Шум определяется как нежелательный и/или вредный звук. Хотя большинство людей хорошо осведомлены о том, что воздействие высоких уровней звукового давления способствует возникновению потери слуха и тиннитуса, шум влияет на наше здоровье во многих других отношениях, помимо слуха. Например, многочисленные исследования показали, что воздействие шума вызывает нервное раздражение, нарушение коммуникации и снижение успеваемости школьников, а также повышенный риск кардио-метаболических заболеваний и, возможно, других последствий для здоровья, таких, как диабет и рак. В 2011 году Всемирная Организация Здравоохранения подсчитала, что только в западноевропейских государствах-членах Европейского Союза из-за шума окружающей среды ежегодно теряется 1,6 миллиона лет здоровой жизни. Из них 55,8% потерянных лет здоровой жизни можно объяснить нарушениями сна, которым посвящена данная статья.
Важность сна для благополучия и здоровья
Научные данные о том, что достаточное количество сна имеет первостепенное значение для благополучия и здоровья, имеют колоссальную важность. Сон — жизненно важный и очень активный биологический процесс, во время которого, помимо всего прочего, происходит консолидация памяти, выработка специфических гормонов и удаление из мозга продуктов метаболизма, накапливающихся в период бодрствования. Проще говоря, сон восстанавливает силы и готовит нас к следующему периоду бодрствования. Однако, чтобы сон мог восстанавливать, он должен быть не только достаточно продолжительным, но и качественным.
Влияние шума на сон
Шум является одним из многих факторов, которые могут нарушать сон, снижать качество сна, ухудшать восстановление сил и, если воздействие шума носит хронический характер, вероятно, в значительной степени способствовать долгосрочным вредным последствиям для здоровья, таким, как сердечно-сосудистые заболевания. С эволюционной точки зрения сон — опасное состояние, поскольку мы находимся в бессознательном состоянии и не осознаем себя и свое окружение. Слуховая система выполняет важную функцию сторожа, постоянно оценивая окружающую среду на наличие угроз и пробуждая нас ото сна, если это необходимо. Что немаловажно, во время сна наш мозг анализирует звуки не только на их громкость, но и на содержание. По вышеупомянутым причинам исследования влияния шума на сон, основанные исключительно на самоотчетах, порождают проблемы, и часто существуют серьезные расхождения между объективно оцененными физиологическими реакциями на шум во время сна и субъективными оценками поутру. Таким образом, значимость воздействия шума на сон для общественного здравоохранения, по всей вероятности, недооценивается.
Сон можно объективно измерить с помощью полисомнографии, то есть, электродов, прикрепленных к коже головы, рядом с глазами и на подбородке. Эти сигналы используются для дифференциации различных стадий сна (легкая, глубокая и фаза быстрого движения глаз), которые в совокупности определяют структуру сна. Менее инвазивные методы, которые измеряют движения тела и частоту сердечных сокращений, тоже могут использоваться для определения структуры сна. Шум фрагментирует сон и снижает его непрерывность, вызывая прерывистые или кратковременные пробуждения. Первые пробуждения, вызванные шумом, обычно можно наблюдать, когда уровень звука в спальне превышает 30-35 дБ А, в зависимости от уровня фонового шума. Как следствие, сон будет короче и легче, и меньше времени будет потрачено на глубокий сон и фазу быстрого движения глаз. Последний этап выполняет важные функции для восстановления организма в процессе сна. Как следствие, дневная сонливость возрастает, а работоспособность снижается. Кроме того, появляется все больше доказательств того, что сон является важным посредником долгосрочных последствий для здоровья.
Привыкание к шуму во время сна
Люди, подвергающиеся воздействию шума, обычно привыкают к нему. Например, вероятность того, что шум будет вызывать физиологические реакции, гораздо выше в первые ночи лабораторного эксперимента по сравнению с последними ночами. А взаимосвязь воздействие/реакция, полученная в полевых условиях (где испытуемые часто подвергались воздействию шума в течение многих лет), обычно гораздо менее выражена, чем зависимость, полученная в лабораторных условиях, которые часто включают в себя воздействие незнакомых шумовых явлений в незнакомой среде. Привыкание – разумный механизм сохранения энергетических ресурсов. Однако такое привыкание не является полным, т. е. субъекты продолжают реагировать на шумовые события даже после нескольких лет шумового воздействия. К сожалению, нам мало что известно об индивидуальных различиях в способности привыкать к шуму и о потенциальных факторах их прогнозирования.
Межиндивидуальные различия
Чувствительность к ночному шуму значительно различается у разных людей. Даже в относительно однородной и здоровой исследуемой популяции значительная часть наблюдаемого разброса нарушений сна, вызванных шумом, объяснялась межиндивидуальными различиями, которые не могли быть объяснены возрастом, полом или особенностями дизайна исследования. Вероятно, существует оптимальный уровень «возбудимости», который устанавливает баланс между слишком легким пробуждением ото сна и, таким образом, фрагментацией сна и ухудшением восстановления сил, или недостаточным пробуждением от сна и, таким образом, подверганием организма угрозам или, например, допущением экстремальных нагрузок, например, кислородной десатурации у пациентов с обструктивным апноэ сна. Лица старше 65 лет, дети, сменные рабочие и пациенты с ранее существовавшими нарушениями сна считаются группами риска по нарушению сна, вызванному шумом. В больницах часто требуется дополнительная звукоизоляция, чтобы удовлетворить повышенную чувствительность пациентов, но обычно звуковая среда в больницах далека от совершенства, мешая спокойному сну.
Долгосрочные последствия ночного шумового воздействия на здоровье
Эпидемиологические исследования показали связь между длительным воздействием соответствующего уровня шума и риском сердечно-сосудистых заболеваний (например, высокого кровяного давления, сердечных приступов, инсульта). Недавно опубликованное исследование предполагает, что воздействие шума на сердечно-сосудистую систему начинается с эмоциональной реакции (на что указывает повышенная активация миндалевидного тела – области мозга, играющей ключевую роль в обработке эмоций), которая затем вызывает воспалительную реакцию. Недавнее ретроспективное перекрестное исследование в аэропорту Цюриха показало, что уровни воздействия авиационного шума в течение 2 часов, предшествующих измерению, были связаны с риском смерти от сердечно-сосудистых заболеваний. Таким образом, ночное шумовое воздействие может не только способствовать патофизиологическим изменениям, повышающим риск сердечно-сосудистых заболеваний, но и вызывать физиологическое возбуждение, которое приводит к фатальному исходу. Повышение риска сердечно-сосудистых заболеваний, вызванных шумом, обычно является небольшим или умеренным (например, риск увеличивается на 2–10% на каждые 10 дБ увеличения шумового действия). Тем не менее, это представляет собой серьезную проблему общественного здравоохранения, поскольку значительная часть населения подвергается воздействию соответствующих уровней шума окружающей среды.
Эпидемиологические исследования показывают, что ночное шумовое воздействие более значимо для возникновения долгосрочных последствий для здоровья, чем дневное шумовое воздействие, вероятно, оттого, что люди чаще находятся дома ночью, чем днем. В двух исследованиях были обнаружены доказательства нарушения расширения плечевой артерии после однократного ночного воздействия железнодорожного или авиационного шума. Это позволяет прийти к выводу о том, что однократное шумовое воздействие может существенно повлиять на кровеносные сосуды. Последние результаты были воспроизведены в популяции пациентов как с обычным риском, так и с высоким риском развития ишемической болезни сердца. Анализ белков крови продемонстрировал вызванные шумом изменения, указывающие на про-тромботический и про-воспалительный фенотип, который обеспечивает молекулярную основу и биологическую достоверность повышенного риска сердечно-сосудистых заболеваний, наблюдаемого в эпидемиологических исследованиях, и других заболеваний, таких, как нейродегенеративные заболевания, ожирение, диабет, и рак молочной железы и толстой кишки. Однако данные о влиянии шума на эти аспекты, не связанные с сердечно-сосудистыми заболеваниями, пока еще только начинают появляться. В одном исследовании на животных негативное воздействие на кровеносные сосуды и состав крови в первую очередь наблюдалось, если воздействие шума было прерывистым, а также во время сна, что еще раз подчеркивает важность спокойного сна для здоровья.
Политика ночного шума
Политика и правила в отношении шума обычно устанавливаются отдельно для разных источников шума, при этом не учитывается тот факт, что некоторые люди подвергаются одновременному воздействию более чем одного источника шума. Их требования часто различаются на международном уровне, а национальная политика и правила могут устанавливаться на федеральном уровне, уровне штата или на местном уровне. Они часто опираются на руководящие принципы, разработанные экспертами в этой области и заказанные такими организациями, как Всемирная Организация Здравоохранения (например, Руководящие принципы по шуму в окружающей среде). Одной из основных целей исследования воздействия шума является получение функций «воздействие/реакция», которые затем можно использовать для оценки воздействия на здоровье и, в конечном счете, для информирования при принятии политических решений. Поскольку источник шума часто приносит доход (например, воздушное движение) или удовольствие (например, концерты под открытым небом, громкие выхлопные системы мотоциклов), политика в отношении шума представляет собой трудный баланс, в котором необходимо взвесить как положительные, так и отрицательные аспекты источника шума. К последним относятся не слуховые последствия шума для здоровья, а также потеря стоимости имущества.
Снижение ночного шума
Снижение шума на уровне его источника — лучшая стратегия предотвращения воздействия шума на сон. Эти меры включают комендантский час, запрещающий движение или создание шума в ночное время или в определенные части ночи. Однако снижение шума на уровне источника может быть технически неосуществимым или слишком дорогим. Выбор дома в тихом районе должен стать приоритетом, но ни это, ни переезд из районов, которые стали более шумными, для многих людей невозможны, что свидетельствует о проблеме объективности шума. Шумные районы, как правило, самые дешевые для проживания. Перенос спальни из комнаты, выходящей на улицу, в комнату, выходящую на задний двор, может быть успешной стратегией борьбы с дорожным шумом. Пассивная звукоизоляция всегда должна оставаться крайней мерой, но она может быть эффективной, поскольку обычно мы спим в одной и той же комнате. Следует отметить, что звукоизолирующие окна теряют свою эффективность, если окно открывается ночью. Так, в районах с повышенной температурой и влажностью в теплое время года может возникнуть необходимость в установке центрального кондиционирования воздуха в дополнение к звукоизолирующим окнам. Однако кондиционеры, особенно оконные, сами по себе могут быть шумными и потенциально мешать сну.
Антифоны можно использовать для снижения воспринимаемого уровня шума. Тем не менее, эффективность антифонов в предотвращении нарушений сна изучена недостаточно. Кроме того, некоторые люди не переносят антифоны. Устройства со звуками природы и белым шумом, способствующие нормальному сну, становятся все более популярными; тем не менее, недавний систематический обзор обнаружил мало доказательств за или против эффективности устройств и приложений с белым шумом.
Заключение
Воздействие шума на здоровье выходит далеко за рамки потери слуха. Безмятежный сон является обязательным условием для высокой работоспособности в дневное время, хорошего самочувствия и здоровья. Окружающий шум может нарушить сон и ухудшить восстановление в процессе сна. Воздействие шума в ночное время связано с многочисленными негативными последствиями для здоровья, а фундаментальные, трансляционные, лабораторные и полевые исследования подтверждают биологическую достоверность причинно-следственных воздействий нарушения сна, вызванного шумом, на здоровье. Это свидетельствует о растущей и часто недооцениваемой угрозе воздействия шума на сон и восстановление здоровья населения.
Матиас Баснер
Д-р Матиас Баснер — профессор; директор секции регулирования поведения и здоровья; секции экспериментальной психиатрии; секции сна и хронобиологии; секции психиатрии медицинского колледжа Перельмана университета Пенсильвании, Филадельфия.