英文名称 :noise-induced disease
噪声是指人们不需要的,影响生活、工作和学习,对人体生理状态有干扰作用的声音。噪声除了对人体有特异性的听觉系统损伤作用外,还对中枢神经、心血管、内分泌及消化系统等产生损伤。因此,噪声病(noise-induced disease)是以听觉器官受损为主,并伴有听觉外系统损伤的全身性疾病。其临床表现与噪声的强度、频谱、类型、接触时间和方式及个体对噪声的易感性有关。
(一)生理解剖机制
长期接触高强度噪声,多出现2 000Hz以上的高频听力损伤,早期以3 000~4 000Hz为主,可能是外耳道对2 000~6 000Hz的声音有共鸣作用。中耳更易传导高频声波;耳蜗基底部有一狭窄区,主要感受4 000Hz左右的高频声波,此处血液循环较差,易受淋巴液振动的冲击,该处基底膜受到振动时的振幅最大,强而频繁的声负荷集中于此,使螺旋器病变多发生在基底部。因此,耳蜗基底部受损最早,主要表现为高频听力下降。
(二)机械冲击机制
高强度噪声刺激,可引起毛细胞不同程度的机械性损伤、前庭窗及毛细血管破裂,严重时可见螺旋器从基底膜上剥脱。病理检查发现螺旋器毛细胞肿胀、变性、萎缩或消失,电子显微镜检查可见毛细胞线粒体肿胀,内质网增生。
(三)代谢失衡机制
噪声可引起内耳感音细胞代谢增强,耗氧增加,血流减少,活性氧自由基大量产生,细胞内Ca2+负荷增大,神经递质消耗增加,致使氧张力降低,酶活性下降,影响了毛细胞的呼吸和代谢,导致细胞的变性坏死,从而引起感音性耳聋。
(四)分子遗传机制
噪声病的发生发展与某些遗传因素和环境因素的交互作用密切相关。
1.遗传易感性
①氧化应激基因:线粒体基因mtDNA4977片段、谷胱甘肽硫转移酶M1(GSTM1)基因、抗氧化基因对氧磷酶 2(PON2)、超氧化物歧化酶 2(SOD2)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶1(GPX-1)基因多态性;②钾离子循环基因:钾离子通道基因KCNE1、KCNQ1、KCNQ4等;③DNA甲基化相关基因:DNA甲基转移酶1基因(DNMT1)等;④热应激蛋白基因:热应激白 70基因(HSP70),包括 HSP70-1、HSP70-2和HSP70-hom等;⑤单基因遗传性耳聋基因:原钙黏蛋白(PCDH15)、钙黏蛋白 23(CDH23)和肌球蛋白(MYH14);⑥年龄相关的听力损失位点基因:Ahl1的高表达小鼠对噪声更为敏感,而Ahl3对噪声的影响具有拮抗作用。
2.细胞信号通路
①Janus蛋白酪氨酸激酶2/信号转导和转录激活子3(JAK2/STAT3)信号通路的抑制可有效降低小鼠外耳毛细胞ROS水平,并降低其对听力损伤的敏感性;②蛋白激酶C信号通路:激活的蛋白酶C可保护内耳细胞凋亡,其机制与丝氨酸-苏氨酸激酶的磷酸化及其下游抗凋亡信号通路的激活有关;③半胱氨酰白三烯及其受体的信号转导通路:研究表明,小鼠暴露于噪声3天后,半胱氨酰白三烯Ⅰ型受体表达增加,其表达部位主要位于螺旋韧带和Corti器,同时也伴随5-脂氧化酶和半胱氨酰白三烯(Cys-LT)水平增加。
3.细胞凋亡
①耳蜗毛细胞凋亡是由于早期的细胞膜通透性增加,细胞体和细胞核固缩,细胞凋亡蛋白酶激活;毛细胞凋亡是由细胞缺氧、氧自由基产生过量,细胞连接蛋白损伤而诱发。②凋亡调控机制失调:噪声损伤既能够引起凋亡促进基因的表达,如BAD和Birc5,也能引起凋亡抑制基因的改变,如Bcl2和 Mcl1。
(五)耳蜗免疫炎症机制
耳蜗血迷路屏障可阻止免疫细胞及免疫蛋白进入耳蜗。噪声暴露后屏障被破坏,循环血液中的单核细胞进入耳蜗组织,并分化为巨噬细胞,参与清除死亡细胞、分泌炎性因子、促进组织愈合。
声音引起的神经冲动,从内耳感受细胞传导到大脑高级听觉中枢,神经通路终止于听觉中枢皮质。沿着主要听觉通路的某些神经纤维上行到中脑,终止于网状结构后,还能将冲动传递到自主神经系统,从而激发腺体、心血管、胃肠及生殖等系统的功能变化。噪声作用于中枢神经系统,使大脑皮质的兴奋和抑制平衡失调,引起脑血管张力发生变化,神经细胞边缘出现染色质的溶解。这些变化,早期可以复原。如果不能及时恢复,就会形成牢固的兴奋灶,累及自主神经系统,并有类神经症的表现。
噪声对心血管系统的影响是由于在噪声的作用下,机体反应性去甲肾上腺素分泌增加,直接作用于心肌和血管壁,引起血管收缩反应增强,血压升高,同时,肾上腺素分泌增加,引起心率加快。释放的儿茶酚胺使细胞膜通透性发生改变,血清镁含量增高,红细胞镁含量减少,尿镁排出量增多,细胞镁呈负平衡,使心肌镁减少和钙增加。
噪声与化学性或物理性职业病危害因素混合接触,如有机溶剂、窒息性气体、重金属、高温和振动等,或有吸烟、饮酒等不良生活方式,可加重噪声对听觉系统及听觉外系统的慢性损伤,产生协同作用。
噪声聋至今尚无有效的治疗方法,通常使用改善微循环、促进神经营养代谢、清除氧自由基等药物。如烟酸和其他B族维生素,中药黄芪、丹参等亦有帮助。α-硫辛酸、D-蛋氨酸、辅酶Q10、N-乙酰半胱氨酸等能改善噪声引起的氧化应激和功能损伤。高压氧治疗能改善内耳微循环,减轻耳蜗损伤,促进听力损伤的恢复。
对噪声的非特异性作用,以对症处理为主。严重者应调离接触噪声岗位,给予适当休息。
噪声危害的控制措施:①控制和消除噪声源,如疏通通道、润滑机械和无声液压等技术的应用;②控制传播途径,如采用隔音、消音和吸音的技术,控制噪声传播;③加强个体防护,如耳塞、耳罩等。④加强监督监管,通过合理的城市及企业生产环境的规划和布局来控制和防制噪声污染。