Znaczenie cyklu okołodobowego

Rytm dobowy odnosi się do procesów biologicznych przebiegających w ciągu każdej doby. Wewnętrzny zegar u ssaków, utrzymujący rytm okołodobowy, jest niezbędny dla normalnego funkcjonowania fizjologicznego. Rytm ten może zostać zakłócony, co następnie może wpłynąć na powstawanie wielu zaburzeń, a także chorób przemiany materii i neuropsychiatrycznych np. zaburzenie dwubiegunowe, snu, zaburzenia lękowe, depresję czyschizofrenię.

Różne procesy biochemiczne, fizjologiczne i funkcje behawioralne, charakteryzują się rytmiką okolodobową uwarunkowaną przede wszystkim zmianami oświetlenia środowiska wynikającymi z następstwa dnia i nocy. Procesy te zachodzą również w przypadku pozostawania w środowisku pozbawionym synchronizatorów czasowych, np. w warunkach stalej ciemności. W takim przypadku rytm okołodobowy ulega stopniowemu przesuwaniu się w czasie przy zachowanej amplitudzie zmian (tzw. dryfowanie rytmu). Jest to wtedy rytm swobodnie biegnący.

Zegar biologiczny jest funkcjonalnie wkomponowany w tzw. system okołodobowy, składający się z trzech elementów: nadrzędnego oscylatora, szyszynki i siatkówki. Współpraca wszystkich tych elementów warunkuje synchronizację rytmu okołodobowego oraz jego przebieg. U człowieka jedynym narządem wyspecjalizowanym do odbioru sygnalów świetlnych jest siatkówka. W przpadku osób niewidomych występuje rytm swobodnie biegnący, tj. niezależny od warunków świetlnych środowiska.Obecnie człowiek wymyka się spod kontroli uwarunkowań naturalnych. Często przebywa w pomieszczeniach oświetlanych światłem sztucznym. To sprawia, że wytwarza różnorodne rytmy biologiczne – metaboliczne, hormonalne i czynnościowe. Porę aktywności psychofizycznej, w tym sprawności intelektualnej oraz rytmikę okołodobową parametrów metaboliczno czynnościowych, takich jak temperatura i poziom hormonów wyznacza endogenny zegar biologiczny.

W naturalnym cyklu okołodobowym wraz z wybudzeniem się z odpoczynku nocnego wzrasta ciśnienie krwi i rozpoczyna się wydzielenie hormonów trawiennych, przyspiesza przemiana materii przyspiesza. W godzinach popołudniowych i wczesnowieczornych wzrasta temperarura ciała. Zmniejsza się wydzielanie soków trawiennych, a przemiana materii spowalnia. Następuje wydzielanie melatoniny. Podczas snu pracuje woreczek żółciowy, spade poziom insuliny we krwi, mózg wyłącza świadomość, a organizm sterowwany jest przez wegetatywny układ nerwowy.  Zaburzenia snu, praca w systemie zmianoym, szczególnie na nocnej zmianie powoduje rozregulowanie rytmu okołodobowego. Stwarza to ryzyko, że melatonina będzie działała hamująco na wydzielenie insuliny, co może być jedną z przyczyn wystąpienia cukrzycy typu 2. Brak snu powoduje takzę zwiększone wydzielanie greliny, która odpowiada za wzrost apetytu.

Wpływ pracy zmianowej na zdrowie

Wśród skutków zdrowotnych pracy w systemie zmianowej wyróżnia się następujące schorzenia i zaburzenia:

• schorzenia układu pokarmowego (bóle nadbrzusza, zgaga, zaburzenia perystaltyki jelitowej, choroba wrzodowa, zespół metaboliczny)
• schorzenia układu krążenia (choroba wieńcowa, nadciśnienie tętnicze)
• schorzenia onkologiczne
• zaburzenia neuropsychiatryczne (zaburzenia nerwicowe, stany lękowe, depresje,
•  lekomanie)
• zaburzenia snu (zmiany w wydzielaniu hormonów, różne postacie bezsenności,
•  deficyt snu).

Badania dowodzą, że dolegliwości żołądkowo-jelitowe występują 2-3 razy częściej w grupie osób pracującej w systemie zmianowym oraz 2-5 razy częściej w grupie osób pracujących w systemie nocnym. Tak samo jest w przypadku choroby wrzodowej i zespole jelita drażliwego. Praca zmianowa wymuszająca zmianę nawyków żywieniowych, powodująca różne godziny przyjmowania pokramów zwiększa występowanie objawów gastrycznych, takich jak zaburzenia apetytu, zgaga, wzdęcia, nieregularność wypróżnień (i ich zmiany jakościowe), bóle brzucha i nudności. Powodem tego mogą być zmiany w procesie wchłaniania i trawienia pokarmów w godzinach nocnych. Po posiłkach spożytych w godzinach nocnych bardziej spada pH soku żołądkowego, a organizm wykazuje większą oporność na insulinę, natomiast układ pokarmowy jest mniej podatny na przyjmowany pokarm. Skutkiem tego są spowolnione procesy trawienia.

W regulacji procesów zapalnych w obrębie przewodu pokarmowego rolę odgrywa poziom melatoniny. Melatonina działa przeciwzapalnie, a ekspozycja na sztuczne światło zminiejsza poziom jej stężenia. Stąd zaburzony rytm snu i rozregulowanie zegara biologicznego pogarsza przebieg choroby zapalnej jelit, nasila chorobę Leśniowskiego-Crohna oraz wrzodziejącego zapalenia jelita grubego. Nadmierna ekspozycja na sztuczne światło prowadzi do niższych stężeń działającej przeciwzapalnie melatoniny oraz nieregularne godziny pracy znacznie nasilają prawdopodobieństwo wystąpienia obu schorzeń.

Praca zmianowa jest również związana z większym ryzykiem występowania zespołu metabolicznego (MS). Zespół metaboliczny to termin określający występowanie powiązanych ze sobą czynników ryzyka pochodzenia metabolicznego, które sprzyjają rozwojowi chorób sercowo-naczyniowych o podłożu miażdżycowym oraz cukrzycy typu 2. Do zespołu metabolicznego zalicza się: insulinooporność, hiperinsulinemię, otyłość brzuszną, upośledzoną tolerancję glukozy, cukrzycę typu 2, mikroalbuminurię, hipertrójglicerydemię, obniżenie stężenia cholesterolu frakcji HDL, nadciśnienie tętnicze, stan prozapalny i prozakrzepowy. 
Nie bez znaczenia pozostaje staż pracy w systemie zmianowym. Analiza stanu zdrowia 79.000 pielęgniarek wykazała, że ryzyko wystąpienia choroby wieńcowej jest wprost proporcjonalne do ilości lat pracy, które przepracowały w takim systemie. W przypadku osób pracujących w systemie zmianowym powyżej 6 lat ryzyko zwiększa się o 51%. Natomiast u osób, pracujących w trybie zmianowym przez przynajmniej 4 lata zwiększa się również śmiertelność z powodu choroby wieńcowej. 
Praca zmianowa wiąże się z częstszym występowaniem bezsenności jak również nadmiernej senności w ciągu dnia. Pracownicy zmianowi sypiają mniej godzin, niż pozostali pracownicy. Istnieje także jednostka chorobowa zwana Shift Work Sleep Disorder (SWSD), której przejawem jest bezsenność lub nadmierna senność rozpoznane zgodnie z kryteriami Międzynarodowej Klasyfikacji Chorób ICD. Szacuje się, że SWSD występuje u 32% pracowników nocnych oraz u 26% pracowników zmianowych. Konsekwencją tej choroby są przede wszystkim wypadki spowodowane nadmierną sennością i brakiem koncentracji, dolegliwości somatyczne, nadmierna chorobowość i częste absencje w pracy.

Zaburzenia rytmu okołodobowego wiążą się nie tylko z zaburzoną syntezą i wydzielaniem melatoniny, ale także nadmiernym wydzielaniem noradrenaliny oraz przesunięciem aktywności układu autonomicznego w kierunku aktywności współczulnej. Praca w godzinach nocnych zaburza również rytm wydzielania prolaktyny, glikokortykoidów, hormone adrenokortykotropowego, kortykoliberyny i serotoniny.

Wyniki pracy wielu badaczy wskazują, że praca w systemie zmianowym nie jest obojętna dla organizmu człowieka, a przede wszystkim dla jego zdrowia. Powoduje szereg zaburzeń i może prowadzić do wielu chorób. Niektórzy badacze wykazują wpływ, choć nie jednoznaczny, na powstawanie nowotworów i depresji.

Ryzyko i problemy związane z pracą w systemie zmianowym

System pracy zmianowej wiąże się z niebezpieczeństwem dla zdrowia pracowników. Dyrektywa Rady nakłada na pracodawcę obowiązek zapewnienia odpoczynku od wykonywania pracy, przerw w pracy, badań stanu zdrowia pracowników. Wobec badań potwierdzających wpływ pracy zmianowej na zdrowie człowieka należy zauważyć, że praca w systemie zmianowym jest to styl życia, który niesie za sobą duże ryzyko wystąpienia chorób i zaburzeń funkcjonowania organizmu. Zapewnienie odpoczynku i dobrych warunków pracy nie są wystarczające dla zachowania prawidłowego rytmu okołodobowego. Poza ryzykiem wystąpienia wyżej opisanych chorób zasadnicze problemy życia codziennego pracownika zmianowego to: wypoczynek, odżywianie, kontakty rodzinne, kontakty społeczne.

Istnieją nie tylko zdrowotne skutki pracy zmianowej. Można je także rozpatrywać w kategorii skutków socjologicznych. Praca w systemie zmianowym, a przede wszystkim nocnym upośledza udział pracownika w życiu społecznym i korzystanie z różnych form wypoczynku zinstytucjonalizowanego. Pracujący w nocy i odpoczywający za dnia są pozbawieni możliwości kontaktów towarzyskich, a także rodzinnych. To samo dotyczy pracowników tzw. zmiany popołudniowej.

Należy też pamiętać o skutkach biologicznych. Pracownicy zmianowi zmuszają organizm do wykonywania pracy umysłowej w normalnie niewykorzystywanych fazach rytmu okołodobowego, np. w nocy. Powstaje niezgodność faz rytmów czynności fizjologicznych, szczególnie właśnie wśród pracowników wykonujących swoją pracę w nocy.

Badania ukazują bezsprzecznie, że praca zmianowa, szczególnie praca w porze nocnej, niesie ze sobą negatywny wpływ na wiele aspektów życia człowieka i wiąże się z negatywnymi skutkami psychicznymi, socjologicznymi oraz biologicznymi. Świadomość zagrożeń wynikających z pracy zmianowej jest bardzo ważna w procesie decyzji o podjęciu takiej właśnie pracy. Praca zmianowa powinna pozostać przedmiotem badań. Należy monitorować stan zdrowia pracowników zmianowych zarówno na potrzeby tworzenia programów ochronnych i zaleceń, jak również dla określenia ryzyka zdrowotnego.

Zasady prawidłowego żywienia w warunkach pracy zmianowej

Racjonalne żywienie polega na systematycznym dostarczaniu w pokarmach i posiłkach optymalnych ilości energii i wszystkich niezbędnych składników odżywczych, we właściwych proporcjach, pokrywającym potrzeby organizmu i zapewniających mu prawidłowe funkcjonowanie oraz utrzymanie należnej masy ciała. Przyjęto, że zasadą prawidłowego odżywiania jest spożywanie 4 lub 5 posiłków w odstępach 2–4 godzinnych. Jest to dość łatwe do utrzymania przy stałym, prawidłowym cyklu dobowym. Trudność pojawia się, gdy cykl ten ulega zaburzeniu, tak jak ma to miejsce w przypadku pracy zmianowej. Nie oznacza to jednak, że nie można zastosować zasad zdrowego odżywiania. Jedzenia posiłku przed pracą, jedzenia posiłku przed snem, unikania gotowych potraw, produktów przetworzonych, a także o odpowiednim spożyciu wody i nie spożywania w nadmiarze napojów pobudzających, zawierających kofeinę.

Trudnością może okazać się praca w systemie nocnym, szczególnie, gdy nie wymaga dużej uwagi, np. podczas dyżurów. Wtedy pojawia się nuda, która sprawia, że pracownik częściej sięga po przekąski lub napoje pobudzające, by nie usnąć. Może to sprzyjać nadmiernej podaży węglowodanów, szczególnie cukrów prostych, a dalej nadmiernej  podaży kalorii i odkładaniu się tkanki tłuszczowej.

W powyższych rozdziałach wykazano znaczenie zegara biologicznego oraz wpływ światła na cykl okołodobowy. Istotny jest fakt, że spożywanie pokarmów nie wywiera większego wpływu na zegar biologiczny. Oznacza to, że organizm nie wychodząc z prawidłowego rytmu zaczyna wydzielać enzymy trawienne, gdy dostarczany jest pokarm. Pracując w systemie zmianowym należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowy rozkład posiłków.

Żywienie osób pracujących w systemie dwuzmianowym nie jest tak wymagające, jak to ma miejsce w przypadku osób pracujących w nocy. Pracujący na dwie zmiany powinni stosować te same zasady, co osoby pracujące w systemie jednozmianowym.

Osoby pracujące w porze nocnej nie powinny rezygnować z jedzenia w nocy. Posiłki spożywane w pracy podczas nocnej zmiany powinny być pełnowartościowe i spożywane w równych odstępach czasu, jak ma to miejsce w przypadku prawidłowego odżywiania. Najlepiej zjeść obfity posiłek przed pracą lub, jeśli to możliwe, krótko po przyjściu do pracy. Aby nie obciążać układu pokarmowego lepiej unikać jedzenia w nocy posiłków obfitych w tłuszcze, ciężkostrawnych. W pracy lepiej zjeść lekki posiłek, ok. 3 godzin po spożyciu ostatniego posiłku. Podczas noncej zmiany, spożycie pełnowartościowego i ciepłego posiłku do godziny 1 w nocy zmniejsza senność i zmęczenie.24 Pod koniec pracy lub po powrocie z niej należy spożyć lekki posiłek. Najelpiej, aby był spożyty na ok. 2 godziny przed snem. Najlepszym rozwiązaniem jest przynoszenie pełnowartościowych posiłków, przygotowanych wcześniej w domu.

B. Bliski wykazał w badaniu pilotażowym 171 pielęgniarek pracujących w systemie zmianowym i w porze nocnej, że najczęściej spożywają one zimne posiłki i znacznej przewadze węglowodanów, a także nadmierne spożycie kawy wśród pielęgniarek dyżurujących w nocy. Zauważył także występowanie zaburzeń apetytu bezpośrednio po nocnym dyżurze.

W każdym przypadku dieta powinna pokrywać zapotrzebowanie organizmu na energię i składniki odżywcze. Potrawy powinny być urozmaicone, jedzone regularnie, podzielone na minimum 3 posiłki. Należy zachować umiar w spożywaniu pokarmów obfitych w cukier, sól i tłuszcz, produktów mocnoprzetworzonych.

Źródła:
Bliski B., Wpływ pracy zmianowej na sposób odżywiania się i patologię przewodu pokarmowego wśród pielęgniarek – wyniki badania pilotażowego, Medycyna Pracy nr 57/2006.
Brandon S.L., Phyllis C.Z., Zaburzenia okołodobowe rytmów snu i czuwania, Medycyna Praktyczna 2007, nr 10.
Indulski J.A., Makowiec-Dąbrowska T., Starzyński Z.: Wpływ pracy nocnej na stan zdrowia. Medycyna Pracy 1989, nr 40(3).
Jagielska A., Praca zmianowa a prawidłowe żywienie – na co warto zwrócić uwagę, https://dieta.mp.pl/zasady/177399,praca-zmianowa-a-prawidlowe-zywienie-na-cowarto-zwrocic-uwage, dostęp dnia 2017-12-29.
Nowak J.Z., Zawilska J.B., Zegar biologiczny i rytmika okołodobowa, Farmakoterapia w psychiatrii i neurologii, 1/98.
Pacholczyk M., Ferenc T., Kowalski J., Zespół metaboliczny. Część I: Definicje i kryteria rozpoznawania zespołu metabolicznego. Epidemiologia oraz związek z ryzykiem chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycy typu 2, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej 2008, nr 62.
Poradnik pracownika zmianowego, http://archiwum.ciop.pl/15708.html, dostęp 2018-01-03
Shift work: Implications for health and nutrition, http://www.eufic.org/en/healthyliving/article/shift-work-implications-for-health-and-nutrition, dostęp dnia 2018-01-03
Sposoby sterowania wewnętrznymi zegarami biologicznymi, https://wiedza.alkahest.umcs.pl/sposoby-sterowania-wewnetrznymi-zegaramibiologicznymi/,dostęp dnia 2017-12-16
Stryjewski P.J., Kuczaj A., Domal-Kwiatkowska D., Mazurek U., Nowalany-Kozielska E., Wpływ pracy zmianowej na zdrowie pracowników, Przegląd Lekarski 2016/73/7.
Wichniak A., Zaburzenia rytmu okołodobowego, https://psychiatria.mp.pl/bezsennosc/71289,zaburzenia-rytmu-okolodobowego, dostęp dnia 2018-01-03