Journal Search Engine
Search Advanced Search Adode Reader(link)
Download PDF Export Citaion korean bibliography PMC previewer
ISSN : 1229-6457(Print)
ISSN : 2466-040X(Online)
The Korean Journal of Vision Science Vol.19 No.1 pp.29-39
DOI : https://doi.org/10.17337/JMBI.2017.19.1.29

Acute and Chronic Effect of Cigarette Smoking on Pupil Size, Accommodation and Tear film

Yeon-Hee Kim, Koon-ja Lee*
Dept. of Optometry, Graduate School of Health Science, Eulji University, Seongnam
Correspondence: Koon-Ja Lee Dept. of Optometry, Eulji Univerity +82-31-740-7182, kjl@eulji.ac.kr
February 1, 2017 March 11, 2017 March 13, 2017

Abstract

Purpose:

To evaluate the acute and chronic effects of cigarette smoking on pupil size, accommodation and tear film.

Method:

Thirty non-smokers and twenty-five cigarette smokers were recruited. For acute effect of smoking all smoking subjects were asked to smoke an identical single cigarette containing 0.5 mg nicotine. Photopic and mesopic pupil sizes, contrast visual acuities, contrast sensitivities, higher-order aberrations (HOAs), accommodations and tear-film stability were measured before smoking and immediately after smoking. The pupil sizes and HOA were measured with Pupilometer (VIP, NeurOptics) and Wavefront Analyzer (KR-1W) as 4 mm area of pupil size respectively. 100% and 10% contrast visual acuity, and contrast sensitivities were measured and amplitude of accommodations were assessed by push-up method and the tear film stability was assessed by TBUT (tear break-up time). For the chronic effect of smoking, all measurements of the cigarette smokers without smoking were compared with those of non-smokers.

Result:

For acute effect of smoking, pupil size decreased significantly after smoking regardless of illuminance and luminance level (p<0.05). The low contrast visual acuities in photopic and mesopic conditions were improved (p<0.05). The contrast sensitivity and the higher-orderaberration were not significantly different (p>0.05), the amplitudes of accommodation and tear film stability were decreased significantly after smoking (p<0.05).

Conclusions:

Acute effect of smoking resulted in decreased pupil size, accommodation, and tear film stability, and improved in low contrast visual acuity. However, chronic effect of smoking has no influence on pupil size, visual acuity, accommodation, tear film stability that it is thought that smoking has temporary effect on visual function.


담배 흡연이 동공크기, 조절력, 눈물막에 미치는 급성 및 만성효과

김 연희, 이 군자*
을지대학교 보건대학원 안경광학과, 성남

    Ⅰ서 론

    담배에는 일산화탄소, 니코틴, 타르, 유독가스, 중 금속등 유해 물질들이 높은 농도로 함유되어있으며1) 흡연이 우리 몸에 여러 질병을 일으키는 위험 요소라 는 것은 잘 알려져 있다.2) 특히 흡연은 그레이브스병, 연령 관련 황반 변성, 녹내장 및 백내장 등과 관련이 있으며 심할 경우 실명까지 발생시키며3-5) 동공크기 6-9), 눈물막에 영향10-14)을 준다는 연구도 보고되었다.

    담배에 포함된 유해물질 중 니코틴(nicotine)은 대 표적인 콜린성약물(cholinergic drugs)로15-17) 콜린성 약물은 자율신경절(autonomic ganglia), 부신수질 (adrenal medulla)과 신경근접합부(neuromuscular junction), 중추신경계(central nervous system) 에 영향을 주며, 뇌와 척수에 있는 니코틴 콜린성 수 용체와 결합하여 혈관활성과 관련된 카테콜아민 (catecholamine), 신경활성과 관련된 펩티드(peptide) 를 증가시킨다.18) 또한 콜린성약물은 신경전달 물질 인 아세틸콜린(acetylcholine)의 작용을 촉진시키 며, 부교감신경(parasympathetic nerve)이 흥분했 을 때와 유사한 효과를 나타내기 때문에 부교감신 경 유사작용제(parasympathomimenic drugs)로 불 린다.19,20) 니코틴의 영향을 받는 자율신경계는 교감 신경(sympathetic nerve)과 부교감신경으로 구성되 며,21) 교감신경은 몸의 비상상태에 대처하는 신경으 로 심장박동 증가, 혈압수축, 산동(mydriasis)을 일 으키며, 부교감신경은 에너지를 보존 및 저장하며 심 장박동 감소, 동공 축동(miosis)을 일으키며 교감신 경의 길항작용을 한다.21)

    안구 내에 자율신경의 지배를 받는 부위는 홍채, 섬모체근, 눈물생성 등이 있다. 홍채의 동공산대근은 교감신경의 영향을 받아 산동을 유발하고, 동공괄약 근은 부교감신경의 영향을 받아 축동을 유발하며,22) 모양체근은 부교감신경의 영향을 받아 조절에 관여하 고, 평상시 눈물생성은 교감신경의 영향을 받는다. 따라서 니코틴이 체내에 흡수되면 안구에서는 동공이 축동되며 조절력에 변화가 나타나며13,23,24), 동공 크 기 변화에 따라 안구 내 초점심도와 구면수차가 변하 게 된다.25) 흡연 후 조절력은 니코틴에 의해 부교감 신경이 자극을 받으면 증가할 것으로 예측되지만 조 절력이 감소된다는 결과8)와 증가한다는 결과6)가 모 두 발표되어 있어 니코틴의 자율신경계에 미치는 영 향은 지속적으로 연구되어야 할 것으로 생각된다.

    흡연은 눈물막을 불안정하게 만들어 안구건조증을 유발한다고 보고되었다.11) 흡연 시 담배 연기에는 자 유라디칼(free radical species), 알데히드(aldehyde), 과산화물(peroxide), 산화질소(nitrogen oxides) 등 이 포함되며17) 이러한 옥시던트(oxidant) 들은 지방층 을 파괴하며 각막 상피를 손상시키고 결막과 반응하 여 충혈을 유발한다고 보고되었다.12) 또한 담배 연기 에 포함된 화학성분이 결막의 점액을 생성하는 점액 세포(goblet cell)에도 영향을 주어 눈물막 안정성에 영향을 줄 것으로 생각할 수 있다. 그러나 Yoon 등13) 은 흡연자의 눈물막파괴시간(TBUT, tear break-up time)이 비흡연자와 차이가 없다고 하였고, Thomas 등12)은 흡연자의 TBUT가 비흡연자보다 감소하였으 며, Altionrs10), Bron14)은 흡연의 만성효과로 눈물안 정성이 감소된다고 보고하여 연구자마다 상이한 결과 가 보고된 실정이다.

    이상과 같이 흡연에 의해 동공크기가 달라지고 조 절력에 변화가 나타나면 시력의 질에 영향을 미칠 수 있다. 동공크기가 커질수록 초점심도(depth of focus) 가 얕아져 시력이 저하되고,26) 고위수차는 증가하며 27) 증가한 고위수차는 시력의 질과28) 대비감도를 저 하시킨다.29) 고위수차가 1 ㎛ 증가하면 박명시 상태 에서는 고대비시력이 최대 2.5 LogMAR 감소하고, 명소시 상태에서는 저대비시력이 최대 12 LogMAR 만큼 감소한다고 알려져 있다.30,31) 조절력 또한 눈의 고위수차에 영향을 주기 때문에 흡연이 시력의 질에 영향을 줄 것으로 예상할 수 있다.

    현재까지 흡연의 급성효과에 관한 선행연구는 동 공크기, 수차, 조절력에 변화에 관해서는 각각 보고 되었지만 니코틴이 체내 흡수 시 동공크기, 수차, 조 절력에 미치는 효과를 시력과 관련하여 평가한 종합 적인 연구는 없으며, 눈물막 안정성에 관한 연구도 연구자마다 상이한 결과를 보고하여 이에 대한 연구 가 필요할 것으로 생각되었다. 따라서 본 연구에서는 흡연자를 대상으로 흡연 전후에 나타나는 시력, 동공 크기, 눈물막, 조절력의 변화를 확인하여 흡연이 시 기능에 미치는 급성효과를 평가하고자 하며, 비흡연 자와 흡연자의 시력, 동공크기, 눈물막, 조절력을 비 교 평가하여 흡연이 시기능에 미치는 만성적인 영향 을 확인하고자 하였다.

    Ⅱ연구대상 및 방법

    1연구 대상

    흡연자는 흡연의 만성효과를 관찰하기 위하여 1년 이상의 흡연 이력을 가지고 있으며 하루 평균 반 갑 (10개비) 이상을 피우는 20대 성인 남성을 선정하였 다. 시력에 영향을 미치는 안과질환 및 안과적인 수 술을 받은 경험이 있는 사람과 단안의 굴절 교정시력 이 0.8 미만, 양안의 교정시력이 1.0 미만인 경우 대 상에서 제외 하였다. 흡연의 만성효과를 확인하기 위 한 대조군으로는 20대 성인 남성 중 비흡연자(30명) 를 모집하였으며 이 경우에도 시력에 영향을 미치는 안과질환 및 안과적인 수술을 받은 경험이 있는 사람 과 단안의 굴절 교정시력이 0.8 미만, 양안의 교정시 력이 1.0 미만인 경우 대상에서 제외 하였다. 모든 검 사과정과 규약은 연구윤리 위원회(IRB: Institutional Review Board)의 승인을 받아 실시하였으며, 대상자 에게 실험 목적과 검사 방법에 대하여 구두와 서면으 로 충분한 설명 후 참여 동의를 얻고 검사를 실시하 였다.

    2연구 방법

    1) 검사 전 준비

    흡연의 급성효과를 확인하기 위해서는 흡연자의 흡연 전과 흡연 직후 검사값을 비교하였다. 담배는 흡연자에 따라 선호도가 다르기 때문에 연구에 사용 된 담배는 연구 참여 대상자가 가장 많이 선호하는 제품을 확인하여 Marlboro GOLD(Philip Morris Korea, Korea)로 결정하였으며, 담배 1 개비에는 니 코틴 0.5 ㎎, 타르 6 ㎎이 포함되어 있어 선행연구에 서7) 많이 사용한 담배(니코틴 함량 1mg)보다는 니코 틴 함량이 적은 제품이다. 검사에 참여하는 대상자에 게는 신경에 영향을 줄 수 있는 흡연, 음주, 카페인 (커피, 에너지 드링크 포함)의 섭취를 검사시작 2 시 간 전부터 금지하도록 당부하였다. 흡연이력이 없는 비흡연자의 경우에도 흡연자 대상자와 마찬가지로 검 사시작 2 시간 전부터 음주, 카페인(커피, 에너지 드 링크 포함)의 섭취를 금하도록 당부하였다.

    2) 검사항목

    담배의 반감기는 1시간으로 흡연의 급성효과를 관 찰하기 위하여 흡연자가 1 개비의 담배를 흡연한 직 후부터 1시간 이내에 모든 검사를 마치도록 설정하였 으며, 검사는 흡연 직 후 동공크기, 대비시력, 대비감 도, 수차, 조절력, 눈물검사의 순으로 진행하였고 모 든 검사가 40분 이내에 이루어지도록 하였다. 비흡연 자의 경우에는 흡연 유도 없이 동일한 순서로 검사하 였다.

    ①동공크기 측정

    동공크기는 불빛을 모두 꺼서 암순응 상태를 만들고 10분 후 주변의 조명을 박명시(mesopic condition, 1 lux)와 명소시(photopic condition, 100 lux)로 조 정한 후 Digital Variable 동공측정계 (VIP ™ -200 Pupillometer, Neur Optics, USA)를 이용하여 3.5 m 거리에 있는 물체를 주시하도록 하고 동공크기를 각각 측정하였다. 동공크기는 기기에서 조정되는 조 명을 이용하여 암소시(scotopic condition, light off), 어두운 박명시(low mesopic condition, 0.3 lux), 밝 은 박명시(high mesopic condition, 3 lux) 각각 3회 씩 측정하고 평균값을 사용하였다.

    ②시력 검사

    대비시력 검사는 원거리 완전교정 후 박명시와 명소 시 상태에서 100% 고대비도와 10% 저대비도 ETDRS (early treatment diabetic retinopathy study) 시 표를 이용하여 4 m 거리에서 단안으로 각각 측정하 였고 logMAR 단위로 기록하였다.

    ③대비감도 검사

    원거리 완전교정 후 CSV-1000(Vector Vision, Dayton, OH, USA)을 사용하여 박명시와 명소시 상 태에서 검사거리 2.5 m 거리에서 단안과 양안의 대 비감도를 측정하였다. 공간주파수 3, 6, 12, 18 cpd 에 해당하는 대비감도는 Vector Vision사에서 제공 하는 대비감도 로그 환산 값을 이용하였다.

    ④고위수차 측정

    고위수차는 파면수차계(KR-1W, Topcon, Japan) 를 사용하여 동공크기 4 mm영역에서 측정하였으며, RMS(root mean square)로 계산된 전체 고위수차 (total higher-order aberrations, HOAs)와, 측정 된 3rd수차(3rd-order aberration), 4th수차(4th-order aberration), 코마수차(coma aberration), 구면수차 (spherical aberration)값을 이용하였다.

    ⑤조절력 및 AC/A 비 검사

    조절력 검사는 푸쉬업검사(Push up test)를 이용 하여 단안과 양안에서 모두 측정하였다. AC/A 비 (gradient AC/A ratio)는 원거리 굴절교정 후 포롭 터의 로터리 프리즘을 사용하여 측정하였다. 측정프 리즘 역할인 12△ BI 프리즘을 오른쪽 눈앞에 두고, 왼쪽 눈앞에는 양안의 상을 분리시키는 해리프리즘 역할인 6△ BU 프리즘을 위치시켰다. 원거리 시력표 가 우상측과 좌하측 방향으로 나뉘어져 보이는 두개 의 타켓이 일직선으로 정렬된 상태로 되돌아 올 때 까지 오른쪽 눈앞의 BI 프리즘 굴절력을 감소시켜 사 위도를 측정한 후 –1 D의 자극을 주어 똑같이 사위도 를 검사 후 변화량을 기록하였다.

    ⑥눈물막 안정성 평가

    눈물의 안정성 평가는 형광염료 4.5 ㎕가 포함된 Fluorescein paper(Haag-Streit Strips, Haag-Streit, USA)를 사용하였으며, 세극등 현미경을 이용하여 처 음으로 건점(dry spot)이 나타날 때까지의 시간을 초 단위로 TBUT를 측정하였다.

    3자료분석

    통계분석은 SPSS(version 21.0, SPSS, Inc, Chicago, IL, USA)을 이용하였다. 급성효과는 흡연자의 흡연 전과 흡연 직후의 데이터 값들을 이용하여 paired t-test를 실시하였고, 만성효과는 비흡연자의 데이 터 값과 흡연자의 흡연 전 데이터 값을 이용하여 students t-test를 실시하였다. 본 연구의 실증분석 은 모두 유의수준 p<0.05에서 검증하였다.

    Ⅲ결 과

    1대상자

    흡연자 25명의 평균 연령은 22.88 ± 2.12세, 평균 구면굴절력은 –3.12 ± 2.48 D이었으며, 원주굴절력 의 평균은 –1.12 ± 1.52 D였다. 또한 하루에 피우는 평균 담배 개수는 15.80 ± 5.33개비였으며, 평균 흡 연 이력은 4.66 ± 2.69년이었다(Table 1).

    동공크기와 조절력에 영향을 주는 변수 중에서 나 이가 중요하기 때문에 만성효과를 확인하기 위해서 대조군 비흡연자의 연령은 흡연자와 동일하게 20대 로 통제하였고, 본 연구에서 비흡연자의 평균연령은 23.43 ± 0.35세로(Table 1) 흡연자 그룹의 연령과 차이가 없었다(p=0.319),

    2동공크기

    명소시 상태에서 동공크기는 동공측정기기 내부의 조명이 암소시, 어두운 박명시, 밝은 박명시일 때 흡 연 전 5.21 ± 0.78 ㎜, 4.91 ± 0.81 ㎜, 4.58 ± 0.81 ㎜, 흡연 후 4.83 ± 0.62 ㎜, 4.55 ± 0.60 ㎜, 4.20 ± 0.61 ㎜로 모두 유의하게 감소하였다(p<0.05). 박 명시 상태에서도 흡연 전 6.95 ± 0.61 ㎜, 5.79 ± 0.78 ㎜, 4.89 ± 0.85 ㎜, 흡연 후 6.80 ± 0.51 ㎜, 5.45 ± 0.62 ㎜, 4.54 ± 0.69 ㎜로 감소하였다 (p<0.05), (Table 2). 따라서 모든 조도와 휘도상태 에서 동공의 크기는 흡연 후 0.15~0.38 mm 감소하 였으며, 주변 조도가 어두운 상태일 때 보다 밝은 상 태일 때 더 많이 감소하였다.

    명소시 상태에서 암소시, 어두운 박명시, 밝은 박 명시일 때 비흡연자의 동공크기는 5.18 ± 0.91 ㎜, 4.93 ± 0.94 ㎜, 4.67 ± 0.94 ㎜로 흡연자의 5.21 ± 0.78 ㎜, 4.91 ± 0.81 ㎜, 4.58 ± 0.81 ㎜와 차이 가 없었고(p=0.862, p=0.891. p=0.673), 박명시 상 태에서 암소시, 어두운 박명시, 밝은 박명시일 때 동 공크기는 6.87 ± 0.63 ㎜, 5.79 ± 0.91 ㎜, 4.92 ± 0.90 ㎜로 흡연자의 6.95 ± 0.61 ㎜, 5.79 ± 0.78 ㎜, 4.89 ± 0.85 ㎜와 차이가 없었다(p=0.462, p=0.994, p=0.868), (Table 2). 따라서 모든 조명과 휘도에서 차이가 없어 흡연이 동공크기에 미치는 만 성적인 영향은 없는 것으로 나타났다.

    3대비시력

    명소시에서 고대비와 저대비시력은 각각 흡연 전 0.08 ± 0.15 LogMAR, 0.31 ± 0.12 LogMAR, 흡연 후 0.07 ± 0.14 LogMAR, 0.27 ± 0.12 LogMAR로 평균값은 흡연 후에 향상되었지만 저대비시력에서만 통계적으로 유의하게 향상되었다(p=0.000). 박명시 상태에서는 흡연 전 0.23 ± 0.12 LogMAR, 0.48 ± 0.13 LogMAR, 흡연 후 0.21 ± 0.12 LogMAR, 0.44 ± 0.15 LogMAR로 저대비 시력에서만 통계적으로 유의하게 향상되었다(p=0.047), (Table 3).

    비흡연자의 고대비시력과 저대비시력은 명소시 상 태에서는 0.04 ± 0.19 LogMAR, 0.08 ± 0.15 LogMAR로 흡연자의 0.08 ± 0.15 LogMAR, 0.31 ± 0.12 LogMAR보다 평균시력은 좋았지만 통계적으로 유의한 차이가 없었고(p=0.163, p=0.145), 박명시 상태에서는 0.22 ± 0.17 LogMAR, 0.51 ± 0.12 LogMAR로 흡연자의 0.23 ± 0.12 LogMAR, 0.48 ± 0.13 LogMAR와 통계적으로 유의한 차이는 없었다 (p=0.697, p=0.283).

    따라서 흡연에 의한 급성효과로 명소시 상태와 암 소시 상태에서 모두 저대비시력이 더 향상되었지만 만성효과는 관찰되지 않았다.

    4대비감도

    명소시에서 3, 6, 12, 18 cpd 각각의 공간주파수에 서 나타난 대비감도는 각각 흡연 전 1.66 ± 0.21, 1.71 ± 0.27, 1.28 ± 0.37, 0.84 ± 0.38, 흡연 후 1.62 ± 0.17, 1.68 ± 0.31, 1.27 ± 0.34, 0.86 ± 0.33로 모든 주파수에서 통계적으로 유의한 차이가 없었다(Table 4). 박명시에서 대비감도는 흡연 전 1.58 ± 0.25, 1.68 ± 0.31, 1.30 ± 0.37, 0.84 ± 0.38, 흡연 후 1.58 ± 0.25, 1.68 ± 0.31, 1.30 ± 0.37, 0.84 ± 0.38로 일부 주파수에서 흡연 후에 증 가하였고 우리 눈의 시각시스템에서 가장 잘 인식 할 수 있는 6 cpd 에서는 감소하였지만 통계적으로 유의 한 차이는 없었다(Table 4).

    비흡연자의 3, 6, 12, 18 cpd 공간주파수에서 대비 감도는 명소시에서 1.62 ± 0.22, 1.65 ± 0.27, 1.24 ± 0.35, 0.79 ± 0.35로 흡연자와 차이가 없었고 (p=0.960, p=0.729, p=0.923, p=0.990), 암소시 상 태에서도 차이가 없었다(p=0.367, p=0.585, p=0.398, p=0.424). 따라서 흡연이 대비감도에 미치는 급성효 과와 만성효과는 없는 것으로 보인다.

    5눈의 고위수차

    눈의 전체 고위수차, 3차 고위수차, 4차 고위수차, 코마수차, 구면수차는 각각 흡연 전 전체 0.12 ± 0.04 ㎛, 0.11 ± 0.04 ㎛, 0.05 ± 0.03 ㎛, 0.08 ± 0.04 ㎛, 0.02 ± 0.02 ㎛로 나타났고, 흡연 후에는 0.12 ± 0.05 ㎛, 0.10 ± 0.04 ㎛, 0.03 ± 0.03 ㎛, 0.08 ± 0.04 ㎛, 0.03 ± 0.02㎛로 나타나 유의한 차이가 없었다(p>0.05), (Table 5).

    비흡연자의 눈의 전체 고위수차, 3차 고위수차, 4차 고위수차, 코마수차, 구면수차는 각각 0.11 ± 0.06 ㎛, 0.14 ± 0.34 ㎛, 0.11 ± 0.45 ㎛, 0.13 ± 0.45 ㎛, 0.04 ± 0.09 ㎛로 흡연자와 유의한 차이가 없어 (p=0.194, p=0.543, p=0.269, p=0.436, p=0.175), 흡연이 눈의 고위수차에 미치는 급성효과와 만성효과 는 없는 것으로 보인다.

    6조절력과 AC/A 비

    흡연자의 단안 조절력은 14.53 ± 3.29 D에서 흡연 후 12.70 ± 4.14 D로 유의하게 감소하였고(p=0.000), 양안 조절력도 19.51 ± 7.17 D에서 흡연 후 16.69 ± 6.99 D로 2.83 D 만큼 감소하였다(p<0.002), (Table 3). AC/A 비는 흡연 후 1.56 Δ/D 만큼 유의하게 감 소하였다(p<0.002), (Table 6).

    비흡연자의 단안 조절력은 13.21 ± 3.34 D, 양안 조절력은 12.20 ± 4.03 D로 흡연자가 비흡연자보다 더 컸지만 통계적으로 유의하지 않았고(p=0.381, p= 0.051), 비흡연자의 AC/A 비는 3.01 ± 2.00 Δ/D로 흡연자보다 작았지만 통계적으로 유의하지 않았다 (p=0.160). 따라서 흡연 후 짧은 시간 내에 조절력이 감소되지만 만성적인 흡연이 조절력에 미치는 영향은 없는 것으로 보인다.

    7눈물막 안정성

    TBUT는 흡연 전 6.70 ± 3.76 초, 흡연 후에는 약 2 초 정도 감소한 4.45 ± 1.73 초로 유의하게 감소하 였다(p=0.000), (Table 7). 그러나 비흡연자의 TBUT 는 6.86 ± 3.87 초로 흡연자의 6.70 ± 3.76 초와 유 의한 차이가 없었다(p=0.821). 따라서 흡연 후 짧은 시간 내에 눈물막 안정성은 감소하지만 만성적인 흡 연이 눈물막 안정성에 미치는 영향은 없는 것으로 보 인다.

    Ⅳ고 찰

    담배에 함유된 니코틴 성분이 시기능에 미치는 영 향을 관찰하고자 본 연구에서는 조절력, 대비도에 따 른 대비시력, 공간주파수에 따른 대비감도의 변화를 관찰하였다.

    니코틴은 피리딘(pyridine)과 피로리딘고리(pyrrolidine ring)로 구성된 삼차아민(tertiary amine) 화합물로 니코틴콜린성수용체(nicotinic cholinergi c receptor)에 결합하여 자율신경 및 중추신경계(cen tral nervous system)에 영향을 준다. 따라서 심박동 증가, 혈압 상승 등을 유발하며 홍채의 동공괄약근 알파1-노르아드레날린성 리셉터(α1 noradrenergic receptor)와 결합하여 근 수축을 유도하여 축동을 유 발한다고 알려져 있다.32)

    Bardak 등6)은 흡연에 의한 급성효과로 동공크기 에 변화가 나타나지 않았다고 하였으나, Erdem 등7) 니코틴이 체내 흡수 시 어두운 조명 상태와 밝은 조 명 상태에서 동공크기가 명소시 상태에서는 0.23 ± 0.39 mm, 암소시 상태에서는 0.26 ± 0.24 mm 감 소하나 0.23~0.26 mm의 동공크기 변화가 임상적으 로 의미가 있지는 않다고 보고하였다. Roberts 등8)은 흡연 후에 동공크기가 약 0.75 ㎜ 감소하였다고 보고 하였는데, 본 연구에서는 흡연 전 ·후 휘도에 따라 명 소시 상태에서 0.36~0.38 mm, 암소시 상태에서는 0.15~0.36 mm 유의하게 감소하였고, 박명시보다 명 소시일 때 흡연 후에 동공크기가 더욱 감소하는 것으 로 나타나 두 선행연구와 동일한 결과를 보였다. 본 연구에서는 이상과 같이 흡연 후 동공이 축동하는 것 은 담배의 니코틴과 여러 성분이 자율신경계에 영향 을 주기 때문인데 흥미로운 것은 흡연이 심혈관계에 서는 교감신경을 자극하는데 반해 홍채에서는 교감 신경보다 부교감신경을 활성화하여 동공산대근의 수 축보다는 동공괄약근의 수축을 더 유도한 결과로 해 석될 수 있다. 흡연자와 비흡연자의 동공크기를 확인 한 결과 본 연구에서는 유의한 차이를 관찰할 수 없 어 흡연이 동공크기에 미치는 만성적 효과는 없다고 생각되나 Sobaci 등9)은 흡연의 만성효과로 동공크기 가 증가했다고 보고하여 본 연구결과와는 차이가 있 었다.

    흡연은 흡연자의 정신적인 안정을 유도하여33) 흡연 을 하지 않은 상태에서도 교감신경의 흥분을 억제한 다고 보고되었지만, 니코틴이 비교적 독성이 적은 불 활성 물질이기 때문에 동공크기의 변화는 순간적인 변화이며 매우 빠른 시간 내에 회복된다고 보고되어 34) 본 연구에서는 흡연 전 2시간의 금연 상태를 유지 한 후 동공크기를 측정하였다. 따라서 본 연구에서 나타난 축동은 흡연에 의해 부교감신경이 활성화되어 유발된 것으로 생각되나 흡연자의 경우 경과된 금연 시간이 동공크기에 영향을 줄 수 있기 때문에 금연시 간에 대한 요인을 배제한 점은 연구의 한계점으로 생 각된다.

    고위수차는 망막 상의 질에 영향을 미치기 때문 에29) 수차검사는 객관적인 시력의 질을 평가하는데 유용하다. 고위수차 중 코마수차는 대비감도에 영향 을 주고,6) 동공크기가 클수록 코마수차 뿐 만 아니라 구면수차에도 영향을 주어 이로 인한 시력의 질이 감 소되며, 전체 고위수차의 증가도 시력의 질을 떨어뜨 린다고 보고되었다.36) Erdem 등7)의 선행연구에서는 흡연 후에 6 가지의 고위수차(전체 고위수차, 3차 고 위수차, 4차 고위수차, 코마수차, 구면수차)의 변화 를 관찰한 결과 동공크기는 감소하지만 수차에는 변 화가 나타나지 않았다고 보고하였는데, 본 연구에서 도 흡연 후의 동공크기가 유의하게 감소하였지만 고 위수차(전체 고위수차, 3차 수차, 4차 수차, 코마수 차, 구면수차)에는 변화가 없었다. 고위수차는 동공 이 클수록 변화가 크게 나타나는데37) 본 연구에서는 4 mm 동공크기에서 고위수차를 측정했기 때문에 눈 의 수차 변화가 적을 수밖에 없고 따라서 흡연에 의 한 효과를 확인하지 못했을 수 있다는 점이 연구의 한계로 생각된다.

    동공크기는 감소하였지만 대비시력은 저대비시력 만 향상되었고 공간주파수를 이용한 대비감도에서는 흡연 전 후에 변화가 나타나지 않았다. 이것은 동공 크기가 명소시 상태에서는 따라서 동공크기가 명소 시 상태에서 0.36~0.38 mm, 암소시 상태에서는 0.15~0.36 mm 감소한 것이 고대비 시력에서는 임 상적으로 영향을 주지 않지만 저대비시력에는 영향 을 주어 시력이 향상된 것으로 생각된다.

    섬모체근은 부교감신경에 의해 수축하여 조절작용 을 유발하는 근육으로 흡연에 의해 니코닌이 부교감 신경을 자극하여 조절력에 변화를 나타낼 것으로 생 각할 수 있다. 1969년 Roberts 등8)은 흡연 후 조절력 이 약 1.25 D 감소된다고 보고하였고, 본 연구에서도 흡연에 의한 급성효과로 단안 조절력이 –1.83 D, 양 안 조절력이 –2.83 D 감소하여 선행연구결과와 유사 한 결과를 얻었다. 그러나 2017년 Bardak 등6)은 조 절자극에 따라 차이가 있지만 흡연에 의해 조절력이 2~3 D 증가한다고 보고하고 있어 니코틴의 자율신경 계에 미치는 영향은 지속적으로 연구되어야 할 것으 로 생각되며 조절력의 변화는 고위수차에 영향을 주 기 때문에36) 이와 관련된 추가적인 연구도 필요할 것 으로 사료된다.

    흡연 시 담배 연기에 포함된 화학성분이 결막의 점 액을 생성하는 점액세포(goblet cell)에도 영향을 주 어 눈물막 안정성에 영향을 줄 것으로 생각되어 눈물 막 안정성을 평가한 결과 급성효과로 흡연 후 눈물막 안정성이 감소하여 TBUT가 현저히 짧아짐을 확인하 였고, 만성적인 효과는 나타나지 않음을 확인하였다. Altionrs,10) Bron14)은 눈물안정성에 미치는 흡연의 만성효과를 확인한 결과 흡연이 눈물안정성을 감소시 킬 뿐만 아니라 안구 표면의 건강에 해로운 영향을 준다고 보고하였고, Thomas 등12)도 본 연구결과와 동일하게 흡연의 급성효과로 TBUT가 감소한다고 하 였으나 Yoon 등13)은 TBUT에 차이가 없다고 하였다.

    이상의 결과를 종합하면 흡연에 의해 동공괄약근 이 자극을 받아 동공의 크기가 감소하지만 축동이 고 위수차에는 영향을 주지 않았고 저대비시력에는 영향 을 주었으며, 눈물막 안정성을 감소시켰다. 그러나 흡연이 동공크기, 조절력, 시력 및 눈물막 안정성에 미치는 만성적인 영향은 확인할 수 없었다.

    니코틴은 자율신경계와 중추신경계에 모두 영향을 주는 화합물로 니코틴이 자율신경계와 중추신경계에 모두 영향을 받는 시기능에 미치는 영향은 연구자마 다 다른 결과를 얻었고, 흡연자의 흡연이력, 흡연량, 흡연 후 경과기간 등 여러 요인이 영향을 줄 것으로 생각된다. 또한 동공크기와 조절력 등이 안구 내 고 위수차에 영향을 주기 때문에 본 연구결과를 확인할 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.

    Ⅴ결 론

    본 연구는 20대 성인 남성 중 흡연자와 비흡연자 를 대상으로 하여 흡연의 급성 및 만성효과를 확인하 였다.

    급성효과로 동공크기는 주변의 조도와 기기의 휘 도에 관계없이 감소하였으며 특히 밝은 조명 상태일 때의 동공크기 감소량이 많았고, 시력은 저대비 시 력에서만 유의하게 향상되었다. 조절력은 단안과 양 안 모두 유의하게 감소하였으며, 눈물안정성은 현저 히 감소하였다. 그러나 동공크기, 조절력, 시력 및 눈물막 안정성에 미치는 만성효과는 확인할 수 없어 흡연은 일시적으로 시기능에 영향을 주는 것으로 생 각된다.

    Figure

    Table

    Demographics of subjects

    Comparison of the change in pupil size according to pre and post-smoking

    Comparison of corrected distance visual acuity(Log MAR) measured under mesopic and photopic condition according to pre and post-smoking

    *HCVA: high contrast visual acuity (log MAR) at contrast of 100%, LCVA: low contrast visual acuity (log MAR) at contrast of 10%.

    Comparison of the mean contrast sensitivity according to pre and post-smoking under photopic and mesopic condition

    *3, 6, 12 and 18 indicate spatial frequency, cpd: cycles per degree.

    The mean ocular higher-order aberrations for a 4 mm pupil according to pre and post-smoking

    *RMS, root mean square, HOAs: higher-order aberrations, SA: spherical aberration.

    Comparison of the change in accommodation and AC/A according to pre and post-smoking

    *AC, accommodative convergence, A: accommodation

    The mean values of tear break up time(TBUT) both a pre and post-smoking group

    *TBUT, tear break-up time

    Reference

    1. Chiba M , Masironi R (1992) Toxic and trace elements in tobacco and tobacco smoke , Bull World Health Organ, Vol.70 (2) ; pp.269-75
    2. Bartecchi CE , MacKenzie TD , Schrier RW (1994) The human costs of tobacco use (1) , N Engl J Med, Vol.330 (13) ; pp.907-12
    3. Edwards R , Thornton J , Ajit R , Harrison RA , Kelly SP (2008) Cigarette smoking and primary open angle glaucoma: a systematic review , J Glaucoma, Vol.17 (7) ; pp.558-66
    4. Moss SE , Klein R , Klein BE (2000) Prevalence of and risk factors for dry eye syndrome , Arch Ophthalmol, Vol.118 (9) ; pp.1264-8
    5. Solberg Y , Rosner M , Belkin M (1998) The association between cigarette smoking and ocular diseases , Surv Ophthalmol, Vol.42 (6) ; pp.535-47
    6. Bardak H , Gunay M , Bardak Y , Ercalik Y , Imamoglu S , Yildiz E (2017) Evaluation of the acute changes in objective accommodation, pupil size and ocular wavefront aberrations after cigarette smoking , Cutan Ocul Toxicol, Vol.36 (1) ; pp.25-8
    7. Erdem U , Gundogan FC , Dinc UA , Yolcu U , Ilhan A , Altun S (2015) Acute effect of cigarette smoking on pupil size and ocular aberrations: a pre- and postsmoking study , J Ophthalmol, Vol.2015 ; pp.625470
    8. Roberts JD , Adams AJ (1969) The short term effects of smoking on ocular accommodation and pupil size , J Am Optom Assoc, Vol.40 (5) ; pp.528-30
    9. Sobacı G , Erdem U , Gundogan FÇ , Musayev S (2013) The effect of chronic smoking on the pupil and photostress recovery time , Ophthalmic Res, Vol.49 (3) ; pp.167-70
    10. Altinors DD , Akça S , Akova YA , Bilezikçi B , Goto E , Dogru M (2006) Smoking associated with damage to the lipid layer of the ocular surface , Am J Ophthalmol, Vol.141 (6) ; pp.1016-21
    11. Matsumoto Y , Dogru M , Goto E , Sasaki Y , Inoue H , Saito I (2008) Alterations of the tear film and ocular surface health in chronic smokers , Eye (Lond), Vol.22 (7) ; pp.961-8
    12. Thomas J , Jacob GP , Abraham L , Noushad B (2012) The effect of smoking on the ocular surface and the precorneal tear film , Australas Med J, Vol.5 (4) ; pp.221-6
    13. Yoon KC , Song BY , Seo MS (2005) Effects of smoking on tear film and ocular surface , Korean J Ophthalmol, Vol.19 (1) ; pp.18-22
    14. Bron AJ , Tiffany JM , Gouveia SM , Yokoi N , Voon LW (2004) Functional aspects of the tear film lipid layer , Exp Eye Res, Vol.78 (3) ; pp.347-60
    15. Kadoya C , Matsuoka S , Domino EF (1993) Effects of tobacco smoking on the Hoffmann reflex , Neuropsychopharmacology, Vol.9 (3) ; pp.233-8
    16. Domino EF , Kadoya C , Matsuoka S (1994) Recovery cycle of the Hoffmann reflex of tobacco smokers and nonsmokers: relationship to plasma nicotine and cotinine levels , Eur J Clin Pharmacol, Vol.46 (6) ; pp.527-32
    17. Lindstrom J (1997) Nicotinic acetylcholine receptors in health and disease , Mol Neurobiol, Vol.15 (2) ; pp.193-222
    18. Heller PH , Perry F , Jewett DL , Levine JD (1990) Autonomic components of the human pupillary light reflex , Invest Ophthalmol Vis Sci, Vol.31 (1) ; pp.156-62
    19. Kim YH , Jeon MH (2007) Easy learning nursing pharmacology, Koonja publisher, ; pp.1-61
    20. Eun JY , Lee JS (1999) Clinical pharmacology, Jeongdam publisher, ; pp.39-70
    21. Knott VJ , Venables PH (1977) EEG alpha correlates of non-smokers, smokers, smoking, and smoking deprivation , Psychophysiology, Vol.14 (2) ; pp.150-6
    22. Winn B , Whitaker D , Elliott DB , Phillips NJ (1994) Factors affecting light-adapted pupil size in normal human subjects , Invest Ophthalmol Vis Sci, Vol.35 (3) ; pp.1132-7
    23. Sayin N , Kara N , Pekel G , Altinkaynak H (2014) Effects of chronic smoking on central corneal thickness, endothelial cell, and dry eye parameters , Cutan Ocul Toxicol, Vol.33 (3) ; pp.201-5
    24. Matsumoto Y , Dogru M , Goto E , Sasaki Y , Inoue H , Saito I (2008) Alterations of the tear film and ocular surface health in chronic smokers , Eye (Lond), Vol.22 (7) ; pp.961-8
    25. Sung PJ (2009) Optometry, DaihakSealim publisher,
    26. Eun JY (2013) The Effects of pharmacologic pupil dilatation on ocular, corneal, and internal aberrations , J Korean Ophthalmol Soc, Vol.54 (4) ; pp.581-6
    27. Zhu X , Ye H , Yang J , Lu Y (2015) Effect of pupil size on higher-order aberrations in high-myopic pseudophakic eyes with posterior staphyloma , Eye (Lond), Vol.29 (1) ; pp.98-105
    28. Liang J , Williams DR (1997) Aberrations and retinal image quality of the normal human eye , J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis, Vol.14 (11) ; pp.2873-83
    29. Oshika T , Okamoto C , Samejima T , Tokunaga T , Miyata K (2006) Contrast sensitivity function and ocular higher-order wavefront aberrations in normal human eyes , Ophthalmology, Vol.113 (10) ; pp.1807-12
    30. Bühren TJ , Kasper T (2005) Quality of vision after refractive surgery, Springer,
    31. Pepose JS , Applegate RA (2005) Making sense out of wavefront sensing , Am J Ophthalmol, Vol.139 (2) ; pp.335-43
    32. Tutka P , Mosiewicz J , Wielosz M (2005) Pharmacokinetics and metabolism of nicotine , Pharmacol Rep, Vol.57 (2) ; pp.143-53
    33. Yalcin BM , Unal M , Pirdal H , Karahan TF (2014) Effects of an anger management and stress control program on smoking cessation: a randomized controlled trial , J Am Board Fam Med, Vol.27 (5) ; pp.645-60
    34. Roberts JD , Adams AJ (1969) The short term effects of smoking on ocular accommodation and pupil size , J Am Optom Assoc, Vol.40 (5) ; pp.528-30
    35. Erdem U , Muftuoglu O (2006) Optical factors in increased best spectacle-corrected visual acuity after LASIK , J Refract Surg, Vol.22 (9) ; pp.S1056-68
    36. Walsh G , Charman WN , Howland HC (1984) Objective technique for the determination of monochromatic aberrations of the human eye , J Opt Soc Am A, Vol.1 (9) ; pp.987-92
    37. Liang J , Williams DR (1997) Aberrations and retinal image quality of the normal human eye , J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis, Vol.14 (11) ; pp.2873-83