脈沖噪聲暴露后大鼠頻率特異性聽性腦干反應變化特點及意義*

廖華 郜元坤 華清泉 楊琨 楊仕明 于寧

脈沖噪聲暴露后大鼠頻率特異性聽性腦干反應變化特點及意義*

廖華1郜元坤1華清泉1楊琨1楊仕明2于寧2

目的 探討脈沖噪聲暴露后不同時間大鼠頻率特異性聽性腦干反應變化特點及意義。方法 成年SD大鼠50只分為5組：正常組及脈沖噪聲暴露后3、7、14、28天組，每組10只。脈沖噪聲條件為：平均壓力峰值為156 d B SPL，脈寬0.25 ms，暴露50次，分別于暴露前后對大鼠行ABR檢測，刺激聲為短音（tone pip），頻率范圍為2～32 k Hz。結果 ①正常大鼠2、4、8、16、32 k Hz的平均聽閾分別為68.5±2.67、58.2±2.58、39.3±3.33、37.5±2.95、37.3±3.60 dB SPL；②與脈沖噪聲暴露前相比較，暴露后各組2、4、8、16、32 k Hz ABR閾值均明顯提高，差異有統計學意義（P＜0.05），其中高頻閾移的幅度較低頻閾移幅度大；在暴露后恢復第7天時，各頻率ABR閾值有所恢復，第14天時恢復明顯，第28天時與第14天接近。結論 脈沖噪聲暴露后大鼠頻率特異性聽性腦干反應閾值升高，第7天后開始有所恢復，可為后期進一步研究聽覺中樞可塑性建立穩定有效的急性聲損傷動物模型。

脈沖噪聲； 聽性腦干反應； 大鼠

脈沖噪聲（impulse noise）是由持續時間短和幅度大的不規則脈沖或者噪聲尖峰組成的非穩態噪聲，其持續時間小于1秒，是日常生活中引起爆震性聾的主要原因。有關脈沖噪聲引起的聽力損失在國內外已有相關研究［1，2］，然而其導致聲損傷與許多因素有關，如噪聲強度、脈沖寬度、上升時間、每分鐘重復率、脈沖次數以及是否伴有穩定噪聲和反射噪聲等等［3］。不同條件的脈沖噪聲，所產生的聽力損失程度及其機理有可能不同。本文選用平均壓力峰值級為156 dB SPL、脈寬為0.25 ms的脈沖噪聲，每次脈沖噪聲暴露次數為50次，間隔6 s。通過對脈沖噪聲暴露后大鼠頻率特異性聽性腦干反應（auditory brainstem responses，ABR）的變化進行觀察，初步探討脈沖噪聲所引起大鼠聽功能損傷的特點，并為后期研究聽覺中樞可塑性機制建立穩定有效的急性去傳入損傷動物模型。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 正常成年SD大鼠50只（體重180～200 g），均無噪聲暴露及耳毒性藥物使用史。隨機分為正常對照組及脈沖噪聲暴露后3、7、14、28天組，每組10只。正常對照組動物不接受噪聲暴露。

1.2 脈沖噪聲條件及暴露方法 脈沖噪聲由電火花發生器（上海五角場儀表廠D286型）產生，將清醒狀態下大鼠置于長方形鐵絲籠內，以塑料泡沫固定大鼠頭部，防止其轉頭，將其頭部置于聲源管口水平正前方40 cm處。脈沖噪聲平均壓力峰值級為156 dB SPL，脈寬為0.25 ms。每只豚鼠一次性給予脈沖噪聲50次暴露，每次間隔6 s，每次暴露前應用聲級計（BK2209，丹麥）對該位置處的噪聲強度進行測量并校準。

1.3 聽性腦干反應（ABR）閾值測試 于噪聲暴露前和暴露后相應時間行ABR測試，對照組行一次測試。所有實驗動物腹腔內注射水合氯醛（0.4 ml／ 100 g）麻醉后進行ABR測試。測試在隔聲屏蔽室內進行，隔聲室環境噪聲符合國家標準GB／T16403規定，并采取電磁屏蔽措施，專業地線接地。測試儀器用TDT（美國TDT公司）發聲、放大、檢測、記錄短音誘發的雙側聽性腦干反應。電極設置：顱頂為記錄電極，測試耳垂為參考電極，鼻尖處為地線。單耳給聲刺激，刺激聲選用短音（tone pip，2、4、8、16、32 k Hz），強度20～110 d B SPL，上升／下降時間1 ms，衰減間隔5 d B，疊加1 024次，掃描時間為10 ms，耳罩式耳機距外耳道口1.5 cm。以ABR波Ⅲ剛出現的刺激聲強度為反應閾。

1.4 統計學方法 采用SPSS13.0軟件運用單因素方差分析比較各組間差異。

2 結果

對照組及其余各組脈沖噪聲暴露前后ABR閾值見表1，變化趨勢如圖1所示?？梢?，與對照組及暴露前相比，暴露后各組2、4、8、16、32 k Hz ABR閾值均明顯提高，差異有統計學意義（P＜0.05），其中高頻閾移的幅度較低頻閾移幅度大；暴露后第7天時，各頻率ABR閾值有所恢復，第14天時恢復明顯，第28天時恢復與第14天接近，與暴露前相比，仍存在40～60 dB的閾移。

表1 實驗各組脈沖噪聲暴露前后各頻率ABR閾值（d B SPL，ˉx±s）

圖1 脈沖噪聲暴露前后各組大鼠ABR閾值變化

3 討論

形態學研究表明，強噪聲暴露后耳蝸毛細胞的損傷主要發生于耳蝸的第一和第二回，即對應于高頻區。因此，在噪聲損傷后了解其高頻區的聽力學變化特征十分必要。目前，測試動物模型聽力變化的主要方法是ABR，而國內采用的刺激聲多為短聲（click），亦有少量文獻采用短純音，但最高頻率也僅為8 k Hz［4］。顯然，click聲和8 k Hz并不能真實反映實驗動物（主要為豚鼠和大鼠）的高頻聽力學特征。本實驗通過測試強脈沖噪聲暴露后大鼠頻率特異性ABR的變化，對脈沖噪聲所引起的聽功能損傷，尤其是高頻區（16、32 k Hz）的損傷特點進行了初步探討，目前國內尚未見相關報道。

脈沖噪聲的特點是高強度和短峰間期。脈沖噪聲的峰值越大，暴露時間越長，暴露次數越多，則其導致聲損傷的損害程度越重［5］。Duan等［6］的研究結果顯示，豚鼠在平均壓力峰值為160 dB SPL脈沖噪聲下，暴露400次后1天、恢復1、2及4周后，其各頻率ABR閾值較暴露前均顯著升高，閾移大于40 dB，部分頻率（12.5、16、31.5、40 k Hz）ABR閾值在暴露后恢復的過程中有所降低，在恢復2周后趨于穩定，但與暴露前比較仍有顯著差異。而相同條件噪聲下，暴露次數為50次及100次時，暴露前后豚鼠各頻率反應閾變化無統計學意義。王進等［7］選用壓力峰值為176 d B SPL、脈寬為0.2 ms的脈沖噪聲，每次發射5發，間隔10 s后觀察豚鼠耳蝸形態學及聽功能變化，發現耳蝸病理改變首先出現在底回和第二回，DPOAE中高頻受損嚴重，頻率越高，DPOAE幅值下降越明顯；暴露后20天0.5、0.7、1 k Hz DPOAE幅值處基本恢復至暴露前水平，1.5～8 k Hz幅值較暴露后即刻明顯提高，但仍低于暴露前水平，暴露后40天DPOAE幅值與暴露后20天無明顯改變。

聽覺外周的去傳入損傷會引起聽覺中樞的可塑性變化［8］，目前大多數采用耳蝸毀損的方法建立去傳入損傷的動物模型［9，10］。而本研究所采用的強脈沖噪聲能引起實驗動物急性聽損傷，為建立急性去傳入損傷動物模型的建立提供了新的、簡單易行的方法。結果顯示，與暴露前相比，暴露后各組2、4 k Hz，尤其是8、16、32 k Hz ABR閾值明顯提高，差異有統計學意義（P＜0.05）；其中高頻閾移的幅度較低頻閾移幅度大；在暴露后第7天時，各頻率ABR閾值有所恢復，第14天時恢復明顯，第28天時恢復與第14天接近。說明本研究所采用的脈沖噪聲對大鼠高頻聽功能的影響相對較大，結合耳蝸各回基底膜與感受聲音頻率的對應關系，推測本研究中的脈沖噪聲對耳蝸底回的影響較頂回大，這與王進等［7］的研究結果一致。而在暴露14天組和28天組，各頻率聽閾基本趨于穩定，且仍存在40～60 dB的閾移，為后期聽覺中樞可塑性機制研究中建立穩定有效的急性去傳入損傷動物模型奠定了基礎。

急性聲損傷的發病機制較復雜，其對耳蝸的損傷主要包括機械性損傷和代謝性損傷［1，6］。脈沖噪聲所產生的強大的液體渦流沖擊蝸管，可能首先造成耳蝸基底膜毛細胞的機械性損傷，隨后繼發代謝性損傷。另外，有研究報道，脈沖噪聲還能夠造成耳蝸Corti隧道中傳出神經纖維損傷，從而影響豚鼠的聽功能［2］，其具體機制有待進一步研究。

本研究結果還顯示，正常大鼠低頻反應閾較高頻反應閾高，說明其對高頻刺激聲較為敏感，這可能與大鼠高頻聽力的發育相對于豚鼠更完善有關。在脈沖噪聲暴露后一段時間內，實驗動物聽閾有所恢復這一現象說明可能存在著中樞的可塑性機制。而其具體機制如何，哪些環節起關鍵作用則需要在本模型的基礎上，設計更加完善的實驗來進行研究和驗證。

（致謝：衷心感謝李興啟教授在實驗及文章的撰寫中給與的寶貴意見?。?/p>

1 周義德，李兆基，吳浩，等.強脈沖噪聲對缺鐵大鼠耳蝸的影響［J］.中華航海醫學雜志，1991，1：195.

2 周義德，沈小華，吳皓.強脈沖噪聲暴露對豚鼠耳蝸Corti隧道中傳出神經纖維損傷的定量觀察［J］.中華航海醫學與高氣壓醫學雜志，2000，7：147.

3 Spoendlin H.Histopathology of noise deafness［J］.J Otolaryngol 1985，14：282.

4 程小華，翟所強.噪聲對大鼠聽力損傷及防治可能性的實驗研究［J］.中國臨床康復，2003，7：394.

5 王士禮，江敏，蘇鴻禧.噪聲對耳蝸結構影響研究進展［J］.國外醫學耳鼻咽喉科學分冊，1990，14：333.

6 Duan M，Laurell G，Qiu J，et al.Susceptibility to impulse noise trauma in differentspecies：Guinea pig，rat and mouse［J］.Acta Oto－Laryngologica，2007，128：3，277.

7 王進，柯振武，楊偉炎.豚鼠爆震性聾耳蝸結構與功能的動態變化［J］.西南軍醫，2007，9：3.

8 Moller AR.Symptoms and signs caused by neural plasticity［J］.Neurol Res，2001，23：565.

9 郜元坤，華清泉，廖華，等.大鼠雙側耳蝸毀損后下丘核生長相關蛋白表達研究［J］.聽力學及言語疾病雜志，2010，18：48.

10 李孟，華清泉，廖華，等.雙側耳蝸毀損后大鼠聽皮層突觸素表達的變化［J］.聽力學及言語疾病雜志，2008，16：495.

（2010－09－24收稿）

（本文編輯 周濤）

Effect of ImpuIse Noise on the Frequency－Specific Auditory Brainstem Response in Rat

Liao Hua，Gao Yuankuan，Hua Qingquan，Yang Kun，Yang Shiming，Yu Ning
（Department of OtorhinoIaryngoIogy Head and Neck Surgery，Renmin HospitaI of Wuhan University，Wuhan，430060，China）

Objective To investigate the characteristic changes of frequency－specific auditory brainstem responses（ABRs）after impulse noise exposure in rat.Methods Fifty adult SD rats were divided into 5 groups which were：normal group，3 days post－exposure group，7 days post－exposure group，14 days post－exposure group and 28 days post－exposure group with 10 rats in each group.Impulse noise at 156 dB SPL with 50 pulses（pulse duration was 0.25 ms）was used for the exposure.Tone pips at different frequencies ranging from 2 k Hz to 32 k Hz were used for ABR induction.ABR were detected pre－exposure，3 days，7 days，14 days and 28 days after the exposure，respectively.ResuIts 1.In the normal group，ABR average thresholds at 2，4，8，16，32 k Hz were 68.5± 2.67，58.2±2.58，39.3±3.33，37.5±2.95 and 37.3±3.6 d B SPL，respectively.2.Comparing to those of pre－exposure，ABR thresholds at different frequencies in all exposed groups significantly elevated（P＜0.05）with a recovery at day 7 post－exposure and an obvious recovery at day 14，however there were no further recovery after day 14 post－exposure.ConcIusion ABRs stimulated by frequency－specific tone pip could reflect the auditory characteristic changes after impulse noise exposure in rat，thus providing an effective animal model for acute acoustic trauma.

Impulse noise； Auditory brain stem response； Rat

10.3969／j.issn.1006－7299.2011.01.017

R764.04

A

1006－7299（2011）01－0056－03

* 國家自然科學基金面上項目（30772397）資助

1 武漢大學人民醫院耳鼻咽喉－頭頸外科（武漢 430060）；

2 解放軍總醫院耳鼻咽喉－頭頸外科

廖華（Email：liaohuadoctor＠163.com）； 楊仕明（Email：yangsm301＠263.net）