Ночной шум: невидимый и смертельный.

Среди прочих экологических факторов шум занимает особое место. Это связано с тем, что мы недооцениваем влияние шума на наше здоровье. Ночной шум особенно опасен, так как ухудшает качество сна и зачастую мы не замечаем его действие. Дело в том, что даже если мы не просыпаемся, то ночной шум все равно действует на нас негативно. Сегодня в первой части поговорим о том, как действует на нас ночной шум. Жалобы на шум встречаются очень часто, причем ночной шум вызывает появление большего количества жалоб по сравнению с шумом такой же интенсивности в дневное время. Существует большое количество научных работ, показывающих, что шум, который определяется как ненужный или неприятный звук, не просто вызывает раздражение. Как и другие формы антропогенной нагрузки, он оказывает разнообразное отрицательное воздействие на здоровье человека, на общество и на окружающую среду. Однако мы слабо понимаем, насколько серьезна угроза шума для нашей природы – и для нас с вами. «Среди экологических факторов в Европе шум в окружающей среде создает такую нагрузку на здоровье, которая по своим масштабам уступает разве что загрязнению воздуха», - говорится в докладе Всемирной организации здравоохранения.

Почему это важно?

Сон является биологической необходимостью, поэтому нарушения сна связаны с различными отрицательными последствиями для здоровья. Имеется достаточно данных, подтверждающих биологические эффекты воздействия шума во время сна: повышение частоты сердечных сокращений, микропробуждения, изменение стадий сна и бодрствования. Имеется достаточно данных, свидетельствующих о том, что ночной шум вызывает саморегистрируемые нарушения сна, увеличение приема лекарственных препаратов, усиление двигательной активности и бессонницу, вызванную шумовым загрязнением среды обитания. 

Хотя индуцированные шумом нарушения сна следует рассматривать уже сами по себе как медицинскую проблему (бессонница, вызванная шумовым загрязнением окружающей среды), они служат причиной возникновения дальнейших отрицательных последствий для здоровья и благополучия. Имеются данные о том, что нарушения сна вызывают усталость, увеличивают количество несчастных случаев и снижают работоспособность. Имеются данные о том, что ночной шум вызывает изменения уровня гормонов в крови и различные клинически выраженные заболевания – например, поражения сердечно-сосудистой системы, депрессию и другие психические расстройства. 

Звук и шум являются социально-психологическими факторами стресса, которые активируют симпатическую нервную и эндокринную системы. Острые реакции на шум возникают не только при высоких уровнях звука в условиях профессиональной деятельности людей, но и при относительно низком шумовом загрязнении окружающей среды, когда нарушаются, что имеет даже большее значение, осознанные действия – такие как концентрация внимания, релаксация или сон.

Больные здесь умирают, так как не могут спать –
Когда же приходит сон в арендованном доме?
Это совсем непросто – спать в этом шумном городе!
Вот почему каждый здесь болен: телеги гремят
Вдоль по извилистым улицам, и ругань летит
В того, кто безмолвно стоит посредине дороги,
Они могут ограбить Клавдия или украсть его сон!

(Ювенал, I век н.э., древний Рим)

Исследования проблемы.

Что касается человека, то шумовое загрязнение отражается на его слухе, мешает общению, нарушает сон, отрицательно влияет на работу сердца, воздействует на познавательные способности детей, снижает производительность, провоцирует нежелательное поведение и увеличивает число аварий и несчастных случаев. «Говорить, что шум просто раздражает людей, значит недооценивать его последствия для нашего умственного и физического здоровья», - говорит психолог и эксперт по шуму доктор Арлин Бронзафт (Arline Bronzaft). Ее исследовательская работа 1970-х годов по воздействию шума на познавательные способности и процесс обучения детей считается знаковым событием в этой области. 

В Великобритании, например, один из четырёх мужчин и одна из трёх женщин больны неврозами из-за высокого уровня шума. Учёные Австрии установили, что шум сокращает жизнь городских жителей на 8-12 лет. Угроза и вред шума станут более понятными, если учесть, что в больших городах он ежегодно возрастает примерно на 1дБ. Ведущий американский специалист по шуму доктор Кнудсен заявил, что «шум – такой же медленный убийца, как и смог».

Накопление шума.

Мозг - селективная система, вылавливающая из всего потока физических явлений, вызывающих звук или шум, только конкретную информацию. Остальная часть энергии рассеивается в тех его областях, которые соседствуют с нервными проводящими структурами, несущими отфильтрованную мозгом информацию, приводя к развитию разного рода заболеваний, например невротического или астенического синдрома. Человек, постоянно подвергающийся воздействию шума, быстро переутомляется, отличается повышенной раздражительностью, становится забывчивым, чаще страдает от слабости и головокружения.

Конечно, реакция организма зависит от интенсивности шума, однако чересчур резкие или громкие звуки вовсе не представляют самую серьезную опасность. Гораздо больший вред наносит пусть и менее интенсивный, но постоянный шум. При этом свое пагубное воздействие оказывает даже шум, не ощущаемый ухом человека (находящийся за пределами чувствительности его слухового аппарата): инфразвуки, к примеру, вызывают чувство тревоги, боли в ушах и позвоночнике, а при длительном воздействии сказываются на нарушении периферического кровообращения (следствием становится дистрофия органов и преждевременное старение организма). 

Шум обладает кумулятивным эффектом, т. е. акустические раздражение, накапливаясь в организме, все сильнее угнетают нервную систему. Поэтому перед потерей слуха от воздействия шумов возникает функциональное расстройство центральной нервной системы. Особенно вредной влияние шум оказывает на нервно-психическую деятельность организма. Процесс нервно-психических заболеваний выше среди лиц, работающих в шумных условиях, нежели у лиц, работающих в нормальных звуковых условиях. 

Микропробуждения.

Микропробуждения – это незаметные нам нарушения структуры сна, которые приводят к его фрагментации. Ночные пробуждения приводят к фрагментации сна, что в свою очередь приводит к чрезмерной сонливости в дневное время (ЧСД). Вегетативные пробуждения представляют собой периоды активации вегетативной нервной системы. 

Пробуждение (микропробуждение) не имеет единой концепции и раз- ными исследователями определяется по-разному. Обычно появление альфа-ритмов на ЭЭГ свидетельствует о пробуждении. В зависимости от дополнительных требований и продолжительности интервалов, когда происходит прерывание более медленных кортикальных ритмов, пробуждения обозначают терминами, например, микро-пробуждение, минорное пробуждение, ЭЭГ-просыпание или фаза транзиторной акти- вации. Американская ассоциация по изучению расстройств сна (The American Sleep Disorders Association, 1992, 1997) разработала систему оценки, принимая во внимание последовательности продолжительно- стью 3–15 секунд для транзиторных микропробуждений, которые не трансформируются в видимое поведенческое пробуждение. 

По данным Passchier-Vermeer (2003a), лица, не подвергавшиеся воздействию громкого ночного шума, обычно отмечают от полутора до двух пробуждений за время обычного сна, хотя результаты ЭЭГ показывают, что число пробуждений, включая кортикальные микропробуждения, составляет в среднем 10–12 за ночь. Результаты нескольких исследований у взрослых показали, что фрагментация сна и гипоксия могут сопровождаться сонливостью в дневное время и снижением концентрации внимания, появлением ретроградной амнезии, дезориентации, спутанности сознания по утрам, агрессивности, раздражительности, приступов тревоги и депрессии.

Ночной шум и ухудшение качества сна: С-реактивный белок и лептин.

Принято считать, что недостаточный сон и в особенности потеря нормаль- ного сна оказывают огромное влияние на метаболизм и функции эндокринной системы (Spiegel, Leproult & van Cauter, 1999), а также на маркеры воспаления, и повышают риск развития заболеваний сердечно-сосудистой системы. C-реактивный белок как основной маркер острофазового ответа на воспалительную реакцию стимулирует секрецию сосудистым эндотелием медиаторов воспаления, поэтому он может непосредственно участвовать в развитии атеросклеротических изменений. Уровень C-реактивного белка, как предиктора инсультов и инфарктов, линейно увеличивается соответственно полной и/или частичной потере сна (Meier-Ewert et al., 2004). 

Дополнительным фактором, который тесно связан с состоянием сердечно-сосудистой системы, регуляцией обмена глюкозы и контролем массы тела, является лептин. Это – один из главных регуляторов энергетического гомеостаза и его циркадного ритма, который тесно связан со сном. Секреция лептина усиливается ночью и снижается в течение дня. Снижение уровня лептина, связанное с потерей сна, усиливает аппетит и вызывает предрасположенность к увеличению массы тела, снижению толерантности к глюкозе и нарушению иммунного ответа макроорганизма. Ряд других исследований был направлен на изучение того, каким образом потеря сна влияет на нейроповеденческие функции, в особенности на нейрокогнитивные способности. 

Ухудшение когнитивных способностей.

Результаты исследований с помощью функционального сканирования и ЭЭГ-картирования головного мозга показали, что потеря сна нарушает функциональные связи между различными участками головного мозга, которые необходимы для решения конкретных когнитивных задач (NCSDR, 2003). Согласно этим данным, поддержание стабильной активности в условиях потери сна может зависеть от региональной функциональной пластичности. Кумулятивное бодрствование, нейрокогнитивные дефициты и нестабильность состояния, которые развиваются в результате хронической потери сна, в своей основе имеют нейробиологические процессы, интегрирующие гомеостатическое давление в сонливость в дневное время.

Результаты ряда клинических и обсервационных наблюдений подтверждают общепринятое мнение о том, что недостаточный сон приводит к появлению усталости, трудностям фокусирования внимания, снижению порога для возникновения негативных реакций (раздражительность и упадок духа), а также к возникновению сложностей в плане контролирования импульсивных поступков и эмоций. В некоторых случаях эти симптомы напоминают синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

Имеется немного информации о взаимосвязи между действием шума и развитием психических нарушений. Существующие данные показывают, что воздействие шума может приводить к появлению психологических симптомов при уровне шума выше 70 дБА Leq. Почти во всех исследованиях изучали влияние только дневного шума на психическое здоровье, однако вполне возможно, что ночной шум, действующий на людей во время сна, может оказывать отрицательное влияние на психическое здоровье даже при более низких уровнях по сравнению с дневным шумом.

Привыкнуть к шуму невозможно!

Может привыкнуть к шуму наша кора, но организм реагирует на шум! Во время сна слуховая система продолжает полностью функционировать. Входящие звуки обрабатываются и оцениваются, и хотя физиологические изменения продолжаются, сам по себе сон остается защищенным, поэтому пробуждения регистрируются относительно редко. Адаптация к новому шуму или к новым условиям сна (например, в лаборатории сна) происходит быстро, что демонстрирует наличие активной защиты. В то же время физиологические реакции не адаптируются, на что указывает реакция со стороны пульса и увеличение средней двигательной активности по мере увеличения шума. Автономные физиологические реакции являются нормальным ответом на такие стимулы, хотя без ответа остается вопрос о том, приведет ли длительное «насилие» над этой системой к неблагоприятным последстви- ям для организма. В следующей главе мы попытаемся дать ответ на этот вопрос.

Проведено несколько полевых исследований, касающихся кратковременных изменений частоты сердечных сокращений. Было установлено, что прерывистый шум во время сна индуцирует двухфазный ответ со стороны сердечно-сосудистой системы и транзиторное сужение периферических кровеносных сосудов одновременно с кратковременной фазовой активацией на ЭЭГ, хотя никаких поведенческих изменений не было отмечено. Этот двухфазный ответ в работе сердечно-сосудистой системы начинается с увеличения частоты сердечных сокращений, вероятно, вследствие фазового угнетения парасимпатического центра, угнетающего сердечные сокращения, после чего наступает компенсаторное уменьшение частоты пульса вследствие фазового снижения ортосимпатической.

Ответная реакция со стороны вазоконстрикторов является следствием стимуляции периферической симпатической системы, спровоцированной слуховым рефлексом. Недавно Carter et al. (2002) показали, что изменения кровяного давления с каждым сокращением сердца могут быть индуцированы внезапными источниками шума. Хотя через несколько дней или несколько недель может отмечаться привыкание со стороны некоторых эффекторных параметров, это привыкание не является полным, и поэтому отмеченные изменения функций сердечно-сосудистой системы сохраняются в течение длительного времени действия раздражителей. 

Самое удивительное, что ни в отношении хотя бы одной ответной реакции в работе сердечно-сосудистой системы не отмечается привыкания к раздражителям, хотя, если судить по субъективным ощущениям, привыкание наступает уже через несколько дней.

Исследования ночного шума.

Результаты Мюнхенского исследования показали более выраженное увеличение кровяного давления у детей из районов с высоким уровнем шума (Evans, Bullinger & Hygge, 1998). Другие исследования продемонстрировали обратимость изменение кровяного давления после снижения шумовой нагрузки (Wölke et al., 1990; Morrell et al., 1998, 2000). В Тироле было установлено, что показатели кровяного давления были значительно ниже у тех людей, у кого окна были закрыты в течение всей ночи. Если люди жили неподалеку от крупного шоссе (примерно 500 м от автострады), превалентность гипертонической болезни была выше у тех, у кого окна спальни выходили в сторону шоссе, чем у тех, у кого окна спальни не выходили в сторону шоссе. 

Влияние расположения спальных комнат и привычки открывать или не открывать окна на связь между транспортным шумом и ИБС было также подтверждено результатами исследования в Кэрфилли и Спидуэлле (Babisch et al., 1999). Относительный риск заболеваний сердечно-сосудистой системы был несколько выше у людей, комнаты которых располагались со стороны уличного фасада, и у тех, кто во время пребывания в комнате обычно держал окна открытыми. Значительно больший риск гипертонической болезни выявлен у людей, у которых окна в спальнях были открыты – об этом свидетельствовали результаты исследования состояния здоровья жителей Шпандау. Нарушения слуха оказывали влияние на связь между авиационным шумом и гипертонической болезнью (Rosenlund et al., 2001). Среди лиц, подвергавшихся воздействию шума, более высокий риск заболеваний, связанных с шумовым загрязнением, был отмечен только у людей без снижения остроты слуха.

Физиология стрессовой реакции на шум.

Слуховая система непрерывно анализирует акустическую информацию, которая фильтруется и интерпретируется различными кортикальными и субкортикальными структурами головного мозга. Важную роль в функционировании путей эмоционального процессинга играет лимбическая система, включая гиппокамп и миндалевидное тело (Spreng, 2000). Она тесно связана с гипоталамусом, который осуществляет контроль вегетативной нервной системы и гормонального баланса организма. 

При лабораторных исследованиях в качестве ответных реакций на шумовые раздражители были выявлены изменения кровотока, кровяного давления и частоты сердечных сокращений, а также увеличение продукции стрессовых гормонов, включая катехоламины адреналин и норадреналин, а также кортикостероидный гормон кортизол. Такие же изменения происходят и во время сна, без участия кортикальных структур. Миндалевидное тело обладает способностью к обучению благодаря своей пластичности, особенно в отношении распознавания звуковых сигналов - например, опасности, исходящей от приближающегося грузового автомобиля. Акустическая стимуляция может выступать в качестве неспецифического фактора стресса, который активирует вегетативную нервную систему и эндокринную систему. Предложенная Henry & Stephens обобщенная психофизиологическая концепция может быть применима непосредственно к индуцированной шумом стрессовой реакции (Henry, 1992).

Механизм стресса как таковой детерминирован генетически, однако он может быть модифицирован в результате приобретения опыта или факторами окружающей среды. Биологическая функция этого механизма – подготовить организм к сопротивлению потенциально опасному фактору стресса. Активация симпатической и эндокринной систем связана с изменениями физиологических функций и с процессами метаболизма, включая кровяное давление, систолический объем сердца, концентрацию в крови липидов (холестерин, триглицериды, свобод- ные жирные кислоты, фосфатиды), углеводов (глюкоза), электролитов (магний, кальций), факторов свертывания крови (агрегация тромбоцитов, вязкость крови, количество лейкоцитов) и др. 

В долгосрочной перспективе могут отмечаться функциональные изменения и нарушения регуляции, что приводит к увеличению риска развития манифестных заболеваний. На рис. 4.3 представлена схема принципиальной реакции, использованной при проведении эпидемиологических исследований по проблеме шума для проверки гипотезы (Babisch, 2002). Она в упрощенном виде представляет последовательную цепочку событий «причина–эффект», которая включает: звуковой сигнал – раздражение (шум) – физиологическое возбуждение (стрессовые индикаторы) – (биологические) факторы риска – заболевание – и смерть (последнее событие не представлено на схеме). 

Механизм функционирует непосредственно через синаптические соединения и опосредованно через эмоциональное и когнитивное восприятие звукового раздражителя. Следует отметить, что “прямой» путь актуален даже при низких уровнях звукового стимула, особенно во время сна, когда организм находится в наименее активном состоянии. Объективное воздействие шума (уровень звукового сигнала) и субъективное восприятие шума (раздражение) могут быть самостоятельными факторами воздействия шума при проведении статистического анализа о взаимосвязи между шумом и изменениями здоровья.

В связи с увеличением количества людей, страдающих от воздействия шума, даже небольшие индивидуальные риски и менее тяжелые последствия для состояния здоровья могут требовать принятия соответствующих решений и осуществления контрольных мероприятий. Было показано, что умеренное воздействие шума, сопровождающееся небольшим индивидуальным риском, может приводить к появлению большего числа людей с неблагоприятными последствиями для здоровья, чем действие более сильного шумового загрязнения

Источники:

Европейское руководство по контролю ночного шума силы звука. (Night noise guidelines for Europe. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe; 2009)

http://www.breath.ru/v.asp?articleid=409

http://www.poisk-ru.ru/s71990t1.html

http://inosmi.ru/world/20130308/206692211.html