強(qiáng)噪聲暴露后不同持續(xù)時(shí)間中等水平噪聲暴露對(duì)豚鼠聽力的保護(hù)作用研究

王曉花，章建程，王艷軍，周宏元，徐靈活，胡家慶

近年來，隨著艦船武器裝備的發(fā)展，艦船噸位、航速以及動(dòng)力裝置馬力的不斷提高，艦船噪聲污染日趨嚴(yán)重，成為艦艇艙室的主要環(huán)境有害因素。噪聲對(duì)艇員的影響日益受到關(guān)注，成為航海醫(yī)學(xué)研究的重要課題之一。研究證明，采用適宜參數(shù)的前噪聲暴露，可對(duì)其后強(qiáng)噪聲暴露引起的聽力損失產(chǎn)生保護(hù)作用[1]，可能機(jī)制為噪聲前暴露可減少其后強(qiáng)噪聲暴露引起的毛細(xì)胞缺失?；儺a(chǎn)物耳聲發(fā)射(DPOAE)檢測(cè)，具有頻率特性客觀、快速、無創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)，是聽力篩選及早期耳蝸功能改變檢測(cè)的有效方法。氧化損傷作為噪聲性聽覺損傷的主要機(jī)制之一已得到大量研究證實(shí)，本研究觀察強(qiáng)噪聲暴露后，不同聲環(huán)境條件下豚鼠DPOAE幅值的變化及總一氧化氮合酶(TNOS)活力，探討強(qiáng)噪聲暴露后不同聲環(huán)境對(duì)豚鼠噪聲性聽覺損傷恢復(fù)的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 30只雄性健康白化種紅目豚鼠(海軍醫(yī)學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供)，耳廓反應(yīng)靈敏，體重280～320g，鼠齡4個(gè)月。豚鼠飼養(yǎng)于海軍醫(yī)學(xué)研究所實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心，自由飲水?dāng)z食，飼養(yǎng)環(huán)境溫度22±3℃，環(huán)境噪聲＜50dB。

1.2 分組及噪聲暴露 豚鼠隨機(jī)均分為5組，每組6只：A組[110 decibels sound pressure level(dB SPL)白噪聲4h后繼續(xù)84dB SPL噪聲暴露4h]；B組(110dB SPL白噪聲4h后繼續(xù)84dB SPL噪聲暴露8h)；C組(110dB SPL白噪聲4h后繼續(xù)84dB SPL噪聲暴露24h)；D組(僅110dB SPL白噪聲4h)；E組(空白對(duì)照組，無噪聲暴露)。噪聲暴露在專門的噪聲暴露室內(nèi)進(jìn)行，豚鼠單籠放置。聲源采用Sine Random Generator(型號(hào)1207，丹麥BK公司)，功率放大器采用Power amplifier(型號(hào)FJG500-1c)。暴露室中央和四角噪聲水平均勻(±1dB)。

1.3 DPOAE測(cè)試 DPOAE測(cè)試儀器為美國IHS系統(tǒng)，豚鼠用1%戊巴比妥鈉38mg/kg腹腔注射麻醉。A、B、C和D組豚鼠分別在噪聲暴露前1d進(jìn)行第1次DPOAE測(cè)定，噪聲暴露停止后1d進(jìn)行第2次DPOAE測(cè)定，噪聲暴露停止后7d進(jìn)行第3次DPOAE測(cè)定；E組豚鼠在相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)行DPOAE測(cè)試。測(cè)試參數(shù)設(shè)置：L1=L2=65dB SPL，f2/f1=1.22。DPOAE聽力圖取455、641、905、1281、1810、2563、3619、5121、7243共9個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，數(shù)據(jù)分析以頻率f1為準(zhǔn)。

1.4 血生化指標(biāo)測(cè)定 豚鼠上述指標(biāo)測(cè)試完畢后，即刻取血分離約0.5ml血漿樣品凍存。利用超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)和一氧化氮合酶(NOS)等相應(yīng)試劑盒測(cè)試SOD活力、MDA含量和NOS活力。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 各組指標(biāo)數(shù)據(jù)以Excel建庫，采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 噪聲暴露前1d 5組9個(gè)頻率點(diǎn)DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.1 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 1 day before noise exposure in 5 groups ±s, n=6)

表1 噪聲暴露前1d 5組9個(gè)頻率點(diǎn)DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.1 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 1 day before noise exposure in 5 groups ±s, n=6)

Group Frequency points(Hz)455 641 905 1281 1810 2563 3619 5121 7243 A 3.67±4.32 0.33±6.92 4.83±9.97 10.00±9.57 3.67±9.61 1.17±6.65 –4.83±5.83 3.00±10.26 16.17±15.55 B –5.00±6.40 –11.4±15.1 0.40±10.92 2.00±11.77 6.20±9.04 1.40±10.74 –2.60±12.50 6.80±14.29 20.40±8.79 C 2.50±6.09 4.17±5.19 8.17±8.98 6.67±12.16 1.50±11.95 –1.83±10.36 –5.83±12.11 6.83±12.54 22.00±9.67 D –4.67±10.7 0.00±10.79 4.17±5.19 7.17±14.55 2.50±11.78 –2.33±10.52 –2.17±9.60 5.16±13.82 20.17±14.80 E –2.50±7.61 –2.0±12.13 7.00±9.96 10.83±5.11 8.17±6.58 1.33±4.63 –3.00±8.83 5.83±11.94 25.17±6.65

2 結(jié) 果

2.1 噪聲暴露前1d各組豚鼠DPOAE幅值變化 噪聲暴露前1d，5組豚鼠9個(gè)頻率點(diǎn)的DPOAE幅值間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.2 噪聲暴露后1d各組豚鼠DPOAE幅值變化 噪聲暴露后1d，與E組相比，D組1281、2563、3619、5121和7243Hz頻率點(diǎn)的DPOAE幅值降低(P＜0.05)，表明豚鼠聽力受損；C組與D組相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，表明84dB、24h噪聲環(huán)境對(duì)強(qiáng)噪聲暴露后的聽力損害無保護(hù)作用。與D組相比，A組1810Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值升高(P＜0.05)，而在其他頻率點(diǎn)，A組DPOAE幅值僅有升高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明A組中強(qiáng)噪聲暴露后的聲環(huán)境對(duì)聽力損失的恢復(fù)可能有一定的促進(jìn)作用。與D組相比，B組1810、5121Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值升高(P＜0.05)，而在其他頻率點(diǎn)，B組DPOAE幅值僅有升高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明B組中強(qiáng)噪聲暴露后的聲環(huán)境對(duì)聽力損失的恢復(fù)也可能有一定促進(jìn)作用(表2)。

2.3 噪聲暴露后7d各組豚鼠DPOAE幅值變化 噪聲暴露后7d，與E組相比，D組1281、1810Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值升高(P＜0.05)，5121、7243Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值降低(P＜0.05)，表明噪聲暴露7d后，低頻聽力有部分恢復(fù)，高頻聽力損失仍然存在。而C組與D組相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，表明C組中強(qiáng)噪聲暴露后的聲環(huán)境無保護(hù)作用。與D組相比，A組5121Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值升高(P＜0.05)，而在641、1281、2563、3619、5121、7243Hz頻率點(diǎn)，DPOAE幅值僅有升高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與D組相比，B組5121Hz頻率點(diǎn)DPOAE幅值升高(P＜0.05)，而在455、641、905、2563、3619、5121、7243Hz頻率點(diǎn)，DPOAE幅值僅有升高趨勢(shì)，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明噪聲暴露7d后，A、B組中強(qiáng)噪聲暴露后的聲環(huán)境對(duì)豚鼠聽力損失尤其對(duì)高頻部分的聽力損失仍然有一定的保護(hù)作用(表3)。

表2 噪聲暴露后1d 5組9個(gè)頻率點(diǎn)的DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.2 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 1 day after noise exposure in 5 groups (±s, n=6)

表2 噪聲暴露后1d 5組9個(gè)頻率點(diǎn)的DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.2 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 1 day after noise exposure in 5 groups (±s, n=6)

(1)P＜0.05 compared with group E; (2)P＜0.05 compared with group D; (3)P＜0.05 compared with group C

Group Frequency points(Hz)455 641 905 1281 1810 2563 3619 5121 7243 A –3.50±7.58 –2.00±14.0 0.00±5.73 1.00±12.76 0.50±8.31(1)(2) –10.33±6.38(1) –14.50±8.78(1) –10.67±12.47(1) –2.17±18.62(1)B –2.33±7.92 –7.00±8.39 –4.67±5.89 –2.17±7.33 4.33±3.67(2)(3) –8.33±9.24 –12.67±1.86(1) –1.33±6.12(2)(3)–12.83±12.64 C –3.60±6.43 0.00±9.27 2.80±9.31(2) 0.80±9.55 –5.80±10.94(1) –11.8±5.45(1) –16.60±2.70(1) –16.00±10.63(1) –2.17±18.62(1)D –5.00±7.67 –9.5±15.71 –8.83±7.41 –9.00±7.32(1)–11.0±8.17 –12.17±5.91(1) –15.50±2.43(1) –18.00±7.95(1) –11.5±13.26(1)E –8.67±6.56 –6.83±8.91 –2.67±11.5 8.50±6.72 10.50±5.72 0.67±10.23 –0.17±10.40 8.50±16.35 23.17±8.70

2.4 各組豚鼠血漿SOD活力、MDA含量和NOS活力的測(cè)定 噪聲暴露后7d，與E組相比，A、B兩組SOD活力降低(P＜0.05)，MDA含量增加(P＜0.05)。與D組相比，A、B兩組MDA含量增加(P＜0.05)，C組TNOS活力降低(P＜0.05)。與C組相比，A、B兩組MDA含量增加(P＜0.05，表4)。

表3 噪聲暴露后7d各組9個(gè)頻率點(diǎn)的DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.3 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 7 days after noise exposure in 5 groups (±s, n=6)

表3 噪聲暴露后7d各組9個(gè)頻率點(diǎn)的DPOAE幅值(±s, n=6)Tab.3 DPOAE amplitudes of 9 frequency points 7 days after noise exposure in 5 groups (±s, n=6)

(1)P＜0.05 compared with group E; (2)P＜0.05 compared with group D

Group Frequency points(Hz)455 641 905 1281 1810 2563 3619 5121 7243 A –9.00±6.75 –5.83±4.31 1.17±3.87 16.50±10.35(1) 5.00±5.80 3.67±7.15 –1.33±6.62 7.50±5.72(2) 20.83±4.31 B –1.17±4.79 –4.33±9.37 2.83±11.7915.33±8.48(1) 6.83±10.46 2.67±7.45 –3.67±8.19 10.00±6.36(2) 22.50±3.51 C –3.5±10.25 0.33±8.66 5.50±11.8814.00±11.82 –0.83±11.28(2)–1.67±9.04 –9.83±10.30(1) 2.17±15.05 9.50±20.36(1)D –4.67±12.71 –7.33±6.41 2.50±10.2716.50±8.46(1) 11.33±10.91(1)–0.84±9.06 –5.00±6.78 –5.00±13.74(1)10.16±13.96(1)E –5.50±7.18 –6.17±9.91 –3.33±11.57 2.33±9.75 –0.50±4.68 6.67±2.42 1.67±7.81 11.00±7.95 25.17±12.47

表4 噪聲暴露后7d各組豚鼠SOD活力、MDA含量和NOS活力變化(x±s, n=6)Tab.4 Variance of the activity of SOD, TNOS and the content of MDA in five groups 7 days after noise exposure (±s, n=6)

表4 噪聲暴露后7d各組豚鼠SOD活力、MDA含量和NOS活力變化(x±s, n=6)Tab.4 Variance of the activity of SOD, TNOS and the content of MDA in five groups 7 days after noise exposure (±s, n=6)

(1)P＜0.05 compared with group E; (2)P＜0.05 compared with group D; (3)P＜0.05 compared with group C

TNOS activity(U/ml)A 99.65±20.96(1) 2.69±0.58(1)(2)(3) 39.03±2.12 B 97.15±36.96(1) 2.86±0.81(1)(2)(3) 41.31±4.45 C 115.36±7.18 1.83±0.43 38.08±1.01(2)D 112.30±14.13 1.09±0.41 42.05±2.85 E 128.17±10.65 1.52±0.83 40.49±1.85 Group SOD activity(U/ml)MDA content(nmol/ml)

3 討 論

DPOAE是由固定頻率比和強(qiáng)度差的兩個(gè)純音fl、f2誘發(fā)耳蝸產(chǎn)生，在基底膜上，f1和f2的特性頻率定位區(qū)之間會(huì)產(chǎn)生一系列調(diào)制聲，f1－f2處DPOAE起源于基底膜上兩個(gè)原始音f1、f2之間，此處幅值最大[2]。Rosanowski等[3]研究證明，中等強(qiáng)度噪聲或外傷首先損傷外毛細(xì)胞，內(nèi)毛細(xì)胞、支持細(xì)胞只在劇烈或長期損傷時(shí)才受累，而內(nèi)毛細(xì)胞主要司聲音傳導(dǎo)，外毛細(xì)胞主要與聽敏度有關(guān)[4]。因此純音測(cè)聽、聽覺腦干反應(yīng)(ABR)等檢測(cè)聲音傳導(dǎo)的方法在損傷初始階段結(jié)果正常，而耳聲發(fā)射反映外毛細(xì)胞功能狀態(tài)，可以表現(xiàn)為相應(yīng)頻率的異常，因而DPOAE被認(rèn)為是一個(gè)檢測(cè)早期聽力損失的敏感指標(biāo)。

近年來有研究表明，強(qiáng)噪聲暴露后，與隔絕噪聲環(huán)境相比，低強(qiáng)度噪聲刺激對(duì)噪聲性聽覺損傷有保護(hù)作用，可能機(jī)制為強(qiáng)噪聲暴露后，低強(qiáng)度噪聲環(huán)境對(duì)聽神經(jīng)纖維軸突和毛細(xì)胞靜纖毛的再生、耳蝸微循環(huán)的改善、神經(jīng)生長因子的釋放及耳蝸抗氧化能力的提高，有一定促進(jìn)作用[5-6]。本研究結(jié)果顯示，強(qiáng)噪聲暴露后，84dB、4h和84dB、8h的聲環(huán)境對(duì)強(qiáng)噪聲暴露所致的聽力損失恢復(fù)有一定促進(jìn)作用，暴露后7d，保護(hù)作用仍然存在，尤其是高頻聽力損失；84dB、24h的噪聲環(huán)境對(duì)強(qiáng)噪聲暴露所致的聽力損失沒有保護(hù)作用。

研究顯示，噪聲刺激會(huì)影響耳蝸局部組織的有氧代謝，引起能量代謝超負(fù)荷、ATP耗竭，并產(chǎn)生氧自由基，從而對(duì)耳蝸產(chǎn)生毒性作用[7]。氧自由基生成增加的同時(shí)，會(huì)激活機(jī)體的防護(hù)體系，使抗氧化物質(zhì)增多[8]。NOS在耳蝸局部和聽覺系統(tǒng)低級(jí)中樞核團(tuán)均有分布[9]。噪聲刺激后，耳蝸內(nèi)血管收縮，血流減慢，局部低氧分壓、缺血會(huì)誘導(dǎo)NOS mRNA表達(dá)增強(qiáng)，產(chǎn)生具有直接細(xì)胞毒性的較高濃度的NO[10]。本研究擬從氧自由基反應(yīng)及NO損傷的角度，探討這一現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)制，但結(jié)果并未證實(shí)其相關(guān)性，具體機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

本實(shí)驗(yàn)中，我們觀察到強(qiáng)噪聲暴露后再處于中等水平噪聲條件下，過氧化反應(yīng)損傷仍在進(jìn)行，過氧化產(chǎn)物的產(chǎn)生超過了機(jī)體的清除能力，抗氧化能力在噪聲暴露早期代償性升高后又出現(xiàn)降低。本實(shí)驗(yàn)中血漿TNOS無明顯變化，可能是因?yàn)槎伿窃肼曋苯幼饔玫奶禺愋园衅鞴?，噪聲暴露后起主要作用的是豚鼠耳蝸NOS神經(jīng)元及其活力，血漿中TNOS的變化不顯著[11]。

綜上所述，本研究初步明確了強(qiáng)噪聲暴露后不同持續(xù)時(shí)間中等水平噪聲暴露對(duì)豚鼠聽力的保護(hù)作用，研究結(jié)果可能對(duì)制定新的噪聲防護(hù)綜合措施具有一定的參考價(jià)值。

[1] Zuo H, Cui B, She X, et al. Changes in Guinea pig cochlea hair cells after sound conditioning and noise exposure[J]. J Occup Health, 2008, 50(5): 373-379.

[2] Davis B, Qiu W, Hamernik RP. The use of distortion product otoacoustic emissions in the estimation of hearing and sensory cell loss in noise-damaged cochleas[J]. Hear Res, 2004,187(1/2): 12-24.

[3] Rosanowski F, Eysholdt U, Hoppe U. Influence of leisure-time noise on outer hair cell activity in medical students[J]. Int Arch Occup Environ Health, 2006, 80(1): 25-31.

[4] Cheng H, Li H, Xu YP, et al. Effects of noise on pilots health[J].Med J Chin PLA, 2010, 35(10): 1261-1263. [程浩, 李宏, 徐怡萍, 等. 噪聲對(duì)飛行人員健康的影響[J]. 解放軍醫(yī)學(xué)雜志,2010, 35(10): 1261-1263. ]

[5] Tanaka C, Chen GD, Hu BH, et al. The effects of acoustic environment after traumatic noise exposure on hearing and outer hair cells[J]. Hear Res, 2009, 250(1/2): 10-18.

[6] Hong BN, Kim SY, Yi TH, et al. Post-exposure treatment with ginsenoside compound K ameliorates auditory functional injury associated with noise-induced hearing loss in mice[J]. Neurosci Lett, 2011, 487(2): 217-222.

[7] Tian CS, Wang S, Sun F, et al. Changes of serum antioxidant enzyme activities after sound conditioning[J]. Chin Occup Med,2004, 31(2): 16-19. [田傳勝, 王生, 孫菲, 等. 噪聲適應(yīng)性暴露對(duì)人體血清中抗氧化酶活性的影響[J]. 中國職業(yè)醫(yī)學(xué),2004, 31(2): 16-19.]

[8] Zelko IN, Mariani TJ, Folz RJ, et al. Superoxide dismutase multigene family: a comparion of the CuZn-SOD(SOD1), Mn-SOD(SOD2), and EC-SOD(SOD3) gene structures, evolution,and expression[J]. Free Radical Biol Med, 2002, 33(3): 337-349.[9] He QL, Xiong M, Li YY, et al. Expression of inducible nitric oxide synthase in cochlea of white and pigmented guinea pigs exposed to impulsive noise[J]. J Guangzhou Univ Trad Chin Med, 2010, 27(1): 87-91. [何青蓮, 熊敏, 李云英, 等. 誘生型一氧化氮合酶在白色和雜色豚鼠脈沖噪聲損傷耳蝸中的表達(dá)[J]. 廣州中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 27(1): 87-91.]

[10] Domenico R. Pharmacology of nitric oxide：molecular mechanisms and therapeutic strategies[J]. Curt Pharm Des,2004, 10(14): 1667-1676．

[11] Wang XH, Xu LH, Wang YJ, et al. Effects of narrow-band noise exposure on nitric-oxide synthase and nitric oxide in the plasma of guinea pigs[J]. J Navy Med, 2011, 32(5): 299-301. [王曉花, 徐靈活, 王艷軍, 等. 窄帶噪聲暴露對(duì)豚鼠血漿一氧化氮合酶活性和一氧化氮含量的影響[J]. 海軍醫(yī)學(xué)雜志, 2011,32(5): 299-301.]