噪声习服对听觉系统影响的研究进展

许靓 综述 高下 审校

随着现代工业生产的不断发展，噪声污染已经成为世界七大公害之首。噪声对人体的各系统均有不同程度的影响，主要包括听觉、视觉、神经、内分泌、生殖、心血管系统等[1,2]，可表现为噪声性听力损失(noise-induced hearing loss，NIHL)、视觉敏感度下降、大脑皮层兴奋和抑制失调、内分泌激素失调、生殖能力降低、高血压等。但同时又发现适量的噪声对耳蜗能起到“韧化”作用，对听觉系统存在一定的保护效应。早在20世纪60年代，Miller等[3]就在猫身上发现了该现象，但当时并未引起重视，直到1987年才再次引起人们的关注。此后Canlon等[4]证明预先长期暴露于中等强度的噪声，可以减少强声暴露所引起的听觉敏感性的下降。至此，噪声习服(sound conditioning)的概念基本成型。

1 噪声习服的概念及其保护效应

1.1概念 噪声习服的定义为实验对象反复暴露于一定强度的噪声后，其听觉系统所发生的相应的适应性反应[5]。而这种反应能够保护听觉系统，减轻随后强噪声暴露对其的损伤。

1.2噪声习服保护作用的时效性 实验发现，如果在习服噪声暴露后立即将动物再暴露于强噪声中，听觉系统并未表现出保护作用，而只有在习服噪声暴露后5～7天才表现出对强噪声损伤的保护作用，故认为习服噪声的保护作用在5～7天后显现[6]。田传胜等[7]发现，对照组动物在强噪声刺激后，ABR反应阈阈移值由大逐渐变小，而实验组动物经过习服噪声暴露保护，在随后的强噪声刺激中，ABR反应阈阈移值由小逐渐变大，但最终实验组残余听功能仍好于对照组，说明随着时间的推移和噪声的影响，已经产生的噪声习服保护效应会逐渐减低。噪声习服保护效应的持续时间随刺激方式不同而不同，至今，所报道的保护效应最长时间约为2个月[8]。

1.3噪声习服对除噪声以外损伤的保护效应 研究还发现，噪声习服不但对其后的强噪声暴露对听觉系统有保护作用，对庆大霉素致聋的耳蜗同样有保护作用[9]，该实验中，对沙土鼠注射庆大霉素导致其内外毛细胞和前庭终器感觉、支持细胞均有不同程度的损伤，预先噪声习服保护可显著减轻此损伤。

2 噪声习服产生的条件

如果用于产生习服效应的噪声强度过大，噪声会直接损害听觉系统，从而产生不可恢复的永久性阈移(permanent threshold shift，PTS)，甚至噪声性聋；强度过小，则未必能产生有效的习服效应。因此，习服噪声声学参数有一定的范围，并需满足一定的条件。

2.1习服噪声的类型 早在1988年Canlon等[4]使用1 kHz纯音作为刺激声，Campo等[10]改进为中心频率为0.5 kHz的窄带倍频噪声，更接近工业环境噪声，而Yamasoba等[11]则使用2～20 kHz范围的噪声，目前国内外大多使用不同频率的窄带倍频噪声作为习服噪声源。

2.2习服噪声的频率 用不同频率的声音进行习服刺激，可对不同频谱的噪声产生保护作用，甚至保护作用的持续时间也不同。

噪声对于耳蜗的影响存在频率特性。一般认为低频噪声易引起毛细胞的广泛损害，高频噪声则引起较窄的频率特异性损失[12]。Price[13]的实验结果表明，猫在暴露于窄谱脉冲噪声后，听敏度降低的特点与脉冲噪声的频率有关，给予脉冲频率和低于它的邻近频率出现的阈移最大。脉冲强度为135 dB时，给予1 kHz频率的脉冲噪声，最大阈移出现在1、0.5 kHz；给予5 kHz频率的脉冲噪声，最大阈移出现在5、3 kHz；给予10 kHz频率的脉冲噪声，最大阈移则出现在10和7 kHz。

噪声习服的保护作用与习服噪声的频率相关。Subramaniam等[14，15]观察了某一频率的习服噪声暴露后，习服效应主要发生在暴露频率和高于暴露频率1或1.5个倍频程的频段处，对其他频率没有保护作用；同样声强不同频率的噪声，高频噪声习服作用产生比较快，而持续时间短。

2.3习服噪声的强度 习服效应的产生不仅和频率相关，更依赖于暴露的强度。当习服噪声强度过小时，习服效应不能有效产生；达到一定强度，则可产生相应的习服效应，且随着刺激强度的增大，所保护的频率范围也越宽；但当刺激强度过大，超过100 dB SPL时，则可能一次暴露便造成明显的听力阈移或永久性听损伤。目前，实验动物的习服噪声强度大多在85～100 dB SPL之间，该强度范围被认为是产生噪声习服效应的最佳强度[16]。

2.4噪声习服刺激的方式 目前国内外普遍采用的噪声习服刺激方式有两种：①低强度、无损伤的连续性噪声暴露(全天连续24小时，持续数天)；②间歇性噪声暴露(6小时/天，反复持续数天)。Skellett等[17]发现，等能量的习服噪声连续性暴露组的耳蜗损伤更明显，间歇性暴露组保护效应更强。White等[18]发现，连续性暴露使暂时性阈移(temporary threshold shift，TTS)、PTS减小，并且毛细胞出现损失，而间断性暴露只使TTS减小，PTS改变很小，故认为间歇性噪声习服暴露对听力能起到更好的保护作用。Subramaniam等[19，20]研究发现，间歇性噪声习服暴露要5天才能使所有的受试对象产生习服效应，且10天时保护效应最大。

可见，噪声习服保护作用的产生与其声学参数有直接关系，但同时研究者也发现，由于保护效应的产生受物种差别、听敏度、个体等影响较大，使得各实验研究的结果不尽相同[21]。

3 噪声习服效应产生的机制

3.1毛细胞的适应性改变 Dallos等[22]通过实验观察，发现噪声习服暴露后，耳蜗外毛细胞的主动能动性提高。噪声习服可使得持续强噪声损伤后豚鼠DPOAE发生适应性改变[23]。Zou等[24]发现，噪声习服暴露后，毛细胞中钙调蛋白、F-acting、HSP70荧光信号均增强，提示噪声习服对毛细胞的保护作用是通过增加细胞骨架蛋白，同时毛细胞通过释放噪声损伤所致的细胞内超载的钙离子来实现的。

3.2听觉传出系统的调控 有研究显示[25]，给对侧耳同频率低强度的噪声刺激，可对同侧耳产生保护作用。故推测噪声习服效应产生的原因之一可能与耳蜗橄榄束(olivocochlear bundle，OCB)活动增强有关。但也有研究[26]认为低频噪声习服暴露对OCB系统并不起作用，而只有高频习服噪声暴露有一定作用。噪声习服对于听觉传出系统的作用目前尚不十分清楚，还有待于进一步研究。

研究证实，声刺激可使下丘的谷氨酸释放增多，先期给予习服噪声刺激，可预先消耗部分谷氨酸，使其含量降低，当再次暴露于强噪声时，可减轻谷氨酸过度释放所致的兴奋性毒性作用，使听觉功能受到保护[27]。Niu等[28]发现噪声习服可使外侧传出系统中酪氨酸羟化酶免疫反应上调，从而达到保护听觉系统的作用。

3.3噪声习服激活下丘脑-垂体-肾上腺轴 研究发现，噪声创伤可导致耳蜗螺旋神经节神经元糖皮质激素受体下调，而噪声习服能阻止这种下调，并增强其受体活性。噪声习服通过刺激机体下丘脑-垂体-肾上腺轴，即HPA，使血浆皮质酮增高，从而使耳蜗糖皮质激素受体、下丘脑视旁核表达数量上调[29]。可见，噪声习服可能通过上调类固醇受体辅活化子-1(steroid receptor coactivator-1，SRC-1)表达，提高糖皮质激素水平，从而对听觉系统发挥保护作用。

3.4氧化应激作用 缺血缺氧后再灌注被认为是急性噪声性损伤致内耳细胞损伤的重要原因之一[30]，再灌注过程中产生大量氧自由基引发毛细胞死亡、听神经末稍肿胀及功能障碍，最终导致听力严重下降。噪声习服可提高内耳抗氧化酶水平，使得细胞氧中毒情况减轻，从而达到保护听功能的作用[31]。

Jacono等[32]发现，噪声习服增加了耳蜗内源性抗氧化酶的水平，如谷胱甘肽还原酶、γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶、过氧化氢酶等。而强噪声刺激则会破坏内源性抗氧化酶系统[33]。谷胱甘肽作为一种抗氧化剂、自由基清除剂，能够阻断活性氧自由基对机体的进一步损伤，故保护或增强谷胱甘肽系统的介质，能对噪声性听力损失有一定的保护作用。

4 展望

目前已发现，猫、灰鼠、豚鼠、兔、沙土鼠、大鼠以及人类的听觉系统均存在明显的噪声习服现象[34]，习服效应的规律和机制也不断被发现。目前证实[21]，习服效应可以通过多种途径发挥保护作用，可能是多种因素共同作用的结果。但目前对于这些机制还没有定论，希望通过进一步研究，能加深对其的了解，从而更好地利用噪声习服效应，增强噪声暴露人群抵抗噪声危害的潜在能力，减轻噪声引起的听觉损伤。

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