Effects of nocturnal aircraft noise on sleep structure

SummaryQuestion of the studyTo systematically investigate the influence of nocturnal aircraft noise on sleep structure. MethodsBetween 1999 and 2003, 128 subjects were polysomnographically studied for 13 consecutive nights each in the laboratory. Sixteen subjects served as controls. A total of 112 subjects received 4 to 128 aireraft noise events (ANEs) per night with maximum sound pressure levels (SPLs) ranging from 45 to 80 dB(A) in a randomised incomplete block design. Mixed models were used to analyse the influence of aircraft noise on changes in sleep stage amounts, sleep onset latency, and number of awakenings. ResultsAircraft noise was associated with signs of sleep fragmentation, as both amounts of stage 1 and the number of awakenings were significantly inereased. Additionally, SWS was significantly reduced by 5.3 min in exposure compared to baseline nights. Unexpectedly, total sleep time increased on average by 2.5 min, most probably caused by a statistically significant reduction in sleep onset latency and decrements in the duration of spontaneous awakenings in exposure nights. Both may be interpreted as adaptation mechanisms to partial sleep deprivation of previous exposure nights. Amounts of stage 2 and REM were nonsignificantly increased. Dose-response relationships with both increasing number and maximum SPL of ANEs were observed as well as a prominent first-exposure-night effect. ConclusionsThere were no significant changes in sleep structure if combinations of number and maximum SPL of ANEs did not exceed 4×80 dB(A), 8×70 dB(A), 16×60 dB(A), 32×55 dB(A) and 64×45 dB(A) in a single night. ZusammenfassungFragestellungDiese Studie untersuchte systematisch den Einfluss von nachtfluglärm auf die Struktur des Schalfs. Methodik128 Versuchspersonen wurden zwischen 1999 and 2003 für 13 aufeinander folgende Nächte im Schlaflabor untersucht. 16 Versuchspersonen dienten als Kontrollgruppe. Die übrigen 112 Probanden wurden in einem randomisierten unvollständigen Block-Design mit 4 bis 128 Fluggeräuschen pro Nacht und Maximalpegeln zwischen 45 und 80 dB(A) beschallt. Der Einfluss von Nachtfluglärm auf Änderungen der Schlafstadienanteile, der Einschlaflatenz und der Anzahl von Aufwachreaktionen wurde mit Modellen mit festen und zufälligen Effekten (mixed models) überprüft. ErgebnisseNachtfluglärm führte zu einer stärkeren Fragmentierung des Schlafs, da sowohl der Anteil von Schlafstadium 1 als auch die Anzahl von Aufwachreaktionen zunahm. Gleichzeitig war der Tiefschlafanteil signifikant um im Mittel 5.3 min reduziert. Die Gesamtschlafzeit war in Lärmnächten überraschend 2.5 min länger als in den Basisnächten, was höchstwahrscheinlich durch eine signifikante Verkürzung der Einsehlaflatenz und durch eine gleichzeitige Verkürzung der Dauer spontaner Aufwachreaktionen in Lärmnächten bedingt war. Beides kann als ein Adaptationsmechanismus an partiellen Schlafentzug aus vorangehenden Lärmnächten interpretiert werden. Die Anteile von Stadium 2 und REM waren nicht signifikant erhöht. Außerdem wurden neben einem deutlichen Einfluss der ersten Lärmnacht auch Dosis-Wirkungsbeziehungen in Abhängigkeit von Anzahl und Maximalpegel der Fluggeräusche gefunden. DiskussionEs wurden nur dann keine signifikanten Veränderungen der Schlafstruktur beobachtet, wenn die Pegel-Häufigkeitskombinationen 4×80 dB(A), 8×70 dB(A), 16×60 dB(A), 32×55 dB(A) und 64×45 dB(A) weder in Anzahl noch in Pegel überschritten wurden.