The association between pupillary responses and axial length in children differs as a function of season

Reidy MG, Hartwick ATE, Mutti DO. Sci Rep. 2024 Jan 5;14(1):598. doi: 10.1038/s41598-024-51199-0. PMID: 38182869.

反復刺激に対する瞳孔反応と成人の屈折異常との関連は、以前に証明されている。本研究では、この関連性が小児に存在するかどうか、また季節によって異なるかどうかを評価した。
屈折異常が+1.51～-5.69D（非調節麻痺下）の8～17歳の小児50名（平均：11.55±2.75歳、女性31名）が参加した（夏期：n=27、冬期：n=23）。RAPDx瞳孔計は、3つの連続した色の明暗の間を振動する刺激（0.1Hz）を与えながら瞳孔の大きさを測定した： (1）赤と青の交互、（2）赤のみ、（3）青のみ。主要評価項目は、青のみと赤のみの刺激間の瞳孔反応の差であった。
瞳孔の収縮は、夏の短眼軸群では赤より青の方が大きかったが（β=-9.42、P=0.034）、冬の短眼軸群ではそうではなかった（β=3.42、P=0.54）。より大きな収縮は、赤色光開始後のより速い瞳孔の（光依存？に対する）脱出と、両色の刺激オフセット後のより遅い再拡張を構成した（それぞれP = 0.017, 0.036, 0.035）。
冬ではなく夏における眼軸長と小児の瞳孔反応との関連は、夏における光に関連した網膜ドーパミンの放出が大きいことで説明できるかもしれない。より短い眼球がより強い反応を示すのは、より多くの光にさらされることで眼軸の伸長が抑制され、近視リスクが低下するためと考えられる。

※コメント
最後の結論がよくわからなかったので以下にdiscussion抜粋－

最後に、今回調査した冬期のコホートは規模が小さすぎたため、眼軸長と瞳孔反応の間に夏期と同程度の関連性を見出すには十分な統計的検出力が得られなかった。しかし、この限界にもかかわらず、本研究は、小児の眼軸長の短さと、夏季における赤色光および青色光の反復刺激に対する瞳孔反応の変化との間に関連があり、光による網膜ドーパミンの放出によって引き起こされる可能性があることを示している。この関連は冬にも存在する可能性は否定できないが、このデータから、光への露出が多い夏には関連性が高まることが示唆される。この知見は、近視発症の基礎にあるメカニズムや、近視の一因となる環境リスク因子を理解する上で貴重なものであろう。

＊光曝露が網膜ドーパミンレベルを上昇させることはよく知られていることから、興味深い仮説は、今回および以前の研究で見られた繰り返し刺激に対する瞳孔反応の変化は、オリーブ前核への入力を通じて瞳孔光反射に寄与するipRGCに対するドーパミンの影響に関連しているというものである。このメカニズムでは、プロトコールの最初の2分間のテスト（赤と青の交互の光パルスからなる）が、一過性および持続性のドーパミン作動性アマクリン細胞の刺激を通して網膜ドーパミン放出を促進する。ドーパミンは、内部のサイクリックAMP濃度に影響を与えることで、ipRGCのメラノプシン駆動反応を増強することが示されている。網膜ドーパミンの上昇により、瞳孔反応に対するメラノプシン駆動性の寄与が増強されることは、プロトコールの後半で青色光パルスに対する瞳孔収縮が大きくなることと矛盾しない。この提案されたメカニズムが正しければ、我々の結果は、長眼（近視の屈折異常と相関する）よりも短眼（非近視の屈折異常と相関する）の網膜の方が、より多くのドーパミン放出がある（あるいは、同程度のドーパミンレベルに対してより大きなメラノプシン駆動反応がある）ことを示唆していることになる。この関係は夏季に強くなるという所見もこの仮説を支持している。また、検査前に周囲の光を多く浴びることで、網膜ドーパミンが増加し、これらの反応がさらに増強される可能性もある。この研究では、検査前の光曝露歴はモニターされていない。しかし、夏には光にさらされる機会が多く、子どもたちはより多くの野外活動を行うと考えるのが妥当である。