余萌 吳瑋 韓浩倫 王方園 屈昌北 王剛 王鴻南 李保衛(wèi) 孟令照 王普杰 虞學軍 吳大蔚 牛聰敏 劉鋼

噪聲習服對風洞噪聲致聽覺損傷的保護作用△

余萌1吳瑋1韓浩倫2王方園2屈昌北2王剛2王鴻南2李保衛(wèi)2孟令照2王普杰2虞學軍3吳大蔚3牛聰敏3劉鋼3

目的探討噪聲習服對風洞噪聲致聽覺損傷的保護作用。方法 取健康成年豚鼠100只，隨機分為噪聲習服后暴露組（A組）和直接暴露組（B組）各50只。A組動物先連續(xù)七天暴露于習服噪聲后再連續(xù)七天暴露于模擬強風洞噪聲，B組直接暴露于模擬強風洞噪聲7天。分別于實驗前、習服噪聲暴露后、模擬強風洞噪聲暴露后檢測各組豚鼠ABR反應閾。結(jié)果 A組實驗前、習服后、強風洞噪聲暴露后ABR反應閾分別為13.45±4.96、20.41±8.22、28.58±10.19 dB SPL，B組實驗前、強風洞噪聲暴露后ABR反應閾分別為：14.88±4.47、26.57± 9.89 d B SPL。強風洞噪聲暴露后A組豚鼠ABR反應閾閾移（8.18±7.96 d B）小于B組（11.69±10.92 d B）（P＜0.05）。結(jié)論 習服噪聲和強風洞噪聲暴露均可引起聽力損失，但噪聲習服可對其后強風洞噪聲暴露導致的聽力損傷有一定的保護作用。

風洞噪聲； 噪聲習服； 聽性腦干反應； 聽力損失

目前對于普通工業(yè)噪聲及窄帶穩(wěn)態(tài)噪聲對機體的聽覺損傷及噪聲習服的保護作用已經(jīng)有一定的研究［1～3］。風洞噪聲是廣泛存在于航空航天試驗中的噪聲，隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，風洞噪聲作為該行業(yè)中最常見的職業(yè)危害因素逐漸引起人們的關注。國內(nèi)有學者研究發(fā)現(xiàn)風洞噪聲可引起豚鼠聽功能的損傷，引起凋亡標志物Caspase-3在內(nèi)耳的表達［4］，并發(fā)現(xiàn)雌激素對風洞噪聲引起的豚鼠和小鼠聽力損失具有一定的保護作用［5，6］，但缺乏關于噪聲習服對風洞噪聲致聽損傷的保護作用的研究。本研究擬通過觀察噪聲習服后暴露和直接暴露于風洞噪聲環(huán)境下豚鼠聽功能的變化，觀察噪聲習服對風洞噪聲致聽覺損傷的保護作用。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 選取健康白色紅目豚鼠100只，雌雄不限，體重200～300 g（由北京市海淀區(qū)興隆實驗動物養(yǎng)殖場提供），耳廓反射靈敏、鼓膜標志清晰，動物在實驗前常規(guī)飼養(yǎng)3天，隨機分為噪聲習服后暴露組（A組）和直接暴露組（B組），每組各50只。

1.2 噪聲暴露方法 A組豚鼠先連續(xù)7天暴露于習服噪聲后，不休息，再連續(xù)7天暴露于強風洞噪聲；B組豚鼠直接連續(xù)7天暴露于強風洞噪聲。通過風洞現(xiàn)場采集相關數(shù)據(jù)，由中國航天員中心聲學實驗室實施風洞模擬噪聲環(huán)境。穩(wěn)態(tài)噪聲由白噪聲信號發(fā)生器（UZ-3）產(chǎn)生，經(jīng)均衡器（MEQ）、功率放大器（PA-1000）傳到揚聲器（YZ20-7），揚聲器放置于豚鼠籠前，模擬風洞噪聲暴露環(huán)境，暴露前信號發(fā)生器、功率放大器及揚聲器開機預熱0.5小時。

習服暴露噪聲為90.0±2.0 dB SPL的模擬風洞噪聲，每日連續(xù)暴露4小時。強風洞噪聲為103.0± 2.0 dB SPL的模擬風洞噪聲（模擬風洞作業(yè)時長），為間斷性暴露，每次連續(xù)暴露0.5小時后間斷0.5小時，每日共暴露8小時。習服噪聲和強風洞噪聲頻譜相同。應用BK2250手持式分析儀測量噪聲強度，每小時監(jiān)測1次。

1.3 ABR測試 A組在實驗前、習服噪聲暴露結(jié)束后當天及強風洞噪聲暴露結(jié)束后當天進行ABR測試；B組在實驗前和強風洞噪聲暴露結(jié)束后當天進行ABR測試。豚鼠給予鹽酸氯胺酮（60 mg／kg）和鹽酸賽拉嗪（4 mg／kg）肌肉注射麻醉后，應用腦干誘發(fā)電位儀（MEDSEN）在隔聲靜電屏蔽室內(nèi)檢測短聲誘發(fā)的雙耳ABR反應閾，濾波帶寬80～3 000 Hz，疊加次數(shù)1 024次，掃描時間10 ms。記錄電極置于前額正中皮下，參考電極置于對側(cè)耳后乳突區(qū)皮下，接地電極置于鼻尖。從高聲強開始，依次20、10、5 dB逐漸衰減，以能誘發(fā)出可辨圖形的波III的最低強度為反應閾，在閾值強度重復檢測1次。測試過程中保持環(huán)境溫度在38℃左右。兩次ABR反應閾之差即為豚鼠的暫時性閾移（temporary hearing loss，TTS）。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對兩組ABR反應閾及TTS比較進行獨立樣本t檢驗和配對t檢驗，P＜0.05差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

實驗過程中，兩組動物的體重增長差異無統(tǒng)計學意義。A組噪聲習服后ABR反應閾波動在5～ 30 dB SPL，強風洞噪聲暴露后ABR反應閾為10～45 d B SPL；B組強風洞噪聲暴露后ABR反應閾波動在20～55 d B SPL，兩組豚鼠實驗前后ABR反應閾及TTS值見表1。實驗前及強風洞噪聲暴露后，兩組動物的ABR反應閾差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），但強風洞噪聲暴露前后，A組和B組之間ABR閾移差異有統(tǒng)計學意義（P＝0.021）。

表1 兩組動物實驗前后ABR閾值（d B SPL）及TTS值（dB）比較（xˉ±s）

3 討論

風洞是能人工產(chǎn)生和控制氣流、模擬飛行器或物體周圍氣體的流動，并可量度氣流對物體作用以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設備，它在航空、航天領域中起著重要作用。風洞啟動、運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的噪聲高達120 dB左右，對人體健康危害嚴重［7］，其特點是既有高頻噪聲又有低頻噪聲，既有脈沖噪聲又有持續(xù)噪聲。本課題組對136個風洞試驗噪聲作業(yè)場所多次監(jiān)測結(jié)果得出，其中85～90 dB A的32個（23.5%）、91～99 d B A的53個（39.0%）、99 dB A以上的51個（37.5%）噪聲最大值可以達到138 dB A。本研究模擬的風洞噪聲為壓縮機機械動力噪聲，分布于不同類型風洞中，是風洞試驗中暴露最普遍的噪聲點之一。因此，對此類噪聲環(huán)境危害的研究具有重要意義。

以往研究表明，85 dB以上的噪聲可引起明顯的聽力閾移，其損傷集中于耳蝸毛細胞，引起感音神經(jīng)性聽力損失［8］。本實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，強噪聲暴露后A、B兩組豚鼠ABR反應閾顯著增高，A組豚鼠噪聲習服后ABR反應閾也有所增高，說明無論是高強度模擬風洞噪聲還是中等強度習服噪聲，均對豚鼠聽功能有一定程度的損害。本研究還發(fā)現(xiàn)無論噪聲習服后還是強風洞噪聲暴露后各組內(nèi)豚鼠ABR閾值也存在一定差異，說明豚鼠個體間對噪聲性聽力損傷的易感性存在明顯差異。Taylor等［9］進行人群研究結(jié)果表明，相同的噪聲在不同個體所引起的聽力損失程度有很大差別，提示噪聲性聽力損失存在明顯的個體差異。由于噪聲性聽力損失的易感性與多種體內(nèi)、體外因素［10，11］及多種噪聲易感基因有關［12，13］，本實驗中豚鼠噪聲習服后部分豚鼠聽力損失較重可能為上述原因引起的個體易感性不同造成。

以往實驗觀察到，事先給予較低強度噪聲適應后，動物會對更高強度的噪聲產(chǎn)生耐受性，從而減輕對聽力系統(tǒng)的損傷程度，這種效應被稱為噪聲習服或適應（sound conditioning）［14］。自20世紀60年代，Miller等［15］在貓身上發(fā)現(xiàn)了噪聲習服現(xiàn)象的存在，此后栗鼠及其他動物實驗研究也證明了噪聲習服現(xiàn)象［16，17］。目前研究認為，習服效應的大小與習服刺激的聲學參數(shù)（包括強度和頻譜）、適應性噪聲暴露的方式和時間密切相關。目前，實驗動物的習服噪聲暴露強度大多在85～100 dB較窄的范圍內(nèi)，強度越大，所保護的頻率范圍越寬，但強度大于100 d B的噪聲本身會產(chǎn)生明顯的TTS和永久性聽損傷［18］。適應性噪聲暴露的頻率不同，所保護的頻譜范圍也不同，保護作用所持續(xù)的時間也不同。Subramaniam等［19，20］發(fā)現(xiàn)習服效應主要發(fā)生在暴露頻率和高于暴露頻率1或1.5倍頻程的頻段處，對其他頻率沒有保護作用，并發(fā)現(xiàn)低頻習服噪聲暴露對高頻噪聲暴露不產(chǎn)生保護作用。對暴露時間的研究表明，間斷性噪聲習服（暴露6 h，休息8 h）能對受試對象產(chǎn)生習服的時間是5～10 d［19，21］；對不同暴露方式的研究發(fā)現(xiàn)，噪聲習服對強噪聲性聽力損失的保護效應必須使用合適聲學參數(shù)的習服噪聲才能獲得［22，23］。本實驗結(jié)果顯示，A組實驗動物在強風洞噪聲暴露前后ABR閾移較B組明顯減少，說明事先給予90.0±2.0 dB SPL強度模擬風洞噪聲習服，對高強度模擬風洞噪聲（103.0±2.0 dB SPL）造成的聽力損失具有一定的保護作用，與其他窄帶穩(wěn)態(tài)噪聲習服相關研究結(jié)果一致。目前認為這種噪聲習服現(xiàn)象可通過多種途徑對聽力發(fā)揮保護作用，可能是多因素共同作用的結(jié)果［24］：①毛細胞的主動活動，外毛細胞可能起著獲得高強度的適應性以及控制基底膜阻尼聲特性的作用［25～27］；②耳蝸應激蛋白［28，29］和抗氧化酶［30］合成或合成增加；③聽覺系統(tǒng)對習服性噪聲暴露有一定的可塑性，從而改變毛細胞的易感性［31］；④內(nèi)側(cè)耳蝸傳出神經(jīng)系統(tǒng)的活化［32，33］；⑤中耳肌對低頻聲（主頻率在300 Hz以下）有衰減；⑥耳蝸新陳代謝［34］。國外有學者發(fā)現(xiàn)聲習服可激活下丘腦-垂體-腎上腺素軸，從而對噪聲性聽力損失起到保護作用［35］。

綜上所述，風洞噪聲對豚鼠聽功能有一定的損傷，而事先噪聲習服對強風洞噪聲引起的聽損傷有一定程度的保護作用，但這種保護作用在不同個體間差異較大，其機制尚需進一步研究。

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（2012-12-26收稿）

（本文編輯 周濤）

The Protection of Sound Conditioning against Hearing Loss lnduced by Wind Tunnel Noise

Yu Meng*，Wu Wei，Han Haolun，Wang Fangyuan，Qu Changbei，Wang Gang，Wang Hongnan，Li Baowei，Meng Lingzhao，Wang Pujie，Yu Xuejun，Wu Dawei，Niu Congmin，Liu Gang
（*Peking University Teaching Hospital of 306thHospital of PLA，Beijing，100101，China）

Objective To investigate the auditory protection of sound conditioning against hearing loss induced by wind tunnel noise.Methods One hundred healthy guinea pigs with normal Preyer＇s reflex were used.The animals were randomly divided into two groups：noise-conditioning followed by high-level noise group（Group A，50 guinea pigs）and high-level noise exposed group（Group B，50 guinea pigs）.The high-level noise group（Group A）was exposed firstly the conditioning sound and then simulated wind tunnel noise，while the high-level noise exposed group（Group B）was immediately exposed to simulated wind tunnel noise.Threshold of auditory brainstem response（ABR）was respectively tested with auditory electrical physiological method before experiment，after the sound-conditioning and after sound exposure.Results The ABR threshlolds of high-level noise group（Group A）were 13.45±4.96 dB SPL before experiment，20.41±8.22 dB SPL after the sound-conditioning and 28.58±10.19 dB SPL after sound exposure，respectively.Those of high-level noise exposed group（Group B）were 14.88±4.47 d B SPL before experiment and 26.57±9.89 d B SPL after sound exposure.Compared with the ABR threshlolds before the exposure，a significant increase was observed in high-level noise exposed group after exposed wind tunnel noise（P＜0.05）.However，the sound-conditioning in advance could reduce the increase of ABR threshold（P＜0.05）.Conclusion High-level wind tunnel noise exposure can result in hearing loss.With appropriate noise condition，sound conditioning could protect against the hearing loss induced by high-level wind tunnel noise exposure.

Wind tunnel noise； Sound conditioning； Auditory brainstem response（ABR）； Hearing loss

10.3969／j.issn.1006-7299.2013.04.015

時間：2013-7-3 16：54

R764.43+3

A

1006-7299（2013）04-0375-04

△ 全軍醫(yī)藥衛(wèi)生科研基金項目（06MA008）資助

1 北京大學解放軍306醫(yī)院教學醫(yī)院（北京 100101）； 2 解放軍306醫(yī)院耳鼻咽喉頭頸外科； 3 中國航天員科研訓練中心作者簡介：余萌，女，重慶人，在讀碩士，研究方向為耳聾機制研究及臨床。

吳瑋（Email：ent306w w＠yahoo.com.cn）

網(wǎng)絡出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20130703.1654.002.html