噪声习服对风洞噪声致听觉损伤的保护作用△

余萌 吴玮 韩浩伦 王方园 屈昌北 王刚 王鸿南 李保卫 孟令照 王普杰 虞学军 吴大蔚 牛聪敏 刘钢

噪声习服对风洞噪声致听觉损伤的保护作用△

余萌1吴玮1韩浩伦2王方园2屈昌北2王刚2王鸿南2李保卫2孟令照2王普杰2虞学军3吴大蔚3牛聪敏3刘钢3

目的探讨噪声习服对风洞噪声致听觉损伤的保护作用。方法 取健康成年豚鼠100只，随机分为噪声习服后暴露组（A组）和直接暴露组（B组）各50只。A组动物先连续七天暴露于习服噪声后再连续七天暴露于模拟强风洞噪声，B组直接暴露于模拟强风洞噪声7天。分别于实验前、习服噪声暴露后、模拟强风洞噪声暴露后检测各组豚鼠ABR反应阈。结果 A组实验前、习服后、强风洞噪声暴露后ABR反应阈分别为13.45±4.96、20.41±8.22、28.58±10.19 dB SPL，B组实验前、强风洞噪声暴露后ABR反应阈分别为：14.88±4.47、26.57± 9.89 d B SPL。强风洞噪声暴露后A组豚鼠ABR反应阈阈移（8.18±7.96 d B）小于B组（11.69±10.92 d B）（P＜0.05）。结论 习服噪声和强风洞噪声暴露均可引起听力损失，但噪声习服可对其后强风洞噪声暴露导致的听力损伤有一定的保护作用。

风洞噪声； 噪声习服； 听性脑干反应； 听力损失

目前对于普通工业噪声及窄带稳态噪声对机体的听觉损伤及噪声习服的保护作用已经有一定的研究［1～3］。风洞噪声是广泛存在于航空航天试验中的噪声，随着航空航天事业的发展，风洞噪声作为该行业中最常见的职业危害因素逐渐引起人们的关注。国内有学者研究发现风洞噪声可引起豚鼠听功能的损伤，引起凋亡标志物Caspase-3在内耳的表达［4］，并发现雌激素对风洞噪声引起的豚鼠和小鼠听力损失具有一定的保护作用［5，6］，但缺乏关于噪声习服对风洞噪声致听损伤的保护作用的研究。本研究拟通过观察噪声习服后暴露和直接暴露于风洞噪声环境下豚鼠听功能的变化，观察噪声习服对风洞噪声致听觉损伤的保护作用。

1 材料与方法

1.1 实验动物及分组 选取健康白色红目豚鼠100只，雌雄不限，体重200～300 g（由北京市海淀区兴隆实验动物养殖场提供），耳廓反射灵敏、鼓膜标志清晰，动物在实验前常规饲养3天，随机分为噪声习服后暴露组（A组）和直接暴露组（B组），每组各50只。

1.2 噪声暴露方法 A组豚鼠先连续7天暴露于习服噪声后，不休息，再连续7天暴露于强风洞噪声；B组豚鼠直接连续7天暴露于强风洞噪声。通过风洞现场采集相关数据，由中国航天员中心声学实验室实施风洞模拟噪声环境。稳态噪声由白噪声信号发生器（UZ-3）产生，经均衡器（MEQ）、功率放大器（PA-1000）传到扬声器（YZ20-7），扬声器放置于豚鼠笼前，模拟风洞噪声暴露环境，暴露前信号发生器、功率放大器及扬声器开机预热0.5小时。

习服暴露噪声为90.0±2.0 dB SPL的模拟风洞噪声，每日连续暴露4小时。强风洞噪声为103.0± 2.0 dB SPL的模拟风洞噪声（模拟风洞作业时长），为间断性暴露，每次连续暴露0.5小时后间断0.5小时，每日共暴露8小时。习服噪声和强风洞噪声频谱相同。应用BK2250手持式分析仪测量噪声强度，每小时监测1次。

1.3 ABR测试 A组在实验前、习服噪声暴露结束后当天及强风洞噪声暴露结束后当天进行ABR测试；B组在实验前和强风洞噪声暴露结束后当天进行ABR测试。豚鼠给予盐酸氯胺酮（60 mg／kg）和盐酸赛拉嗪（4 mg／kg）肌肉注射麻醉后，应用脑干诱发电位仪（MEDSEN）在隔声静电屏蔽室内检测短声诱发的双耳ABR反应阈，滤波带宽80～3 000 Hz，叠加次数1 024次，扫描时间10 ms。记录电极置于前额正中皮下，参考电极置于对侧耳后乳突区皮下，接地电极置于鼻尖。从高声强开始，依次20、10、5 dB逐渐衰减，以能诱发出可辨图形的波III的最低强度为反应阈，在阈值强度重复检测1次。测试过程中保持环境温度在38℃左右。两次ABR反应阈之差即为豚鼠的暂时性阈移（temporary hearing loss，TTS）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0统计软件对两组ABR反应阈及TTS比较进行独立样本t检验和配对t检验，P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

实验过程中，两组动物的体重增长差异无统计学意义。A组噪声习服后ABR反应阈波动在5～ 30 dB SPL，强风洞噪声暴露后ABR反应阈为10～45 d B SPL；B组强风洞噪声暴露后ABR反应阈波动在20～55 d B SPL，两组豚鼠实验前后ABR反应阈及TTS值见表1。实验前及强风洞噪声暴露后，两组动物的ABR反应阈差异无统计学意义（P＞0.05），但强风洞噪声暴露前后，A组和B组之间ABR阈移差异有统计学意义（P＝0.021）。

表1 两组动物实验前后ABR阈值（d B SPL）及TTS值（dB）比较（x¯±s）

3 讨论

风洞是能人工产生和控制气流、模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它在航空、航天领域中起着重要作用。风洞启动、运转过程中产生的噪声高达120 dB左右，对人体健康危害严重［7］，其特点是既有高频噪声又有低频噪声，既有脉冲噪声又有持续噪声。本课题组对136个风洞试验噪声作业场所多次监测结果得出，其中85～90 dB A的32个（23.5%）、91～99 d B A的53个（39.0%）、99 dB A以上的51个（37.5%）噪声最大值可以达到138 dB A。本研究模拟的风洞噪声为压缩机机械动力噪声，分布于不同类型风洞中，是风洞试验中暴露最普遍的噪声点之一。因此，对此类噪声环境危害的研究具有重要意义。

以往研究表明，85 dB以上的噪声可引起明显的听力阈移，其损伤集中于耳蜗毛细胞，引起感音神经性听力损失［8］。本实验结果发现，强噪声暴露后A、B两组豚鼠ABR反应阈显著增高，A组豚鼠噪声习服后ABR反应阈也有所增高，说明无论是高强度模拟风洞噪声还是中等强度习服噪声，均对豚鼠听功能有一定程度的损害。本研究还发现无论噪声习服后还是强风洞噪声暴露后各组内豚鼠ABR阈值也存在一定差异，说明豚鼠个体间对噪声性听力损伤的易感性存在明显差异。Taylor等［9］进行人群研究结果表明，相同的噪声在不同个体所引起的听力损失程度有很大差别，提示噪声性听力损失存在明显的个体差异。由于噪声性听力损失的易感性与多种体内、体外因素［10，11］及多种噪声易感基因有关［12，13］，本实验中豚鼠噪声习服后部分豚鼠听力损失较重可能为上述原因引起的个体易感性不同造成。

以往实验观察到，事先给予较低强度噪声适应后，动物会对更高强度的噪声产生耐受性，从而减轻对听力系统的损伤程度，这种效应被称为噪声习服或适应（sound conditioning）［14］。自20世纪60年代，Miller等［15］在猫身上发现了噪声习服现象的存在，此后栗鼠及其他动物实验研究也证明了噪声习服现象［16，17］。目前研究认为，习服效应的大小与习服刺激的声学参数（包括强度和频谱）、适应性噪声暴露的方式和时间密切相关。目前，实验动物的习服噪声暴露强度大多在85～100 dB较窄的范围内，强度越大，所保护的频率范围越宽，但强度大于100 d B的噪声本身会产生明显的TTS和永久性听损伤［18］。适应性噪声暴露的频率不同，所保护的频谱范围也不同，保护作用所持续的时间也不同。Subramaniam等［19，20］发现习服效应主要发生在暴露频率和高于暴露频率1或1.5倍频程的频段处，对其他频率没有保护作用，并发现低频习服噪声暴露对高频噪声暴露不产生保护作用。对暴露时间的研究表明，间断性噪声习服（暴露6 h，休息8 h）能对受试对象产生习服的时间是5～10 d［19，21］；对不同暴露方式的研究发现，噪声习服对强噪声性听力损失的保护效应必须使用合适声学参数的习服噪声才能获得［22，23］。本实验结果显示，A组实验动物在强风洞噪声暴露前后ABR阈移较B组明显减少，说明事先给予90.0±2.0 dB SPL强度模拟风洞噪声习服，对高强度模拟风洞噪声（103.0±2.0 dB SPL）造成的听力损失具有一定的保护作用，与其他窄带稳态噪声习服相关研究结果一致。目前认为这种噪声习服现象可通过多种途径对听力发挥保护作用，可能是多因素共同作用的结果［24］：①毛细胞的主动活动，外毛细胞可能起着获得高强度的适应性以及控制基底膜阻尼声特性的作用［25～27］；②耳蜗应激蛋白［28，29］和抗氧化酶［30］合成或合成增加；③听觉系统对习服性噪声暴露有一定的可塑性，从而改变毛细胞的易感性［31］；④内侧耳蜗传出神经系统的活化［32，33］；⑤中耳肌对低频声（主频率在300 Hz以下）有衰减；⑥耳蜗新陈代谢［34］。国外有学者发现声习服可激活下丘脑-垂体-肾上腺素轴，从而对噪声性听力损失起到保护作用［35］。

综上所述，风洞噪声对豚鼠听功能有一定的损伤，而事先噪声习服对强风洞噪声引起的听损伤有一定程度的保护作用，但这种保护作用在不同个体间差异较大，其机制尚需进一步研究。

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（2012-12-26收稿）

（本文编辑 周涛）

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

时间：2013-7-3 16：54

R764.43+3

A

1006-7299（2013）04-0375-04

△ 全军医药卫生科研基金项目（06MA008）资助

1 北京大学解放军306医院教学医院（北京 100101）； 2 解放军306医院耳鼻咽喉头颈外科； 3 中国航天员科研训练中心作者简介：余萌，女，重庆人，在读硕士，研究方向为耳聋机制研究及临床。

吴玮（Email：ent306w w＠yahoo.com.cn）

网络出版地址：http：／／www.cnki.net／kcms／detail／42.1391.R.20130703.1654.002.html