Rad. Biol. Med. 1999. V.26. P.1436-1446.

93. Dubin RA, Wawrousek EF, Piatigorsky J. Expression of the murine alpha B-crystallin gene is not restricted to the lens. // Mol Cell Biol. 1989. V.9. P. 10831097.

94. Eisner A.E., Burns S.A., Beausencourt E., Weiter J.J. Foveal cone photopigment distribution: small alterations associated with macular pigment distribution. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1998. №12. P.2394-2404.

95. Erlen H.L. Method and apparatus of treatment of symptoms of the Erlen sindrom.// United States Patent, Patent Number 4,961,640, Date of Patent Oct.9. -1990.

96. Ennakov I.V., Ermakova M.R., Gellermann W. Simple Raman instrument for in vivo detection of macular pigments. // Appl Spectrosc. 2005. №7. C.861-7.

97. Farombi E.O., Britton G. Antioxidant activity of palm oil carotenes in peroxyl radical-mediated peroxidation of phosphatidyl choline liposomes. // Redox Rep. 1999. №1-2. P.61-68.

98. Fedorov C.N., Linnik L.F., Zak P.P., Ostrovsky M.A., et al. US patent, № 5,346,507, Sept.13.1994. Intraocular lens and a polymer composition for making same.

99. Gaillard E. R., Zheng L., Merriam J. C. et al. Age-related changes in the absorption characteristics of the primate lens. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000. V.41. P.1454-1459.

100. Gellermann W., Ermakov I.V., Ermakova M.R., McClane R.W., Zhao D.Y., Bernstein P.S. In vivo resonant Raman measurement of macular carotenoid pigments in the young and the aging human retina. // J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis. 2002. №6. P. 1172-1186.

101. Gellermann W., Bernstein P.S. Noninvasive detection of macular pigments in the human eye. // J Biomed Opt. 2004. №1. P.75-85.

102. Hailman J.P. Environmental light and conspicious colors. // In "The behavioral significance of color". N.Y.: Garland STPM press. 1979. P.291-354.

103. Hammond B.R. Jr., Caruso-Avery M. Macular pigment optical density in a

104. Southwestern sample. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000. V.41. №6. P. 1492-1497.

105. Hammond B.R. Jr., Ciulla T.A., Snodderly D.M. Macular pigment density is reduced in obese subjects. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2002. №1. P.47-50.

106. Hammond B.R. Jr., Fuld K. Interocular differences in macular pigment density. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1992. №2. P.350-355.

107. Hammond B.R. Jr, Fuld K., Snodderly D.M. Iris color and macular pigment optical density. //Exp.Eye Res. 1996a. V62. P.293-297.

108. Hammond B.R. Jr., Wooten B.R., Snodderly D.M. Cigarette smoking and retinal carotenoids: implications for age-related macular degeneration. // Vision Res. 1996b. №18. P.3003-3009.

109. Hammond B.R. Jr., Johnson E.J., Russell R.M., Krinsky N.I., Yeum K.J., Edwards R.B., Snodderly D.M. Dietary modification of human macular pigment density. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1997c. №9. P. 1795-1801.

110. Hammond B.R.,Jr., Wooten B.R., Curran-Celentano J. Carotenoids in the retina and lens: possible acute and chronic effects on human visual performance. // Arch.Biochem.Biophis. 2001. V.385. №1. P.41-46.

111. Hammond B.R. Jr., Wooten B.R., Snodderly D.M. Density of the human crystalline lens is related to the macular pigment carotenoids, lutein and zeaxanthin. // Optom Vis Sci. 1997a. №7. P.499-504.

112. Hammond B.R. Jr, Wooten B.R., Snodderly D.M. Individual variations in the spatial profile of human macular pigment. // J Opt Soc Am A. 1997b. №14.1. P.l 187-1196.

113. Handelman G.J., Dratz E.A., Reay C.C., van Kuijk J.G. Carotenoids in the human macula and whole retina. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1988. V.29. P.850-855.

114. Plandelman G.J., Snodderly D.M., Krinsky N.I., Russett M.D., Adler A.J.

115. Biological control of primate macular pigment. Biochemical and densitometric studies. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1991. №2. P.257-267.

116. Handelman G.J. The evolving role of carotenoids in human biochemistry. // Nutrition. 2001. №10. P.818-822.

117. Hejtmancik J.F. The genetics of cataract: our vision becomes clearer. // Am. J. Hum. Genet., 1998, V62. P.520-525.

118. Hoeft W., Hughes M.K. A comparative study of low-vision patients: their ocular disease and preference for one specific series of light transmission filters. // Am. J.Optom.Physiol. Opt. 1981. V.58. P.841-845.

119. Ilolladay J.T., Prager T.C., Trujillo J., Ruiz R.S., Brightness acuity test and outdoor visual acuity in cataract patients. // J.Cataract.Refract.Surg. 1987. V.13. №1. P.67-69.

120. Horwitz J. Alpha-cry stall in can function as a molecular chaperone. // Proc Natl Acad Sci USA. 1992. №89. P. 10449-10453.

121. Ingelse J., Steele G. // Optom. Vis. Sci. 1999. P. 103.

122. Irlen H.L., Lass H.J. Improving reading problems due to symptoms of scotopic sensitivity syndrome using Irlen lenses and overlays. //Education. 1989. V.109. P.413-417.

123. Irlen H. // New York. Aveny. 1991. 165 p.

124. Jewell V.C., Northrop-Clewes C.A., Tubman R., Thurnham D.I. Nutritional factors and visual function in premature infants. // Proc Nutr Soc. 2001. №2. P.171-178.

125. Johnson E.J. The role of carotenoids in human health. // Nutr Clin Care. 2002. №2. P.56-65.

126. Junghans A., Sies H., Stahl W. Macular pigments lutein and zeaxanthin as blue light filters studied in liposomes. // Arch Biochem Biophys. 2001. №2. P. 160-164.

127. Karrer P. et. al. Helv.Chim.Acta. 1929. №12. P.790.

128. Kemmerer A. R., Fraps G. S., De Mottier J. Arch.Biochem. 1947. №12. P.135.

129. Khachik F., Bernstein P.S., Garland D.L. Identification of lutein and zeaxanthin oxidation products in human and monkey retinas. // Invest Ophthalmol Vis Sci.1997. №9. P.1802-1811.

130. Kinnear P.E., Jay B., Witkop C.J. Albinism. // Survey of Ophthalmology. 1985. V.30. №2. P.75-101.

131. Klein R., Klein B.E., Jensen S.C., Meuer S.M. The five-year incidence and progression of age-related maculopathy: the Beaver Dam Eye Study. // Ophthalmology. 1997. №1. P.7-21.

132. Kon S. K., Mawson E. N., Med.Res.Coun.Sp.Rep.Series, 1950. № 269.

133. KuhnR., Winterstein A., Lederer E. Hoppe-Seyl. Z. 1931. 197. 141.

134. Krinsky N.I. Possible biologic mechsnisms for a protective role of xanthophills. // J. Nutr. 2002. №132. P.540S-542S.

135. Krivandin A.V., L'vov Yu.M., Ostrovsky M.A. et al. Structural conversions of crystallins under senile cataract, dehydration and UV-irradiation studied by X-ray diffraction. //Exp. Eye. Res. 1989. V.49. P.853-859.

136. Kwan M., Niinikoski J., Hunt T.K. In vivo measurements of oxygen. // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1972. V. 11. P. 108-114.

137. Landrum J.T., Bone R.A., Joa H., Kilbum M.D., Moore L.L., Sprague K.E. A one year study of the macular pigment: the effect of 140 days of a lutein supplement. // Exp Eye Res. 1997. №1. P.57-62.

138. Landrum J.T., Bone R.A., Moore L.L., Gomez C.M. Analysis of zeaxanthin distribution within individual human retinas. // Methods Enzymol. 1999. №299. P.457-67.

139. Luria S.M. Vision with chromatic filters. // Am J Optom Arch Am Acad Optom. 1972. №10. P.818-829.

140. Maino J.,H., Mc. Mahon T.T. NoIR and low vision. // J. Am. Opt.Ass. 1986. V.57. №7. P.532-535.

141. Mayne S.T. Beta-carotene, carotenoids, and disease prevention in humans. // FASEB J. 1996. №10.P.690.

142. Malinow M.R., Feeney-Buras L., Peterson L.H., Klein M.L., Neuringer M. Diet-related macular anomalies in monkeys. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1980. №8. P.857-863.

143. Manzi F., Flood V., Webb K., Mitchell P. The intake of carotenoids in an older Australian population: The Blue Mountains Eye Study. // Public Health Nutr. 2002. №2. P.347-52.

144. Mares-Perlman J.A., Millen A.E., Ficek T.L., Hankinson S.E. The body of evidence to support a protective role for lutein and zeaxanthin in delaying chronic disease. Overview//J Nutr. 2002. №3. P.518S-524S.

145. McCarty C. A., Taylor H, R., Recent development in vision research:light damage in cataract//Invest. Ophthal. Vis. Sci. 1996. V.37. P.1720-1723.

146. Mellerio J., Ahmadi-Lari S., van Kuijk F., Pauleikhoff D., Bird A., Marshall J. A portable instrument for measuring macular pigment with central fixation. // Curr Eye Res. 2002. №1. P.37-47.

147. Mohammedshah F., Douglas J.S., Amann M.M., Heimbach J.M. Dietary intakes of lutein and zeaxanthin and total carotenoids among Americans age 50 and above. // FASEB J. 1999. №4. P. A554.

148. Morrison J.D., Reilly J. An assessment of decision-making as a possible factor in the age-related loss of contrast sensitivity. // Perception. 1986. V.15. P.541-552.

149. Neelam K., O'Gorman N., Nolan J., O'Donovan O., Wong H.B., Au Eong K.G., Beatty S. Measurement of macular pigment: Raman spectroscopy versus heterochromatic flicker photometry. //Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005. №3. P.1023-32.

150. Nolan J.M., Stack J., O' Donovan O., Loane E., Beatty S. Risk factors for age-related maculopathy are associated with a relative lack of macular pigment. // Exp Eye Res. 2007. №1. P.61-74.

151. Nolan J.M., Stringham J.M., Beatty S., Snodderly D.M. Spatial profile of macular pigment and its relationship to foveal architecture. // Invest Ophthalmol

152. Vis Sci. 2008. №5. P.2134-42.

153. Nussbaum J.J., Pruett R.C., Delori F.C. Historic perspectives. Macular yellow pigment. The first 200 years. // Retina. 1981. №4. P.296-310.

154. Ortwerth B. J., Chemoganskiy V., Olesen P. R. Studies of singlet oxygen formation and UVA light-mediated photobleaching of the yellow chomophores in human lenses. // Exp. Eye Res. 2002. V.74. P.217-229.

155. Ostrovsky M.A., Sergeev Y. V., Atkinson D.B., et al. Comparison of ultraviolet induced photo-kinetics for lens-derived and recombinant (3L-crystallins. // Molecular Vision. 2002. V.8. P. 10.

156. Pauleikhoff D., van Kuijk F.J., Bird A.C. Macular pigment and age-related macular degeneration. // Ophthalmologe. 2001. №6. P.511-519.

157. Pease P.L., Adams A.J. Macular pigment difference spectrum from sensitivity measures of a single cone mechanism. // Am J Optom Physiol Opt. 1983. №8. P.667-672.

158. Perrot C.M. Color vision enhancement with spectacles. // Proceedings of SPIE. 1991. V.1529. P.31-36.

159. Pitts D.G. Transmittance of the visible spectrum through the components of the bovine ocular media. // Am J Optom Arch Am Acad Optom. 1961. №38. P.572-86.

160. Pogson B.J., Rissler H.M. Genetic manipulation of carotenoid biosynthesis and photoprotection. // Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2000. №1402. P. 13951403.

161. Pringer F.A. Spectacles for improving deficient colour vision. // Patent of Great Britain 1,291,453, lOoct. 1969.

162. Rao P.S.,.Huang Q., Horwitz J., Zigler J. S. Evidence that a-crystallin prevents non-specific protein aggregation in the intact eye lens. // Biochimica et Biophysica Acta. 1995. V.1245. P.439-447.

163. Rapp L.M., Maple S.S., Choi J.H. Lutein and zeaxanthin concentrations in rod outer segment membranes from perifoveal and peripheral human retina. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000. №5. P.1200-1209.

164. Rock C.L., Thornquist M.D., Neuhouser M.L., Kristal A.R., Neumark-Sztainer

165. D., Cooper D.A., Patterson R.E., Cheskin L.J. Diet and lifestyle correlates of lutein in the blood and diet. // J Nutr. 2002. №3. P.525S-530S.

166. Rosenblum Y.Z., Zalc P., M.Ostrovsky et al. Spectral filters in low-vision correction. // J. Ophthal.Physiol. Opt. 2000a, V 20. №4. P.335-341.

167. Rosenblum Y.Z., Zak P.P., Ostrovsky M.A. Smolyaninova I.L., Bora E.V., Dyadina U.V., Trofimova N.N., Aliyev A.G. Clinical research note Spectral filters in low-vision correction. // Ophthal Physiol Opt. 2000b. V.20. №4. P.335-341.

168. Scheidegger R, Pande A.K., Bounds P.L., Koppenol W.H. The reaction of peroxynitrite withzeaxanthin. //Nitric Oxide. 1998. №1. P.8-16.

169. Siems W.G., Sommerburg O., van Kuijk F.J. Lycopene and beta-carotene decompose more rapidly than lutein and zeaxanthin upon exposure to various pro-oxidants in vitro. // Biofactors. 1999. №2-3. P. 105-113.

170. Slanetz C. A., Scharf A. Proc.Soc.Exp.Biol.Med. 1944. №53. P.17.

171. Sliney D. H. Estimating the solar ultraviolet radiation exposure to an intraocular lens implant. // J. Cataract Rfract. Surg. 1987. V.13. P.296-301.

172. Snodderly D.M., Handelman G.J., Adler A.J. Distribution of individual macular pigment carotenoids in central retina of macaque and squirrel monkeys. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 1991. №2. P.268-279.

173. Sommerburg O., Keunen J.E., Bird A.C., van Kuijk F.J. Fruits and vegetables that are sources for lutein and zeaxanthin: the macular pigment in human eyes. // Br J Ophthalmol. 1998. №8. P.907-910.

174. Sommerburg O.G., Siems W.G., Hurst J.S., Lewis J.W., Kliger D.S., van Kuijk F.J. Lutein and zeaxanthin are associated with photoreceptors in the human retina. // Curr Eye Res. 1999. №6. P.491-495.

175. Sommerburg O., Siems W.G., van Kuijk F.J. Localization of carotenoids in different eye tissues. // Biofactors. 2000. №1-2. P.3-6.

176. Stahl W. Macular carotenoids: lutein and zeaxanthin. // Dev Ophthalmol. 2005. №38. P.70-88.

177. Stahl W., Sies H. Bioactivity and protective effects of natural carotenoids. // Biochim Biophys Acta. 2005. №2. P. 101-7.

178. Stringham J.M., Hammond B.R. Jr. Dietary lutein and zeaxanthin: possible effects on visual function. // Nutr Rev. 2005. №2. P.59-64.

179. Stringham J.M., Hammond B.R. Jr. The glare hypothesis of macular pigment function. // Optom Vis Sci. 2007. №9. P.859-64.

180. Sujak A., Gabrielska J., Grudzinski W., Bore R., Mazurek P., Gmszecki W.I. Lutein and Zeaxanthin as Protectors of Lipid Membranes against Oxidative Damage: The Structural Aspects. // Arch Biochem Biophys. 1999. №2. P.301-307.

181. Sujak A., Gruszecki W.I. Organization of mixed monomolecular layers formed with the xanthophyll pigments lutein or zeaxanthin and dipalmitoylphosphatidylcholine at the argon-water interface. // J Photochem Photobiol B. 2000. №1-3. P.42-47.

182. Sundelin S.P., Nilsson S.E.G. Lipofuscin-formation in retinal pigment epithelial cells is reduced by antioxidants. // Free Radical Biol & Med. V. 31. № 2. 2001.1. P.217-225.

183. Takikawa O., Tamantha K., Littlejohn T.K., Truscott R.J.W. Indoleamine 2,3-dioxygenasein the human lens, the first enzyme in the synthesis of UV filters. // Exp. Eye Res. 2001. V.72. P.271-277.

184. Thornton A.A. & CO., Spectacles for improving deficient colour vision. // ' 1972, Patent of Great Britain, № 1 291 453.

185. Thornton W.A., .Tr, Cranford N.J. Optical filters combination for improving color discrimination. // United States Patent, Patent Number 3,877,797, Date of Patent Apr. 15, 1975.

186. Wald G. Human vision and spectrum. // Nature (London). 1945. №101. P.653-658.

187. Wald G. Blue-blindness in the normal eye. // J.Opt.Soc.Am. 1967. V.287. P.1289-1292.

188. Wald G., Carroll W. R., Sciarra D. Science. 1941. 94, 95.

189. Wenzel A.J., Fuld K., Stringham J.M. Light exposure and macular pigment optical density. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003. V.44. №1. P.306-309.

190. Wenzel A J., Gerweck C., Barbato D., Nicolosi R.J., Handelman G.J., Curran-Celentano J.J. A 12-wk egg intervention increases serum zeaxanthin and macular pigment optical density in women. //Nutr. 2006. №10. P.2568-73.

191. Werner J.S., Donnelly S.K., Kliegl R. Aging and human macular pigment density. Appended with translations from the work of Max Schultze and Ewald Hering. // Vision Res. 1987. №2. P.257-268.

192. Werner J.S., Bieber M.L., Schefrin B.E. Senescence of foveal and parafoveal cone sensitivities and their relations to macular pigment density. // J Opt Soc Am

193. A Opt Image Sei Vis. 2000. №11. P. 1918-1932.

194. Werner J.S., Wooten B.R. Opponent chromatic mechanisms: relation to photopigments and hue naming. // J Opt Soc Am. 1979. №3. P.422-434.

195. West S.K., Duncan D. D., Munoz B et al., Sunlight exposure and risk of lens opacities in a population-based study. // JAMA. 1998. V.280. P.714-718.

196. Wilkins A., Neary C. Some visual, Optometrie and perceptual effects of colored glasses. //Ophthal.Physiol.Opt. 1991. V.ll. P. 163-171.

197. Woodall A.A., Britton G., Jackson MJ. Antioxidant activity of carotenoids in phosphatidylcholine vesicles: chemical and structural considerations. // Biochem Soc Trans. 1995. V.23. №1. P.133S.

198. Woodall A.A., Lee S.W., Weesie R.J., Jackson M.J., Britton G. Oxidation of carotenoids by free radicals: relationship between structure and reactivity. // Biochim Biophys Acta. 1997a. №1. P.33-42.

199. Wooten B.R., Hammond B.R. Jr, Land R.I., Snodderly D.M. A practical method for measuring macular pigment optical density. // Invest Ophthalmol Vis Sei. 1999. №11. P.2481-2489.

200. Wooten B.R., Hammond B.R. Macular pigment: influences on visual acuity and visibility. //Prog Retin Eye Res. 2002. №2. P.225-40.

201. Wooten B.R., Hammond B.R. Jr. Spectral absorbance and spatial distribution of macular pigment using heterochromatic flicker photometry. // Optom Vis Sei. 2005. №5. P.378-86.

202. Yeum K.J., Shang F.M., Schalch W.M., Russell R.M., Taylor A. Fat-soluble nutrient concentrations in different layers of human cataractous lens. // Curr Eye Res. 1999. V.19. №6. P.502-505.

203. Yu N. N., Barron B. C., Kuck J. F. R. Distribution of two metabolically related fluorophores in human lens. // Exp. Eye Res. 1989. V.49. P. 189-194.

204. Young R.W. Biogenesis and renewal of visual cell outer segment membranes I I Exp. Eye Res. 1974. V.18. P.312-223.

205. Yung R.W. Sunlight and age-related disease. // J Nat Med Assoc. 1992. V.84. №4. P.353-358.

206. Zak P.P., Golikov P.E., Dvorianchikova A.P. Luminescence spectrum and visual efficiency of color Video Display Terminals. // Proceedings of SPIE. — 2001. V.4511. P.235-237.

207. Zigman S. Vision enhancement using a short wavelength light-absorbing filter // Optom Vis Sci. 1990a. V.67. P. 100-104.

208. Zigman S. Патент ФРГ // Lichtfilter zur Verbesserung des Sehens, 1990b, DE3837884A1.

209. Zigman S. Light filters to improve vision. // Optometry and Vision Science 1992 V.69. P.325-328.

210. Zigman S. Enviromental near-UV radiation and cataracts. // Optomet. Vis. Sci. 1995. V.72.P.899-901.

Информация о работе

Трофимова, Наталья Николаевна
кандидата биологических наук
Москва, 2008
ВАК 03.00.02

Диссертация

Роль коротковолновой световой фильтрации в норме и патологии зрения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы