Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Слуховая усталость определяется как временная потеря слуха после воздействия звука. Это приводит к временному сдвигу слухового порога, известному как временный сдвиг порога (TTS). Повреждение может стать постоянным ( постоянный сдвиг порога , PTS), если не будет предоставлено достаточное время для восстановления до продолжения звукового воздействия. [1] Когда потеря слуха вызвана травмой, ее можно классифицировать как потерю слуха, вызванную шумом , или NIHL.

Существует два основных типа слуховой усталости: краткосрочная и долгосрочная. [2] Они отличаются друг от друга несколькими характеристиками, индивидуально перечисленными ниже.

Кратковременная усталость

  • полное выздоровление от TTS может быть достигнуто примерно за две минуты
  • TTS относительно не зависит от продолжительности воздействия [2] [3]
  • TTS максимальна на частоте воздействия звука.

Длительная усталость

  • восстановление требует как минимум нескольких минут, но может занять до нескольких дней
  • зависит от продолжительности воздействия и уровня шума [2] [3]

Физиология [ править ]

Затронутая анатомия [ править ]

Анатомия человеческого уха.
  Коричневый цвет внешнего уха .
  Красный - среднее ухо .
  Пурпурный - внутреннее ухо .

Примечание . Полная анатомия человеческого уха обширна и может быть разделена на внутреннее и внешнее ухо . Остальная часть статьи в основном касается улитки , наружных волосковых клеток и кортиевого органа .

Как правило, структурные повреждения любой анатомической части человеческого уха могут вызвать проблемы со слухом. Обычно незначительное искривление стереоцилий внутреннего уха связано с временной потерей слуха и вызывает утомление слуха. Полная потеря стереоцилий приводит к необратимому повреждению слуха и больше связана с потерей слуха, вызванной шумом, и другими слуховыми заболеваниями.

В наружные волосковые клетки , или OHCS, можно рассматривать как microamplifiers , которые обеспечивают стимуляцию внутренних волосковых клеток . OHC являются наиболее хрупкими волосковыми клетками, поэтому они участвуют в слуховой усталости и других нарушениях слуха.

Орган слуха у рыб называется отолитом , который чувствителен к движению частиц, а не к звуковому давлению . У некоторых рыб есть и боковая линия .

Расположение анатомических частей
Gray920.pngCochlea.svgGray931.png
Внутреннее ухо показывает улиткуУлитка с изображением кортиевого органаКортиев орган показывает волосковые клетки

Затронутые механизмы [ править ]

Теория бегущей волны [ править ]

Временные сдвиги пороговых значений, связанные со слуховой усталостью, связаны с амплитудой бегущей волны, вызванной стимулом. [4] Это считается правдой, потому что вибрация, распространяемая активным процессом, обычно не находится в центре максимальной амплитуды этой волны. Вместо этого он расположен намного ниже, и различия, связанные между ними, объясняют сдвиг порога. [2] TTS - это истощение активной системы, расположенной в месте распространения бегущей волны, возбуждаемой кохлеарным усилителем, описанным ниже. [4] Слуховое утомление можно объяснить относительной активностью активного процесса при низком уровне стимуляции (<30 дБ). [2]

Классическая пассивная система [ править ]

С механикой улитки связаны две разные системы : классическая пассивная система и активный процесс. Пассивная система работает для прямой стимуляции внутренних волосковых клеток и работает на уровнях выше 40 дБ. [4] При уровнях стимуляции, которые предотвращают возбуждение пассивной системы, длительное воздействие шума приводит к снижению громкости слышимого с течением времени, даже если фактическая интенсивность шума не изменилась. [2] Это вызвано исчерпанием активного процесса.

Активный процесс [ править ]

Активный процесс также известен как кохлеарный усилитель. Это усиление увеличивает колебания базилярной мембраны за счет энергии, полученной от Кортиевого органа. [4] По мере увеличения стимуляции предполагается, что смещение базилярной мембраны , вызванное бегущей волной, становится все более базальным по отношению к улитке. [5] Устойчивый низкоуровневый стимул может вызвать энергетическое истощение активной системы, что, в свою очередь, препятствует активации пассивной системы.

Чрезмерная вибрация [ править ]

В настоящее время считается, что слуховая утомляемость и NIHL связаны с чрезмерными вибрациями внутреннего уха, которые могут вызвать структурные повреждения. [6] [7] [8] Метаболическая активность необходима для поддержания электрохимических градиентов, используемых в механо-электрическом и электромеханическом преобразовании во время воздействия шума и распознавания звука. [6] Метаболическая активность связана с активными смещениями, которые являются компонентами вызванной звуком вибрации с участием престина , моторного белка, вызывающего подвижность ОГК. [6] Избыточные вибрации требуют увеличения метаболической энергии.

Кроме того, эти дополнительные колебания могут вызывать образование свободных радикалов, известных как активные формы кислорода или АФК. [9] [10] Повышенный уровень АФК продолжает увеличивать метаболические потребности системы. Эти возрастающие требования утомляют систему и в конечном итоге приводят к структурным повреждениям кортиевого органа. [6] [11]

Восстановление [ править ]

Во всех случаях слуховой усталости достаточное время восстановления должно позволить полностью исправить нарушение слуха и вернуть пороговые уровни к исходным значениям. [2] В настоящее время нет способа оценить количество времени, необходимое для восстановления после слуховой усталости, потому что обычно ее можно обнаружить только после того, как травма уже произошла. Исследования, в которых измерялось время восстановления, отметили, что необходимое время зависит от степени первоначальной потери слуха. [12] Было обнаружено, что наиболее значительное восстановление произошло в течение первых 15 минут после прекращения воздействия шума. [13] [14]Когда не выделяется достаточное время для восстановления, эффекты становятся постоянными, что приводит к приобретенной потере слуха, вызванной шумом. [12] Для восстановления шума всего 95 дБ может потребоваться до 120 минут. [12] Для сравнения, обычные предметы, которые могут создавать шум на этом уровне, - это мотоциклы и метро. [15]

Защитные меры [ править ]

Упрочнение и распространение энергии [ править ]

Были исследованы две защитные меры, связанные с величиной воздействия шума и продолжительностью этого воздействия. Хотя их было бы трудно регулировать в спонтанных случаях, они могли бы положительно повлиять на условия работы, если бы можно было установить руководящие принципы для времени обработки или для других систем, которые производят громкие шумы в течение длительного периода времени. Эффект упрочнения достигается за счет увеличения устойчивости системы к шуму с течением времени. [16] В настоящее время не известны конкретные механизмы, вызывающие ужесточение улитки. Однако известно, что OHC и связанные с ними процессы играют определенную роль. [17]Другой ужесточающей мерой является распространение определенного количества энергии на систему в течение более длительного периода времени. Это позволит процессам восстановления происходить во время тихих перерывов, которые достигаются за счет увеличения продолжительности воздействия. [16] До сих пор исследования не показали прямой корреляции между степенью повышения жесткости и величиной сдвига порогового значения. [16] Это говорит о том, что даже закаленная улитка не может быть полностью защищена.

Вещества [ править ]

И фуросемид, и салициловая кислота в определенных дозах считаются ототоксичными . Было проведено исследование, чтобы определить их способность защищать от слуховой усталости и необратимых повреждений из-за явления ужесточения , состояния, описываемого уменьшением активных смещений улитки. Хотя с этими двумя веществами были проведены ограниченные исследования с точки зрения защитных режимов приема лекарств из-за связанных с ними рисков, оба показали положительные результаты в снижении утомляемости слуха за счет уменьшения образования ROS с помощью индивидуальных механизмов, описанных ниже. [6] [18]

Фуросемид [ править ]

Было показано, что инъекции фуросемида до воздействия шума снижают эндокохлеарный потенциал . [19] Это уменьшение приводит к уменьшению активных смещений улитки, и считается, что защита фуросемидом проистекает из ограничения чрезмерных вибраций при подавлении кохлеарного усилителя. [20]

Салициловая кислота [ править ]

Салициловая кислота конкурентно препятствует связыванию анионов с предстином OHC, что снижает подвижность. Это уменьшение активного смещения снова связано с понижением давления кохлеарного усилителя, который снижает чрезмерные вибрации, возникающие во время воздействия шума. [7] [8] [9] [11]

Антиоксиданты [ править ]

Исследования , направленные на поиск защитных свойств антиоксидантов, показали, что витамины A , C и E являются « поглотителями свободных радикалов ». [21] Кроме того, было показано , что NAC или N-ацетил-L-цистеин ( ацетилцистеин ) снижает образование ROS, связанное с чрезмерными вибрациями, вызванными шумовым воздействием. [10] [22] [23]

Ограничения [ править ]

Хотя слуховая усталость и защитные меры NIHL были бы полезны для тех, кто постоянно подвергается длительному и громкому шуму, текущие исследования ограничены из-за отрицательной ассоциации с этими веществами. [6] Фуросемид используется при лечении застойной сердечной недостаточности из-за его мочегонных свойств. Салициловая кислота - это соединение, которое чаще всего используется в средствах от прыщей, но также является антикоагулянтом . Дальнейшее использование этих веществ должно быть индивидуализировано индивидуально и только под тщательным контролем. Антиоксиданты не обладают этими отрицательными эффектами и поэтому являются наиболее часто исследуемым веществом с целью защиты от слуховой усталости. [6]Однако в настоящее время продаваемого приложения не было. Кроме того, в настоящее время не обнаружено никаких синергических взаимосвязей между препаратами в отношении степени снижения слуховой утомляемости. [24]

Факторы, повышающие риск [ править ]

  • Физическое упражнение
  • Тепловое воздействие
  • Нагрузка
  • Ототоксичные химические вещества

Есть несколько факторов, которые сами по себе могут не быть вредными для слуховой системы, но было показано, что в сочетании с длительным воздействием шума увеличивается риск слуховой усталости. Это важно, потому что люди удаляются из шумной среды, если она превышает их болевой порог. [12] Однако в сочетании с другими факторами, которые могут физически не распознаваться как вредные, TTS может быть выше даже при меньшем шумовом воздействии. Одним из таких факторов являются физические упражнения . Хотя в целом это хорошо для организма, комбинированное воздействие шума при высокой физической активности, как было показано, дает более сильное TTS, чем просто воздействие шума. [25] [26]Это может быть связано с количеством АФК, производимых чрезмерными вибрациями, которые дополнительно увеличивают необходимую метаболическую активность, которая уже увеличивается во время физических упражнений. Однако человек может снизить свою восприимчивость к TTS, улучшив свою сердечно-сосудистую систему в целом. [12]

Тепловое воздействие - еще один фактор риска. По мере повышения температуры крови ВПС увеличивается в сочетании с воздействием высокочастотного шума. [12] Предполагается, что волосковым клеткам для высокочастотной трансдукции требуется большее количество кислорода, чем другим, и два одновременных метаболических процесса могут истощить любые запасы кислорода в улитке. [27] В этом случае слуховая система претерпевает временные изменения, вызванные снижением напряжения кислорода эндолимфы улитки, что приводит к сужению местных сосудов. [28] Могут быть проведены дальнейшие исследования, чтобы выяснить, является ли это причиной увеличения TTS во время физических упражнений, а также во время длительного воздействия шума.

Еще один фактор, который может не проявлять признаков вреда, - это текущая загруженность человека. Было показано, что воздействие шума более 95 дБ у людей с тяжелыми рабочими нагрузками вызывает тяжелые синдромы раздраженного восприятия. [12] Кроме того, рабочая нагрузка была определяющим фактором в количестве времени восстановления, необходимого для возврата пороговых уровней к их базовым значениям. [12]

Есть некоторые факторы, которые, как известно, напрямую влияют на слуховую систему. Контакт с ототоксичными химическими веществами, такими как стирол , толуол и сероуглерод, повышает риск повреждения слуха. [12] Те, кто находится на работе, чаще сталкиваются с сочетанием шума и химических веществ, которое может увеличить вероятность слуховой усталости. [10] [29] Известно, что по отдельности стирол вызывает структурные повреждения улитки, фактически не влияя на функциональные возможности. [10]Это объясняет синергетическое взаимодействие между шумом и стиролом, потому что улитка будет все больше повреждаться из-за чрезмерных вибраций шума плюс повреждения, вызванные самим химическим веществом. В частности, шумовое повреждение обычно повреждает первый слой наружных волосковых клеток. Совместное воздействие стирола и шума показывает повреждения всех трех рядов, усиливая предыдущие результаты. [10] Кроме того, комбинированное воздействие этих химикатов и шума вызывает большее утомление слуха, чем когда человек подвергается воздействию одного фактора, сразу за которым следует следующий. [10]

Важно понимать, что шумовое воздействие само по себе является основным фактором, влияющим на сдвиги пороговых значений и слуховое утомление, но что люди могут подвергаться большему риску, когда во время взаимодействия с вышеуказанными факторами возникают синергетические эффекты. [12]

Экспериментальные исследования [ править ]

Исследования были проведены на людях [30] [31] морских млекопитающих (дельфины, [32] морские свиньи [33] и морские котики [33] ), грызунах (мыши, [34] [35] крысы, [10] морские свиньи. свиньи [36] [37] [38] [39] и шиншиллы [16] ) и рыба. [40]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Барбара А. Боне; Гэри У. Хардинг (14 июня 1999 г.). «Шум и его воздействие на ухо» . Потеря слуха, вызванная шумом . Отделение отоларингологии Медицинской школы Вашингтонского университета, Сент-Луис, Миссури. Архивировано из оригинала на 2016-07-01 . Проверено 5 июля, 2016 . Параметры шума, влияющие на его повреждаемость
  2. ^ Б с д е е г Charron, S., & Botte, MC (1988). Частотная избирательность при адаптации к громкости и слуховой утомляемости. [Статья]. Журнал Американского акустического общества, 83 (1), 178–187.
  3. ^ a b Хирш И.Дж., Билгер Р.К., Бернс В. Восстановление порога слуха после воздействия чистых тонов. Журнал акустического общества Америки. 1955; 27 (5): 1013-1013.
  4. ^ a b c d Дэвис Х. Активный процесс в механике улитки. Слуховые исследования. 1983; 9 (1): 79-90.
  5. ^ McFadden D, Plattsmier H. Сдвиги громкости и пороговые сдвиги, вызванные воздействием. Новые перспективы потери слуха, вызванной шумом. 1982: 363-374.
  6. ^ Б с д е е г Эйдельман, К., Перес Р., Назарян Ю., Freeman, С., Вейнбергер J., & Sohmer, H. (2010). Фуросемид, введенный до воздействия шума, может защитить ухо . [Статья]. Анналы отологии, ринологии и ларингологии, 119 (5), 342-349.
  7. ^ a b Ou HC, Bohne BA, Harding GW. Шумовое повреждение улитки мышей C57BL / CBA. Слуховые исследования. 2000; 145 (1-2): 111-122.
  8. ^ a b Ван И, Хиросе К., Либерман М.С. Динамика индуцированных шумом клеточных повреждений и восстановления в улитке мышей. JARO - Журнал Ассоциации исследований в области отоларингологии. 2002; 3 (3): 248-268.
  9. ^ a b Олемиллер К.К., Райт Дж.С., Дуган Л.Л. Раннее повышение содержания активных форм кислорода в улитке после воздействия шума. Аудиология и невротология. 1999; 4 (5): 229-236.
  10. ^ Б с д е е г Ch GD, Henderson D (2009). «Травмы улитки, вызванные комбинированным воздействием шума и стирола». Слуховые исследования . 254 (1–2): 25–33. DOI : 10.1016 / j.heares.2009.04.005 . ISSN 0378-5955 . PMID 19371775 .  
  11. ^ a b Хендерсон Д., Билефельд Э, Харрис К., Ху Б. Роль окислительного стресса в вызванной шумом потере слуха. Ухо Слушай. 2006; 27: 1 - 19.
  12. ^ a b c d e f g h i j Chen CJ, Dai YT, Sun YM, Lin YC, Juang YJ. Оценка слухового утомления при комбинированном воздействии шума, тепла и рабочей нагрузки. Промышленное здоровье. 2007; 45 (4): 527-534.
  13. ^ Уорд WD. Временное смещение порога и критерии риска повреждения для прерывистого шумового воздействия. Журнал Акустического общества Америки. 1970 (48): 561-574.
  14. ^ Уорд WD. Восстановление высоких значений временного смещения порога. Журнал Акустического общества Америки. 1970 (32): 497-500.
  15. ^ < "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2010-12-14 . Проверено 5 декабря 2010 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )>
  16. ^ a b c d <Хамерник Р.П., Арун В.А. Прерывистое шумовое воздействие: динамика смещения пороговых значений и постоянные эффекты. Журнал акустического общества Америки. 1998; 103 (6): 3478-3488.
  17. ↑ Zheng XY, Henderson D, McFadden SL, Hu BH. Роль кохлеарной эфферентной системы в приобретенном сопротивлении потере слуха, вызванной шумом. Слуховые исследования. 1997; 104 (1-2): 191-203.
  18. ^ Adelman C, Freeman S, Paz Z, Sohmer H. Введение салициловой кислоты перед воздействием шума снижает постоянный сдвиг порога. Audiol Neurootol. 2008; 13: 266 - 272.
  19. ^ Ruggero M, Rich N. Фуросемид изменяет механизм кортиевого органа: свидетельства обратной связи внешних волосковых клеток на базилярной мембране. J Neurosci. 1991; 11: 1057 - 1067.
  20. ^ Ikeda K, Morizono T. Влияние связанного с альбумином фуросемида на эндокохлеарный потенциал шиншиллы. Снижение ототоксичности, вызванной фуросемидом. Arch Otolaryngol Head Neck Surg. 1989; 115: 500 - 502.
  21. ^ Le Prell CG, Hughes LF, Миллер Дж. Поглотители свободных радикалов, витамины A, C и E, а также магний снижают уровень шума. Свободная радикальная биология и медицина. 2007; 42 (9): 1454-1463.
  22. ^ Bielefeld E, Kopke R, Jackson R, Coleman J, Liu J, Henderson D. Защита от шума с помощью N-ацетил-1-цистеина (NAC) с использованием различных шумовых воздействий, доз NAC и способов введения. Acta Otolaryngol. 2007; 127: 914 - 919.
  23. ^ Kopke RD, Джексон RL, Coleman JKM, Liu J, Билефельд EC, Balough BJ. NAC для шума: от скамейки до клиники. Слуховые исследования. 2007; 226 (1-2): 114-125.
  24. ^ Tamir S, Adelman C, Weinberger J, Sohmer H. Равномерное сравнение нескольких препаратов, которые обеспечивают защиту от потери слуха, вызванной шумом. Журнал медицины труда и токсикологии. 2010; 5 (1): 26.
  25. ^ Линдгрен Ф, Аксельссон А. Влияние физических упражнений на восприимчивость к вызванному шумом временному смещению порога. Скандинавская аудиология. 1988; 17 (1): 11-17.
  26. ^ <Miani C, Bertino G, Francescato M, di Prampero P, Staffieri A. Временное смещение порога, вызванное физическими упражнениями. Скандинавская аудиология. 1996; 25 (3): 179-186.
  27. ^ Miller J, Ren T, Dengerink H, Nuttall A. Изменения кохлеарного кровотока при короткой звуковой стимуляции. Научные основы потери слуха, вызванной шумом. 1996: 95-109.
  28. ^ Axelsson A, Vertes D, Miller J. Немедленное воздействие шума на кохлеарную сосудистую сеть у морских свинок. Acta Oto-Laryngol. 1981; 91 (1-6): 237-246.
  29. ^ Мидзуэ Т., Миямото Т., Симидзу Т. Комбинированный эффект курения и профессионального воздействия шума на потерю слуха у рабочих сталелитейных заводов. Медицина труда и окружающей среды. 2003; 60: 56-59.
  30. ^ Лин, CY, Ву, JL, Shih, TS, Tsai, PJ, ВС, YM, и Го, YL (2009). Полиморфизмы глутатион-S-трансферазы M1, T1 и P1 как факторы восприимчивости к временному сдвигу порога, вызванному шумом . Исследование слуха, 257 (1-2), 8-15. DOI : 10.1016 / j.heares.2009.07.008
  31. ^ Мельник, W. (1991). ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ВРЕМЕННЫЙ ПОРОГ (TTS) И РИСК ПОВРЕЖДЕНИЯ . Журнал Американского акустического общества, 90 (1), 147-154.
  32. ^ Финнеран, JJ, и Шлундт, CE (2010). Частотно-зависимые и продольные изменения потери слуха, вызванной шумом, у афалин (Tursiops truncatus) (L) . Журнал акустического общества Америки, 128 (2), 567-570. DOI : 10,1121 / 1,3458814
  33. ^ a b Kastelein, R., Gransier, R., van Mierlo, R., Hoek, L., & de Jong, C. (2011). Временное смещение порога слышимости и восстановление у морской свиньи (Phocoena phocoena) и морского тюленя (Phoca vitulina), подвергшихся воздействию белого шума в полосе 1/1 октавы около 4 кГц. Журнал Американского акустического общества, 129, 2432.
  34. ^ Groschel, М., Gotze, Р., Эрнст, А., & Баста, D. (2010). Дифференциальное влияние временной и постоянной потери слуха, вызванной шумом, на плотность нейрональных клеток в центральном слуховом пути мыши . [Статья]. Журнал нейротравмы, 27 (8), 1499-1507. DOI : 10,1089 / neu.2009.1246
  35. ^ Housley GD et al., «АТФ-управляемые ионные каналы опосредуют адаптацию к повышенным уровням звука» Proc Natl Acad Sci USA 2013 30 апреля; 110 (18): 79 = 494-9 .
  36. ^ Fetoni, АР, Манкузо, С., Eramo, ОДС, Ralli, М., Пьячентини, Р., Barone, E. и др. (2010). IN VIVO ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ФЕРУЛОВОЙ КИСЛОТЫ ПРОТИВ ШУМОВОЙ ПОТЕРИ СЛУХА У морских свинок . Неврология, 169 (4), 1575-1588. DOI : 10.1016 / j.neuroscience.2010.06.022
  37. ^ Гуревич, Б., Дойзи, Т., Avillac, М., & Edeline, JM (2009). Отслеживание латентных и пороговых сдвигов слуховых ответов ствола мозга после одиночной и прерывистой акустической травмы у морской свинки . Brain Research, 1304, 66-79. DOI : 10.1016 / j.brainres.2009.09.041
  38. ↑ Chen, YS, Tseng, FY, Lin, KN, Yang, TH, Lin-Shiau, SY, и Hsu, CJ (2008). Хронологические изменения концентрации оксида азота в боковой стенке улитки и его роль в постоянном сдвиге порога, вызванном шумом . Ларингоскоп, 118 (5), 832-836. DOI : 10.1097 / MLG.0b013e3181651c24
  39. Перейти ↑ Yamashita, D., Minami, SB, Kanzaki, S., Ogawa, K., & Miller, JM (2008). Гены Bcl-2 регулируют потерю слуха, вызванную шумом. Журнал исследований нейробиологии, 86 (4), 920-928. DOI : 10.1002 / jnr.21533
  40. ^ Поппер, А.Н., Халворсен, М.Б., Миллер, Д., Смит, М.Э., Сонг, Дж., Высоцкий, Л.Е., ... Воздействие низкочастотного активного гидролокатора системы наблюдения с буксируемой антенной решеткой (СУРТАСС) на рыбу. Журнал Американского акустического общества, 117, 2440.