Pathogenetic rationale for the formation of somatic pathology with prolonged exposure to low-frequency noise

Abstract

Pathological changes in the central nervous, respirator y, digestive systems and blood coagulation of experimental animals and humans as effects of low-frequency noise are analyzed. The mechanisms of direct (as a result of mechanotransduction) and central (due to the stimulation of an extensive receptor field) action of low-frequency noise on the organism are described in more detail. The effect of excessive activation of lipid peroxidation mechanisms as a result of oxidative stress on the initiation of pathological changes in various organs and systems with noise exposure was noted. It is shown that the main target of the action, ultimately, are the membranes of nerve cells. It was found out that one of the effects of low-frequency noise is an increase in the proliferation of extracellular matrix (collagen and elastin) without signs of an inflammatory process leading to an increase in the structural integrity of various organs (pericardium, vessels, lungs, liver). The existence of two clinical notions of the effects of noise exposure «noise disease» (domestic term) or «vibroacoustic disease» (a foreign analogue, more characteristic for low-frequency noise) is shown. The priority role of the central nervous system in the emergence and progression of somatic pathology in «noise» («vibroacoustic») disease is substantiated. The possibility of formation (in addition to neurosensory hearing loss) of nosological forms of encephalopathy, essential hypertension and emphysema in persons professionally and continuously exposed to intense low-frequency noise is shown. The interrelation and interdependence of disturbances in the central nervous, blood circulation and respiratory systems in response to the dysregulating effect of intense acoustic oscillations was revealed. It has been clarified that the unifying pathogenetic link of damages of various organs and systems in response to the action of low-frequency noise is the changes at the microcirculatory level.

Keywords

factors of military labor / low-frequency noise / «noise disease» / «vibroacoustical disease» / central nervous system / respiratory and digestive systems / encephalopathy / neurocirculatory asthenia / hypertension / emphysema

References

[1] Алексеев, С.В. Производственный шум / С.В. Алексеев, М.Л. Хаймович, Е.Н. Кадыскина. – Л.: Медицина, 1991. – 134 c.

[2] Андреева-Галанина, Е.Ц. Шум и шумовая болезнь / Е.Ц. Андреева-Галанина [и др.]. – Л.: Медицина, 1972. – 304 с.

[3] Ахметзянов, И.М. Фармакологическая коррекция отклонений гемостаза при воздействии шума / И.М. Ахметзянов [и др.] // Казанский мед. журн. – 2005. – Т. 86, № 1. – С. 62.

[4] Ахметзянов, И.М. Импульсный шум при стрельбе из стрелкового оружия и средств ближнего боя как фактор военного труда / И.М. Ахметзянов [и др.] // Воен.-мед. журн. – 2012. – Т. 333, № 6. – С. 52–58.

[5] Воробьева, О.В. Оксидантный стресс, ассоциированный с цереброваскулярной дисфункцией: возможности терапии / О.В. Воробьева // Фарматека. – 2010. – №. 5. – С. 98–102.

[6] Воробьева, Р.Л. Влияние шума средней интенсивности на процессы свободнорадикального окисления в головном мозге / Р.Л. Воробьева, Г.Г. Родионов // Свободнорадикальные процессы и антиоксиданты в развитии и функциях нервной системы: от плода к старению: мат. междунар. науч. конф., СПб. 18–20 апреля 2001 г. – СПб., 2001. – 68 с.

[7] Гусаров, Д.В. Влияние низкочастотного шума на возникновение преждевременного старения организма и формирование патологии центральной неровной системы / Д.В. Гусаров [и др.] // Проф. и клин. мед.: мат. Рос. науч.-практ. конф. «Терапевтические проблемы пожилого человека», СПб., 27–29 октября 2010 г. – СПб., 2010. -С. 73–79.

[8] Гусаров, Д.В. Комплексная оценка формирования «шумовой» патологии и принципы ее диагностики и экспертизы / Д.В. Гусаров [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2011. – № 2 (34). – С. 222–229.

[9] Дизрегуляционная патология нервной системы / под ред. Е.И. Гусева, Г.Н. Крыжановского. М.: Мед. информ. агентство, 2009. 510 с.

[10] Жигулина, В.В. Биохимический ответ на стресс (обзор литературы) / В.В. Жигулина // Тверской мед. журн. – 2015. – № 1. С. 91–100.

[11] Зинкин, В.Н. Неблагоприятное действие низкочастотных акустических колебаний на органы дыхания / В.Н. Зинкин, В.И. Свидовый, И.М. Ахметзянов // Проф. и клин. мед. – 2011. – № 3. – С. 280–284.

[12] Зинкин, В.Н. Кумулятивные медико-экологические эффекты сочетанного действия шума и инфразвука / В.Н. Зинкин [и др.] // Экология и промышленность России. – 2012. – № 3. С. 46–49.

[13] Измеров, Н.Ф. Профессиональная патология: национальное руководство / Н.Ф. Измеров // М.: ГЭОТАР–Медиа. – 2011. – 784 с.

[14] Коваленко, И.Ю. Патология неровной системы у лиц, подвергающихся воздействию импульсного низкочастотного шума в процессе военно-профессиональной деятельности / И.Ю. Коваленко [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2010. – № 3 (31). С. 155–158.

[15] Коваленко, И.Ю. Состояние внутримозговой гемодинамики у лиц, подвергающихся периодическому воздействию высокоинтенсивного импульсного низкочастотного шума в процессе военно-профессиональной деятельности / И.Ю. Коваленко [и др.] // Вестн. Росс. воен.-мед. акад. – 2011. – № 2 (34). – С. 56–62.

[16] Родионов, Г.Г. Состояние свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы при действии шума различной интенсивности / Г.Г. Родионов [и др.] // Актуальные проблемы и перспективы развития военной медицины. – СПб.: [Б. и.]. – 2006. – С. 234–248.

[17] Сайфуллин, Р.Ф. Изменение состава микробиоценоза кишечника экспериментальных животных в условиях низкочастотного шумового воздействия / Р.Ф. Сайфуллин [и др.] // Известия Росс. воен.-мед. академии – 2016. – Т. 35, № 3. – С. 39–44.

[18] Сайфутдинова, И.Х. Изменение показателей системы антиоксидантной защиты человека при акустическом воздействии / И.Х. Сайфутдинова, К.А. Валеева // Актуальные проблемы безопасности жизнедеятельности и экологии: сб. науч. трудов I Междунар. науч.-практ. конф., Тверь, 25–27 марта 2015 г. – Тверь., 2015. – С. 453–456.

[19] Самойлов, В.О. Низкочастотная биоакустика / В.О. Самойлов, Г.Н. Пономаренко, Л.Д. Енин. – СПб.: Реверс, 1994. – 215 c.

[20] Свидовый, В.И. Оценка риска развития производственно обусловленных и профессиональных заболеваний у авиационных специалистов / В.И. Свидовый [и др.] // Проф. и клин. мед. – 2008. – № 1. – С. 49–51.

[21] Сергеев, С.Н. Экспериментальное исследование акустических характеристик моделей биологических материалов / С.Н. Сергеев, Д.И. Яник // Актуальные проблемы и перспективы развития военной медицины. – СПб.: [Б. и.]. – 2000. – С. 232–241.

[22] Торкунова, О.В. Фармакологическая коррекция неблагоприятного действия низкочастотных акустических колебаний / О.В. Торкунова, П.Д. Шабанов // Обзоры по клинической фармакологии и лекарственной терапии. – 2014. – Т. 12, № 3 – С.20–25.

[23] Уточнение феноменологии, изучение основных механизмов отдаленных последствий воздействия акустических колебаний и разработка мероприятий, направленных на сохранение здоровья и работоспособности военнослужащих: отчет о НИР (заключительный), инв. Р1455, шифр «Мираж–2». СПб., 2008. 365 л.

[24] Alves-Pereira, M. Vibroacoustic disease: biological effects of infrasound and low-frequency noise explained by mechanotransduction cellular signaling / M. Alves-Pereira, N.A.A. Castelo Branco // Progress in Biophysics and Molecular Biology. – 2007. – Vol. 93, № 1. – P. 256–279.

[25] Castelo Branco, N.A.A. Respiratory pathology in vibroacoustic disease: 25 years of research. / N.A.A. Castelo Branco, J.R. Ferreira, M. Alves-Pereira // Rev. Port. Pneumol. – 2007. – Vol. 13, № 1. – P. 129–135.

[26] Castelo Branco, N.A.A. Clinical protocol for evaluating pathology induced by low frequency noise exposure // 10th European Congress and Exposition on Noise Control Engineering, Euronoise 2015, Maastricht, 31 May – 3 June 2015. – Maastricht, 2015. – P. 2653–2658.

[27] Fonseca, J. Noise-induced gastric lesions: a light and electron microscopy study of the rat gastric wall exposed to low frequency noise / J. Fonseca [et al.] // Arquivos de Gastroenterologia. – 2012. – Vol. 49, № 1. – P. 82–88.

[28] Oliveira, M.J. Exposure to industrial wideband noise increases connective tissue in the rat liver / M.J. Oliveira [et al.] // Noise and health. – 2012. – Vol. 14, Issue 60. – P. 227–229.

[29] Ramage, L. Signaling cascades in mechanotransduction: cellmatrix interactions and mechanical loading / L. Ramage, G. Nuki, D.M. Salter // Scand. J. Med. Sci. Sport. – 2009. – Vol. 19, № 4. – P. 457–469.

[30] Santos, J.M. Vascular lesions and vibroacoustic disease / J.M. Santos [et al.] // Eur. J. Anat. – 2002. – Vol. 6, № 1. – P. 17–22.

RIGHTS & PERMISSIONS

Eco-Vector