Sömn är en viktig biologisk process som spelar en avgörande roll för att upprätthålla allmän hälsa och välbefinnande och påverkar många fysiologiska processer. Dessa inkluderar att återställa immunfunktionen, konsolidera minnen, avlägsna plackbildning och andra metaboliter från hjärnvävnaden, minska vår risk för depression och infektionssjukdomar för att bara nämna några funktioner. Att skydda sömnen mot störningar från yttre faktorer är därför ett effektivt sätt att främja hälsa och välbefinnande på lång sikt.  

Sömnen kan störas av olika stressfaktorer i miljön, bland annat buller och vibrationer. Dessa störningar kan leda till ökat antal arousals och uppvaknanden, förlängd vakenhet, förändringar i sömnarkitekturen samt förändringar i kardiovaskulär aktivitet och blodtryck. Vi använder begreppet arousals för att beteckna korta episoder av vakenhetsliknande aktivitet i EEG-signalen som är för korta (3-15 sekunder) för att leda till fullständigt uppvaknande. Arousals är därför en indikator på fragmenterad sömn. Ihållande sömnstörningar kan bidra till utvecklingen av olika kardiometabola sjukdomar. Det finns belägg för att trafikrelaterat buller kan påverka hälsan negativt, med kopplingar mellan buller och en ökad risk för hjärt- och kärlsjukdomar, försämrad immunfunktion och minskad insulinkänslighet. Buller kan orsaka uppvaknanden, minska varaktigheten av de återhämtande djupa sömnstadierna och öka den tid som tillbringas i ytliga lätta sömnstadier, vilket leder till fragmenterad och mindre återhämtande sömn. Även låga bullernivåer kan utlösa arousals, dvs. inträde av vakenhetsliknande aktivitet i sömnen som den sovande kanske inte minns, men som ändå kan försämra den övergripande sömnkvaliteten.

Buller från järnvägar kan vara särskilt viktigt. Järnvägsbuller kan ge upphov till kraftigare fysiologiska sömnstörningar jämfört med vägtrafik- och flygbuller. Indirekt åtföljs järnvägsbuller ofta av vibrationsstörningar. Godståg är tyngre än passagerartåg och genererar kraftigare vibrationer, och dessutom körs godståg ofta nattetid på grund av större tillgänglighet på järnvägsnätet, vilket leder till ökade sömnstörningar jämfört med passagerartåg. Medan omfattande forskning undersöker bullrets inverkan på sömnen, är vibrationernas effekter, särskilt deras kortsiktiga inverkan på sömnkvaliteten och den metaboliska hälsan, inte lika väl kända. 

Vår nyligen genomförda epidemiologiska studie EpiVib tyder på att ökad exponering för vibrationer från godståg ökar risken för att utveckla kardiometabola sjukdomar såsom klinisk diagnos av diabetes och åderförkalkning, med stöd av surrogatmarkörer som förhöjt BMI och ökat midjemått. Dessa resultat är dessutom biologiskt rimliga eftersom vibrationer kan aktivera kroppens stressreaktion och öka produktionen av kortisol och adrenalin. Detta stör den naturliga sömn- och vakenhetscykeln och kan leda till kroniska hälsoproblem, inklusive kardiometabola sjukdomar. Med prognoser som indikerar en ökning av nattlig godstågstrafik i framtiden kan vibrationer från dessa tåg att äventyra hälsosamma sömnmönster hos personer som bor i närheten. Dessutom ger vibrationerna från godståg en större effekt på sömnkvaliteten än vibrationer från passagerartåg, vilket potentiellt kan orsaka fler uppvaknanden. Dessutom har frekvensen av tågpassager en betydande inverkan på sömnkvaliteten. Epidemiologiska studier visar att graden av störning från vibrationer ökar med frekvensen av tågpassager. Mer frekventa nattliga tågpassager var dock inte förknippade med polysomnografiskt uppmätt vakenhet och lätt sömntid.

Vibrationer, som definieras som mekaniska svängningar i fasta strukturer som överförs genom marken eller andra medier, påverkar direkt det somatosensoriska systemet genom mekaniska receptorer i huden. Fysiologiskt kan vibrationer utlösa kroppsliga reaktioner, såsom ökad hjärtfrekvens och förändringar i det autonoma nervsystemets aktivitet, vilket kan störa sömnstadier och kontinuitet. Kontinuerlig exponering för lågfrekventa vibrationer kan leda till sömnfragmentering, vilket förhindrar djupare och mer återhämtande sömnstadier och leder till trötthet och försämrad sömnkvalitet. Denna störning kan försämra minneskonsolidering, kognitiv funktion och vakenhet under dagtid. Även om vibrationer inte orsakar uppvaknanden kan de ändå försämra den subjektiva sömnkvaliteten och få människor att känna sig mindre utvilade.

Sammanfattningsvis har effekterna av järnvägsbuller på sömnen studerats i stor omfattning. Det är dock mindre känt hur vibrationer från järnvägstrafik påverkar sömnen. Vi har tidigare undersökt samband mellan sömn och vibrationer för vibrationshastigheter gällande svenska riktvärden vid 0,7 mm/s. Men det är inte känt hur vibrationer precis under eller ovan denna nivå påverkar sömn. Eftersom sömnstörningar bedöms vara en kritisk faktor för långsiktiga hälsoeffekter, prioriteras sömnstörningar genom vibrationer i detta projekt.  

Nya resultat från EpiVib-projektet visar att det finns en högre förekomst av diabetes bland invånare som utsätts för högre nivåer av järnvägsvibrationer. Effekten kan orsakas av vibrationer och effekter på sömnen, men den biologiska kopplingen är inte känd. Förutom att undersöka vibrationernas effekter på sömnen undersökte vi därför effekterna på biologiska mekanismer som på sikt kan leda till diabetes.