噪聲習服對聽覺系統影響的研究進展

許靚 綜述 高下 審校

隨著現代工業生產的不斷發展，噪聲污染已經成為世界七大公害之首。噪聲對人體的各系統均有不同程度的影響，主要包括聽覺、視覺、神經、內分泌、生殖、心血管系統等[1,2]，可表現為噪聲性聽力損失(noise-induced hearing loss，NIHL)、視覺敏感度下降、大腦皮層興奮和抑制失調、內分泌激素失調、生殖能力降低、高血壓等。但同時又發現適量的噪聲對耳蝸能起到“韌化”作用，對聽覺系統存在一定的保護效應。早在20世紀60年代，Miller等[3]就在貓身上發現了該現象，但當時并未引起重視，直到1987年才再次引起人們的關注。此后Canlon等[4]證明預先長期暴露于中等強度的噪聲，可以減少強聲暴露所引起的聽覺敏感性的下降。至此，噪聲習服(sound conditioning)的概念基本成型。

1 噪聲習服的概念及其保護效應

1.1概念 噪聲習服的定義為實驗對象反復暴露于一定強度的噪聲后，其聽覺系統所發生的相應的適應性反應[5]。而這種反應能夠保護聽覺系統，減輕隨后強噪聲暴露對其的損傷。

1.2噪聲習服保護作用的時效性 實驗發現，如果在習服噪聲暴露后立即將動物再暴露于強噪聲中，聽覺系統并未表現出保護作用，而只有在習服噪聲暴露后5～7天才表現出對強噪聲損傷的保護作用，故認為習服噪聲的保護作用在5～7天后顯現[6]。田傳勝等[7]發現，對照組動物在強噪聲刺激后，ABR反應閾閾移值由大逐漸變小，而實驗組動物經過習服噪聲暴露保護，在隨后的強噪聲刺激中，ABR反應閾閾移值由小逐漸變大，但最終實驗組殘余聽功能仍好于對照組，說明隨著時間的推移和噪聲的影響，已經產生的噪聲習服保護效應會逐漸減低。噪聲習服保護效應的持續時間隨刺激方式不同而不同，至今，所報道的保護效應最長時間約為2個月[8]。

1.3噪聲習服對除噪聲以外損傷的保護效應 研究還發現，噪聲習服不但對其后的強噪聲暴露對聽覺系統有保護作用，對慶大霉素致聾的耳蝸同樣有保護作用[9]，該實驗中，對沙土鼠注射慶大霉素導致其內外毛細胞和前庭終器感覺、支持細胞均有不同程度的損傷，預先噪聲習服保護可顯著減輕此損傷。

2 噪聲習服產生的條件

如果用于產生習服效應的噪聲強度過大，噪聲會直接損害聽覺系統，從而產生不可恢復的永久性閾移(permanent threshold shift，PTS)，甚至噪聲性聾；強度過小，則未必能產生有效的習服效應。因此，習服噪聲聲學參數有一定的范圍，并需滿足一定的條件。

2.1習服噪聲的類型 早在1988年Canlon等[4]使用1 kHz純音作為刺激聲，Campo等[10]改進為中心頻率為0.5 kHz的窄帶倍頻噪聲，更接近工業環境噪聲，而Yamasoba等[11]則使用2～20 kHz范圍的噪聲，目前國內外大多使用不同頻率的窄帶倍頻噪聲作為習服噪聲源。

2.2習服噪聲的頻率 用不同頻率的聲音進行習服刺激，可對不同頻譜的噪聲產生保護作用，甚至保護作用的持續時間也不同。

噪聲對于耳蝸的影響存在頻率特性。一般認為低頻噪聲易引起毛細胞的廣泛損害，高頻噪聲則引起較窄的頻率特異性損失[12]。Price[13]的實驗結果表明，貓在暴露于窄譜脈沖噪聲后，聽敏度降低的特點與脈沖噪聲的頻率有關，給予脈沖頻率和低于它的鄰近頻率出現的閾移最大。脈沖強度為135 dB時，給予1 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移出現在1、0.5 kHz；給予5 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移出現在5、3 kHz；給予10 kHz頻率的脈沖噪聲，最大閾移則出現在10和7 kHz。

噪聲習服的保護作用與習服噪聲的頻率相關。Subramaniam等[14，15]觀察了某一頻率的習服噪聲暴露后，習服效應主要發生在暴露頻率和高于暴露頻率1或1.5個倍頻程的頻段處，對其他頻率沒有保護作用；同樣聲強不同頻率的噪聲，高頻噪聲習服作用產生比較快，而持續時間短。

2.3習服噪聲的強度 習服效應的產生不僅和頻率相關，更依賴于暴露的強度。當習服噪聲強度過小時，習服效應不能有效產生；達到一定強度，則可產生相應的習服效應，且隨著刺激強度的增大，所保護的頻率范圍也越寬；但當刺激強度過大，超過100 dB SPL時，則可能一次暴露便造成明顯的聽力閾移或永久性聽損傷。目前，實驗動物的習服噪聲強度大多在85～100 dB SPL之間，該強度范圍被認為是產生噪聲習服效應的最佳強度[16]。

2.4噪聲習服刺激的方式 目前國內外普遍采用的噪聲習服刺激方式有兩種：①低強度、無損傷的連續性噪聲暴露(全天連續24小時，持續數天)；②間歇性噪聲暴露(6小時/天，反復持續數天)。Skellett等[17]發現，等能量的習服噪聲連續性暴露組的耳蝸損傷更明顯，間歇性暴露組保護效應更強。White等[18]發現，連續性暴露使暫時性閾移(temporary threshold shift，TTS)、PTS減小，并且毛細胞出現損失，而間斷性暴露只使TTS減小，PTS改變很小，故認為間歇性噪聲習服暴露對聽力能起到更好的保護作用。Subramaniam等[19，20]研究發現，間歇性噪聲習服暴露要5天才能使所有的受試對象產生習服效應，且10天時保護效應最大。

可見，噪聲習服保護作用的產生與其聲學參數有直接關系，但同時研究者也發現，由于保護效應的產生受物種差別、聽敏度、個體等影響較大，使得各實驗研究的結果不盡相同[21]。

3 噪聲習服效應產生的機制

3.1毛細胞的適應性改變 Dallos等[22]通過實驗觀察，發現噪聲習服暴露后，耳蝸外毛細胞的主動能動性提高。噪聲習服可使得持續強噪聲損傷后豚鼠DPOAE發生適應性改變[23]。Zou等[24]發現，噪聲習服暴露后，毛細胞中鈣調蛋白、F-acting、HSP70熒光信號均增強，提示噪聲習服對毛細胞的保護作用是通過增加細胞骨架蛋白，同時毛細胞通過釋放噪聲損傷所致的細胞內超載的鈣離子來實現的。

3.2聽覺傳出系統的調控 有研究顯示[25]，給對側耳同頻率低強度的噪聲刺激，可對同側耳產生保護作用。故推測噪聲習服效應產生的原因之一可能與耳蝸橄欖束(olivocochlear bundle，OCB)活動增強有關。但也有研究[26]認為低頻噪聲習服暴露對OCB系統并不起作用，而只有高頻習服噪聲暴露有一定作用。噪聲習服對于聽覺傳出系統的作用目前尚不十分清楚，還有待于進一步研究。

研究證實，聲刺激可使下丘的谷氨酸釋放增多，先期給予習服噪聲刺激，可預先消耗部分谷氨酸，使其含量降低，當再次暴露于強噪聲時，可減輕谷氨酸過度釋放所致的興奮性毒性作用，使聽覺功能受到保護[27]。Niu等[28]發現噪聲習服可使外側傳出系統中酪氨酸羥化酶免疫反應上調，從而達到保護聽覺系統的作用。

3.3噪聲習服激活下丘腦-垂體-腎上腺軸 研究發現，噪聲創傷可導致耳蝸螺旋神經節神經元糖皮質激素受體下調，而噪聲習服能阻止這種下調，并增強其受體活性。噪聲習服通過刺激機體下丘腦-垂體-腎上腺軸，即HPA，使血漿皮質酮增高，從而使耳蝸糖皮質激素受體、下丘腦視旁核表達數量上調[29]。可見，噪聲習服可能通過上調類固醇受體輔活化子-1(steroid receptor coactivator-1，SRC-1)表達，提高糖皮質激素水平，從而對聽覺系統發揮保護作用。

3.4氧化應激作用 缺血缺氧后再灌注被認為是急性噪聲性損傷致內耳細胞損傷的重要原因之一[30]，再灌注過程中產生大量氧自由基引發毛細胞死亡、聽神經末稍腫脹及功能障礙，最終導致聽力嚴重下降。噪聲習服可提高內耳抗氧化酶水平，使得細胞氧中毒情況減輕，從而達到保護聽功能的作用[31]。

Jacono等[32]發現，噪聲習服增加了耳蝸內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、過氧化氫酶等。而強噪聲刺激則會破壞內源性抗氧化酶系統[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機體的進一步損傷，故保護或增強谷胱甘肽系統的介質，能對噪聲性聽力損失有一定的保護作用。

4 展望

目前已發現，貓、灰鼠、豚鼠、兔、沙土鼠、大鼠以及人類的聽覺系統均存在明顯的噪聲習服現象[34]，習服效應的規律和機制也不斷被發現。目前證實[21]，習服效應可以通過多種途徑發揮保護作用，可能是多種因素共同作用的結果。但目前對于這些機制還沒有定論，希望通過進一步研究，能加深對其的了解，從而更好地利用噪聲習服效應，增強噪聲暴露人群抵抗噪聲危害的潛在能力，減輕噪聲引起的聽覺損傷。

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