噪聲習(xí)服對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展

許靚 綜述 高下 審校

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，噪聲污染已經(jīng)成為世界七大公害之首。噪聲對(duì)人體的各系統(tǒng)均有不同程度的影響，主要包括聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生殖、心血管系統(tǒng)等[1,2]，可表現(xiàn)為噪聲性聽(tīng)力損失(noise-induced hearing loss，NIHL)、視覺(jué)敏感度下降、大腦皮層興奮和抑制失調(diào)、內(nèi)分泌激素失調(diào)、生殖能力降低、高血壓等。但同時(shí)又發(fā)現(xiàn)適量的噪聲對(duì)耳蝸能起到“韌化”作用，對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)存在一定的保護(hù)效應(yīng)。早在20世紀(jì)60年代，Miller等[3]就在貓身上發(fā)現(xiàn)了該現(xiàn)象，但當(dāng)時(shí)并未引起重視，直到1987年才再次引起人們的關(guān)注。此后Canlon等[4]證明預(yù)先長(zhǎng)期暴露于中等強(qiáng)度的噪聲，可以減少?gòu)?qiáng)聲暴露所引起的聽(tīng)覺(jué)敏感性的下降。至此，噪聲習(xí)服(sound conditioning)的概念基本成型。

1 噪聲習(xí)服的概念及其保護(hù)效應(yīng)

1.1概念 噪聲習(xí)服的定義為實(shí)驗(yàn)對(duì)象反復(fù)暴露于一定強(qiáng)度的噪聲后，其聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)所發(fā)生的相應(yīng)的適應(yīng)性反應(yīng)[5]。而這種反應(yīng)能夠保護(hù)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，減輕隨后強(qiáng)噪聲暴露對(duì)其的損傷。

1.2噪聲習(xí)服保護(hù)作用的時(shí)效性 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果在習(xí)服噪聲暴露后立即將動(dòng)物再暴露于強(qiáng)噪聲中，聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)并未表現(xiàn)出保護(hù)作用，而只有在習(xí)服噪聲暴露后5～7天才表現(xiàn)出對(duì)強(qiáng)噪聲損傷的保護(hù)作用，故認(rèn)為習(xí)服噪聲的保護(hù)作用在5～7天后顯現(xiàn)[6]。田傳勝等[7]發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組動(dòng)物在強(qiáng)噪聲刺激后，ABR反應(yīng)閾閾移值由大逐漸變小，而實(shí)驗(yàn)組動(dòng)物經(jīng)過(guò)習(xí)服噪聲暴露保護(hù)，在隨后的強(qiáng)噪聲刺激中，ABR反應(yīng)閾閾移值由小逐漸變大，但最終實(shí)驗(yàn)組殘余聽(tīng)功能仍好于對(duì)照組，說(shuō)明隨著時(shí)間的推移和噪聲的影響，已經(jīng)產(chǎn)生的噪聲習(xí)服保護(hù)效應(yīng)會(huì)逐漸減低。噪聲習(xí)服保護(hù)效應(yīng)的持續(xù)時(shí)間隨刺激方式不同而不同，至今，所報(bào)道的保護(hù)效應(yīng)最長(zhǎng)時(shí)間約為2個(gè)月[8]。

1.3噪聲習(xí)服對(duì)除噪聲以外損傷的保護(hù)效應(yīng) 研究還發(fā)現(xiàn)，噪聲習(xí)服不但對(duì)其后的強(qiáng)噪聲暴露對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)有保護(hù)作用，對(duì)慶大霉素致聾的耳蝸同樣有保護(hù)作用[9]，該實(shí)驗(yàn)中，對(duì)沙土鼠注射慶大霉素導(dǎo)致其內(nèi)外毛細(xì)胞和前庭終器感覺(jué)、支持細(xì)胞均有不同程度的損傷，預(yù)先噪聲習(xí)服保護(hù)可顯著減輕此損傷。

2 噪聲習(xí)服產(chǎn)生的條件

如果用于產(chǎn)生習(xí)服效應(yīng)的噪聲強(qiáng)度過(guò)大，噪聲會(huì)直接損害聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)，從而產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久性閾移(permanent threshold shift，PTS)，甚至噪聲性聾；強(qiáng)度過(guò)小，則未必能產(chǎn)生有效的習(xí)服效應(yīng)。因此，習(xí)服噪聲聲學(xué)參數(shù)有一定的范圍，并需滿(mǎn)足一定的條件。

2.1習(xí)服噪聲的類(lèi)型 早在1988年Canlon等[4]使用1 kHz純音作為刺激聲，Campo等[10]改進(jìn)為中心頻率為0.5 kHz的窄帶倍頻噪聲，更接近工業(yè)環(huán)境噪聲，而Yamasoba等[11]則使用2～20 kHz范圍的噪聲，目前國(guó)內(nèi)外大多使用不同頻率的窄帶倍頻噪聲作為習(xí)服噪聲源。

2.2習(xí)服噪聲的頻率 用不同頻率的聲音進(jìn)行習(xí)服刺激，可對(duì)不同頻譜的噪聲產(chǎn)生保護(hù)作用，甚至保護(hù)作用的持續(xù)時(shí)間也不同。

噪聲對(duì)于耳蝸的影響存在頻率特性。一般認(rèn)為低頻噪聲易引起毛細(xì)胞的廣泛損害，高頻噪聲則引起較窄的頻率特異性損失[12]。Price[13]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，貓?jiān)诒┞队谡V脈沖噪聲后，聽(tīng)敏度降低的特點(diǎn)與脈沖噪聲的頻率有關(guān)，給予脈沖頻率和低于它的鄰近頻率出現(xiàn)的閾移最大。脈沖強(qiáng)度為135 dB時(shí)，給予1 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移出現(xiàn)在1、0.5 kHz；給予5 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移出現(xiàn)在5、3 kHz；給予10 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移則出現(xiàn)在10和7 kHz。

噪聲習(xí)服的保護(hù)作用與習(xí)服噪聲的頻率相關(guān)。Subramaniam等[14，15]觀(guān)察了某一頻率的習(xí)服噪聲暴露后，習(xí)服效應(yīng)主要發(fā)生在暴露頻率和高于暴露頻率1或1.5個(gè)倍頻程的頻段處，對(duì)其他頻率沒(méi)有保護(hù)作用；同樣聲強(qiáng)不同頻率的噪聲，高頻噪聲習(xí)服作用產(chǎn)生比較快，而持續(xù)時(shí)間短。

2.3習(xí)服噪聲的強(qiáng)度 習(xí)服效應(yīng)的產(chǎn)生不僅和頻率相關(guān)，更依賴(lài)于暴露的強(qiáng)度。當(dāng)習(xí)服噪聲強(qiáng)度過(guò)小時(shí)，習(xí)服效應(yīng)不能有效產(chǎn)生；達(dá)到一定強(qiáng)度，則可產(chǎn)生相應(yīng)的習(xí)服效應(yīng)，且隨著刺激強(qiáng)度的增大，所保護(hù)的頻率范圍也越寬；但當(dāng)刺激強(qiáng)度過(guò)大，超過(guò)100 dB SPL時(shí)，則可能一次暴露便造成明顯的聽(tīng)力閾移或永久性聽(tīng)損傷。目前，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的習(xí)服噪聲強(qiáng)度大多在85～100 dB SPL之間，該強(qiáng)度范圍被認(rèn)為是產(chǎn)生噪聲習(xí)服效應(yīng)的最佳強(qiáng)度[16]。

2.4噪聲習(xí)服刺激的方式 目前國(guó)內(nèi)外普遍采用的噪聲習(xí)服刺激方式有兩種：①低強(qiáng)度、無(wú)損傷的連續(xù)性噪聲暴露(全天連續(xù)24小時(shí)，持續(xù)數(shù)天)；②間歇性噪聲暴露(6小時(shí)/天，反復(fù)持續(xù)數(shù)天)。Skellett等[17]發(fā)現(xiàn)，等能量的習(xí)服噪聲連續(xù)性暴露組的耳蝸損傷更明顯，間歇性暴露組保護(hù)效應(yīng)更強(qiáng)。White等[18]發(fā)現(xiàn)，連續(xù)性暴露使暫時(shí)性閾移(temporary threshold shift，TTS)、PTS減小，并且毛細(xì)胞出現(xiàn)損失，而間斷性暴露只使TTS減小，PTS改變很小，故認(rèn)為間歇性噪聲習(xí)服暴露對(duì)聽(tīng)力能起到更好的保護(hù)作用。Subramaniam等[19，20]研究發(fā)現(xiàn)，間歇性噪聲習(xí)服暴露要5天才能使所有的受試對(duì)象產(chǎn)生習(xí)服效應(yīng)，且10天時(shí)保護(hù)效應(yīng)最大。

可見(jiàn)，噪聲習(xí)服保護(hù)作用的產(chǎn)生與其聲學(xué)參數(shù)有直接關(guān)系，但同時(shí)研究者也發(fā)現(xiàn)，由于保護(hù)效應(yīng)的產(chǎn)生受物種差別、聽(tīng)敏度、個(gè)體等影響較大，使得各實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果不盡相同[21]。

3 噪聲習(xí)服效應(yīng)產(chǎn)生的機(jī)制

3.1毛細(xì)胞的適應(yīng)性改變 Dallos等[22]通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)噪聲習(xí)服暴露后，耳蝸外毛細(xì)胞的主動(dòng)能動(dòng)性提高。噪聲習(xí)服可使得持續(xù)強(qiáng)噪聲損傷后豚鼠DPOAE發(fā)生適應(yīng)性改變[23]。Zou等[24]發(fā)現(xiàn)，噪聲習(xí)服暴露后，毛細(xì)胞中鈣調(diào)蛋白、F-acting、HSP70熒光信號(hào)均增強(qiáng)，提示噪聲習(xí)服對(duì)毛細(xì)胞的保護(hù)作用是通過(guò)增加細(xì)胞骨架蛋白，同時(shí)毛細(xì)胞通過(guò)釋放噪聲損傷所致的細(xì)胞內(nèi)超載的鈣離子來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

3.2聽(tīng)覺(jué)傳出系統(tǒng)的調(diào)控 有研究顯示[25]，給對(duì)側(cè)耳同頻率低強(qiáng)度的噪聲刺激，可對(duì)同側(cè)耳產(chǎn)生保護(hù)作用。故推測(cè)噪聲習(xí)服效應(yīng)產(chǎn)生的原因之一可能與耳蝸橄欖束(olivocochlear bundle，OCB)活動(dòng)增強(qiáng)有關(guān)。但也有研究[26]認(rèn)為低頻噪聲習(xí)服暴露對(duì)OCB系統(tǒng)并不起作用，而只有高頻習(xí)服噪聲暴露有一定作用。噪聲習(xí)服對(duì)于聽(tīng)覺(jué)傳出系統(tǒng)的作用目前尚不十分清楚，還有待于進(jìn)一步研究。

研究證實(shí)，聲刺激可使下丘的谷氨酸釋放增多，先期給予習(xí)服噪聲刺激，可預(yù)先消耗部分谷氨酸，使其含量降低，當(dāng)再次暴露于強(qiáng)噪聲時(shí)，可減輕谷氨酸過(guò)度釋放所致的興奮性毒性作用，使聽(tīng)覺(jué)功能受到保護(hù)[27]。Niu等[28]發(fā)現(xiàn)噪聲習(xí)服可使外側(cè)傳出系統(tǒng)中酪氨酸羥化酶免疫反應(yīng)上調(diào)，從而達(dá)到保護(hù)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)的作用。

3.3噪聲習(xí)服激活下丘腦-垂體-腎上腺軸 研究發(fā)現(xiàn)，噪聲創(chuàng)傷可導(dǎo)致耳蝸螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元糖皮質(zhì)激素受體下調(diào)，而噪聲習(xí)服能阻止這種下調(diào)，并增強(qiáng)其受體活性。噪聲習(xí)服通過(guò)刺激機(jī)體下丘腦-垂體-腎上腺軸，即HPA，使血漿皮質(zhì)酮增高，從而使耳蝸糖皮質(zhì)激素受體、下丘腦視旁核表達(dá)數(shù)量上調(diào)[29]。可見(jiàn)，噪聲習(xí)服可能通過(guò)上調(diào)類(lèi)固醇受體輔活化子-1(steroid receptor coactivator-1，SRC-1)表達(dá)，提高糖皮質(zhì)激素水平，從而對(duì)聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)發(fā)揮保護(hù)作用。

3.4氧化應(yīng)激作用 缺血缺氧后再灌注被認(rèn)為是急性噪聲性損傷致內(nèi)耳細(xì)胞損傷的重要原因之一[30]，再灌注過(guò)程中產(chǎn)生大量氧自由基引發(fā)毛細(xì)胞死亡、聽(tīng)神經(jīng)末稍腫脹及功能障礙，最終導(dǎo)致聽(tīng)力嚴(yán)重下降。噪聲習(xí)服可提高內(nèi)耳抗氧化酶水平，使得細(xì)胞氧中毒情況減輕，從而達(dá)到保護(hù)聽(tīng)功能的作用[31]。

Jacono等[32]發(fā)現(xiàn)，噪聲習(xí)服增加了耳蝸內(nèi)源性抗氧化酶的水平，如谷胱甘肽還原酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、過(guò)氧化氫酶等。而強(qiáng)噪聲刺激則會(huì)破壞內(nèi)源性抗氧化酶系統(tǒng)[33]。谷胱甘肽作為一種抗氧化劑、自由基清除劑，能夠阻斷活性氧自由基對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步損傷，故保護(hù)或增強(qiáng)谷胱甘肽系統(tǒng)的介質(zhì)，能對(duì)噪聲性聽(tīng)力損失有一定的保護(hù)作用。

4 展望

目前已發(fā)現(xiàn)，貓、灰鼠、豚鼠、兔、沙土鼠、大鼠以及人類(lèi)的聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)均存在明顯的噪聲習(xí)服現(xiàn)象[34]，習(xí)服效應(yīng)的規(guī)律和機(jī)制也不斷被發(fā)現(xiàn)。目前證實(shí)[21]，習(xí)服效應(yīng)可以通過(guò)多種途徑發(fā)揮保護(hù)作用，可能是多種因素共同作用的結(jié)果。但目前對(duì)于這些機(jī)制還沒(méi)有定論，希望通過(guò)進(jìn)一步研究，能加深對(duì)其的了解，從而更好地利用噪聲習(xí)服效應(yīng)，增強(qiáng)噪聲暴露人群抵抗噪聲危害的潛在能力，減輕噪聲引起的聽(tīng)覺(jué)損傷。

5 參考文獻(xiàn)

1 van Kemper EE, Kruize H, Boshuizen HC, et al. The association between noise exposure and blood pressure and ischemic heart disease: a meta-analysis[J]. Environ Health Perspect,2002,110: 307.

2 楊永堅(jiān), 余秋月. 接觸噪聲工人血壓與腎上腺激素關(guān)系研究[J]. 中華預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,1998(4): 53.

3 Miller JD, Watson CS, Covell WP. Deafening effects of noise on the cat[J]. Acta Otolaryngol (Stockh),1963,176(Suppl): 44.

4 Canlon B, Borg E, Flock A. Protection against noise trauma by pre-exposure to a low level acoustic stimulus[J]. Hear Res,1988,34: 197.

5 吳銘權(quán). 噪聲習(xí)服的研究[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué).衛(wèi)生學(xué)分冊(cè)，1995 (2): 69.

6 曹華, 董明敏, 趙春紅,等. 條件聲暴露后豚鼠耳蝸外毛細(xì)胞絲束肌動(dòng)蛋白表達(dá)的改變[J]. 臨床耳鼻咽喉科雜志,2006, 20: 1 035.

7 田傳勝, 孫菲, 張婉虹. 噪聲習(xí)服對(duì)聽(tīng)力損傷保護(hù)作用的時(shí)程研究[J]. 中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)雜志,2009(5): 336.

8 McFadden SL, Henderson D, Shen YH. Low-frequency 'conditioning' provides long-term protection from noise-induced threshold shifts in chinchillas[J]. Hear Res,1997,103:142.

9 Suryadevara AC, Wanamaker HH, Pack A. The effects of sound conditioning on gentamicin-induced vestibulocochlear toxicity in gerbils[J]. Laryngoscope,2009,119: 1 166.

10 Campo P, Subramaniam M, Henderson D. The effect of 'conditioning' exposures on hearing loss from traumatic exposure[J]. Hear Res,1991,55:195.

11 Yamasoba T, Dolan DF, Miller JM. Acquired resistance to acoustic trauma by sound conditioning is primarily mediated by changes restricted to the cochlea, not by systemic responses[J]. Hear Res,1999,127:31.

12 謝華順. 條件性噪聲對(duì)噪聲性耳聾保護(hù)作用[J]. 國(guó)外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊(cè),2005(6): 38.

13 Price GR. Loss of auditory sensitivity following exposure to spectrally narrow impulses[J]. J Acoust Soc Am,1979,66:456.

14 Subramaniam M, Henderson D, Campo P, et al. The effect of 'conditioning' on hearing loss from a high frequency traumatic exposure[J]. Hear Res,1992,58:57.

15 Subramaniam M, Henderson D, Spongr V. Effect of low-frequency "conditioning" on hearing loss from high-frequency exposure[J]. J Acoust Soc Am,1993,93:952.

16 Dagli S, Canlon B. The effect of repeated daily noise exposure on sound-conditioned and unconditioned guinea pigs[J]. Hear Res,1997,104:39.

17 Skellett RA, Cullen JK Jr, Fallon M, et al. Conditioning the auditory system with continuous vs. interrupted noise of equal acoustic energy: is either exposure more protective[J]. Hear Res,1998,116: 21.

18 White DR, Boettcher FA, Miles LR,et al. Effectiveness of intermittent and continuous acoustic stimulation in preventing noise-induced hearing and hair cell loss[J]. J Acoust Soc Am,1998,103: 1566.

19 Henselman LW, Henderson D, Subramaniam M, et al. The effect of 'conditioning' exposures on hearing loss from impulse noise[J]. Hear Res,1994,78: 1.

20 Subramaniam M, Henderson D, Spongr VP. Protection from noise induced hearing loss: is prolonged 'conditioning' necessary[J]. Hear Res,1993,65: 234.

21 Niu X,Canlon B.Protecting against noise trauma by sound conditioning[J].J Sound V1B,2002,250:115.

22 Dallos P, Wu X, Cheatham MA, et al. Prestin-based outer hair cell motility is necessary for mammalian cochlear amplification[J]. Neuron,2008,58: 333.

23 彭建華，陳建福，黃治物.噪聲習(xí)服對(duì)耳蝸外毛細(xì)胞生理特性的影響[J].聽(tīng)力學(xué)及言語(yǔ)疾病雜志，2009，17：481.

24 Zuo H, Cui B, She X, et al. Changes in guinea pig cochlear hair cells after sound conditioning and noise exposure[J]. J Occup Health,2008,50: 373.

25 Cody AR,Johnstone BM.Temporary threshold shift modified by binaural acoustic stimulation[J].Hear Res,1982,6:199.

26 Pukkila M, Zhai S, Virkkala J, et al. The "toughening" phenomenon in rat's auditory organ[J]. Acta Otolaryngol Suppl,1997,529: 59.

27 謝華順, 宋為明, 上官棣華,等. 在體微透析研究條件性噪聲對(duì)下丘聽(tīng)覺(jué)通路谷氨酸水平的影響[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2007(4): 409.

28 Niu X, Bogdanovic N, Canlon B. The distribution and the modulation of tyrosine hydroxylase immunoreactivity in the lateral olivocochlear system of the guinea-pig[J]. Neuroscience,2004,125: 725.

29 Tahera Y, Meltser I, Johansson P, et al. Sound conditioning protects hearing by activating the hypothalamic-pituitary-adrenal axis[J]. Neurobiol Dis,2007,25: 189.

30 Ohlemiller KK,Wright JS,Dugan LL.Early elevation of cochlear reactive oxygen species following noise exposure[J].Audiol Neurootol,1999,4:229.

31 Quirk WS, Shivapuja BG, Schwimmer CL, et al. Lipid peroxidation inhibitor attenuates noise-induced temporary threshold shifts[J]. Hear Res,1994,74: 217.

32 Jacono AA, Hu B, Kopke RD, et al. Changes in cochlear antioxidant enzyme activity after sound conditioning and noise exposure in the chinchilla[J]. Hear Res,1998,117: 31.

33 侯粉霞, 胡吟燕. 噪聲對(duì)豚鼠耳蝸抗氧化酶防御體系的影響[J]. 中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志,2003(2): 44.

34 Niu X, Canlon B. Protective mechanisms of sound conditioning[J]. Adv Otorhinolaryngol,2002,59: 96.