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Schichtarbeit und Gesundheit

Priv.-Doz. Dr.med. Wolfgang Zschiesche

Verdi-Forum Nord e. V.8. Fachtagung Arbeits- und Gesundheitsschutz

12. – 13. Juni 2013, Damp

Schichtarbeit_Zschiesche_2013_06 Seite 2

Schichtarbeit

Der Begriff ist nicht einheitlich definiert

Er beinhaltet v. a. folgende Elemente:Arbeit zu wechselnden oder konstant ungewöhnlichen Arbeitszeiten einschl. Wochenend- und Nachtarbeit


Problem der Nachtschicht

Nachtschicht ist für jeden Chronotyp in gewissem Umfang unphysiologisch und gesundheitsschädlich

Nachtschicht ist nicht einheitlich definiert

In Deutschland üblicherweise:Jede Arbeitszeit zwischen 23 und 06 Uhr, die länger als 2 h dauert

Nachtarbeitnehmer:Wenigstens 48 Schichten / Jahr mit Wechselschicht inkl. Nachtarbeitoder Dauer-Nachtarbeit

Ausgangslage

Individueller chronobiologischer Typ ist weitgehend genetischfestgelegt

Weite Bandbreite zwischen (ausgesprochenen) Früh- und (ausgesprochenen) Spät-Typen („Lerche vs Eule“)

In der Pubertät generelle Shift zu Spät-Typ

Im höheren Alter häufig individuelle Tendenz zu Früh-Typ, aber nicht generalisiert

Es gibt zahlreiche biologische tageszeitliche (circadiane) und längerfristige Rhythmen von Hormonen, Körperfunktionen, Organen, Leistungsfähigkeit, Schlafbedürfnis etc.


Ausgangslage

Die circadiane Rhythmik verschiedener Körperfunktionen istnicht von sich aus gleichgeschaltet

- Einzelne Funktionen haben unterschiedliche Rhythmen- Individuen weichen von 24h-Rhythmus häufig ab

- z. T. kürzere Intervalle, z. T. längere Intervalle- Der Durchschnitt der Bevölkerung bei uns hat einencircadianen Rhythmus von rd. 25 h

Externe Taktgeber nötig, die die physiologischen Rhythmensynchronisieren – Licht!



Tagesrhythmenre

lativ

e W

erte

Uhrzeit

Konzen-tration/

Aktivität

Höhe

Körpertemperatur

37°C

ca. 3 - 4 Stunden„Eulen“„Lerchen“

Cortisol

Regeneration von Zellenund Immunsystem

Adrenalinspiegel im BlutAufmerksamkeitLeistungsbereitschaft

Indifferenztypen


Schlafbedürfnis und schlafabhängige innere Tagesrhythmen

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 00

Uhrzeit

Melatonin

Schlafbedürfnis

Regeneration von Zellen und Immunsystem

(Tiefschlaf)

„Eulen“„Lerchen“

Schlaf-neigung,

Aktivität

Konzen-tration

relative Einheiten


Synchronisation und Desynchronisation von inneren hormonellen, äußeren schlafabhängigen Rhythmen und von äußeren Zeitgebern

3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 002

Cortisol

Körpertemperatur

Schlafbedürfnis

schlafun-abhängige Rhythmen

Schlafbe-dürfnis

schlafab-hängigeRhythmen

Äußere Zeitgeber

Licht, Lärm, soziales Umfeld,Körperliche Aktivität,

Zeitbewusstsein, Nahrungsaufnahme


Externe SynchronisationMelanopsin-Rezeptoren der Netzhaut des AugesRezeption: 440-480 nm (Blaubereich)Unabhängig von dem Seheindruck durch Stäbchen und Zapfen der Netzhaut

Aktivierung und Synchronisation desSCN = suprachiasmatischen Nucleus Regulation von:

Melatonin Vegetatives Hormonelle AchsenNervensystem Geschlechtshormone

(Hirnanhandrüse)

Aktivierung/Unterdrückung von zeitsteuernden Genen Beeinflussung der Freisetzung von Gen-Produkten

Synchronisation aller Körperzellen


Chronodisruption

Begriff ist unzureichend definiert

Wesentliche Aspekte:- Arbeit / Aktivität zu ungewohnter Zeit- Arbeit gegen den anlagebedingten individuellen Chronorhythmus- Licht bei Nacht / Nachtarbeit / Aktivität bei Nacht

Desynchronisation der inneren Zeitgeber und biologischenRhythmen- in unterschiedlicher Ausprägung und Geschwindigkeit- Anpassung an Phasenverschiebung nach hinten gelingt schnellerals Phasenverschiebung nach vorne


Schicht und Leistung

Zunehmende Fehlerraten / Unfallhäufigkeitbei Schichten über 8-9 Stunden

Zunehmende Fehlerraten / Unfallhäufigkeitbei Arbeit in der Nacht

Vereinzelte gegenteilige Ergebnisse


Fehlerrate in Abhängigkeit von der Arbeitszeit


Schichtarbeit und Arbeitsunfälle/Wegeunfälle

! Etliche spektakuläre Unfälle sind während arbeitsphysiologischungünstiger Zeiten eingetreten(z. B. Tschernobyl, Exxon Valdez, Bophal etc.)

! Bei Fahrtätigkeiten im Zeitraum des physiologischen Leistungs-tiefs bzw. erhöhten Schlafbedürfnisses Nachweis von vermehr-ten Unfällen wegen Einschlafens.


Schichtarbeit und Arbeitsunfälle /Wegeunfälle! Einige Studien zeigen erhöhte Unfallraten am Arbeitsplatz bzw.

bei Fahrtätigkeiten in der Nachtschicht

! Insgesamt inhomogene Datenlage

! Probleme der Studienbewertung:

- Grundgesamtheit zum Teil nicht bekannt (Zahl der Beschäftigten inNachtschicht vs. anderen Schichten nicht bekannt)- Anforderungsprofil der Arbeiten im Vergleich zu anderen Schichten zum Teilnicht bekannt (dadurch u. U. höheres oder niedrigeres zu erwartendes Risiko)

- Selektionseffekte in der Arbeitnehmerschaft nicht immer ausschließbar (möglicherweise selektierte Arbeitnehmerschaft mit unfallträchtiger Arbeitsweise im Vergleich zu anderen Schichten)

- unklarer Status der Synchronisation biologischer Rhythmen mit der Arbeitsschicht

- möglicherweise anderes Arbeitsumfeld in Nachtschicht als in anderen Schichten(z. B. geringere Zahl an Mitarbeitern/Fahrzeugbewegungen etc., daher geringeres

Unfallrisiko zu erwarten.


Schichtarbeit und Arbeitsunfälle /Wegeunfälle

! Unter Gesichtspunkten der Arbeitsphysiologie berechtigte Annahme:

erhöhtes Unfallrisikos bei Arbeiten im Bereich des Leistungs-

minimums und bei erhöhtem Schlafbedürfnis im Vergleich zu

anderen Zeitpunkten bei vergleichbarer Tätigkeit und ver-

gleichbaren Arbeitsumständen


Körpertemperatur bei Wechsel in Nachtschicht


Wiederherstellung des Zeitrhythmus

! Theorie:

- hohe, längere Beleuchtungsstärke in Spät-/Nachtschicht(≥≥≥≥ 2.500 Lux, ≥≥≥≥ 2,5 - 3 Stunden)

- Lichtabschirmung nach Schicht und in Schlafenszeit

- Lärmfreiheit in Schlafphase

- Adaptierung des sozialen Lebens an Schlafrhythmus

- Beibehaltung dieses Rhythmus auch an arbeitsfreien Tagen

völlige Umkehr der chronobiologischen Zyklen möglich


Wiederherstellung des Zeitrhythmus

! Praxis:- Beleuchtungsstärke in Arbeitsschicht relativ gering

- keine völlige Lichtabschirmung nach Schicht und im Schlaf

- Lärmeinwirkungen im Schlaf

- soziales Leben asynchron

- Wechsel des Rhythmus‘ an arbeitsfreien Tagen

- keine völlige Umkehr der chronobiologischen Zyklen

- Gefahr der Nivellierung der biologischen Zyklen

- Erkrankungen


Schichtarbeit, Alter und Schlaf-Typ

! Spät-Typen („Eulen“) leichter an Schichtarbeit adaptierbarals Früh-Typen („Lerchen“)

! mit zunehmendem Alter Tendenz zum Früh-Typ

! mit zunehmendem Alter Absinken der Stärke der Tagesrhythmen

mit zunehmendem Alter Neigung zur Desynchronisationund Probleme mit Schichtarbeit (ab 40. - 50. Lebensjahr)


Schlussfolgerungen der Wissenschaft

! Schichtarbeit stellt immer in gewissem Umfang eine Desynchroni-sation von externen Zeitgebern / Arbeitsanforderungen und endogenen biologischen Rhythmen dar

! Die Ergebnisse von Untersuchungen bei Schicht-Arbeitnehmersind nicht konsistent

! Eine Verträglichkeit von Schichtarbeit mit den physiologischen Gegebenheiten ist in gewissem Umfang grundsätzlich möglich

! Mitarbeiter sind in Abhängigkeit von der Ausprägung endogener Rhythmen für verschiedene Formen von Schichtarbeit unterschied-lich geeignet


Ergebnisse von Studien bei Schichtarbeitnehmern

! Die Ergebnisse von Untersuchungen bei Schicht-Arbeitnehmern sind nicht einheitlich.

! verkürzter Schlaf

! nicht erholsamer Schlaf

! Symptome des Verdauungstraktes

Häufiger sind:

! eingeschränkte Regeneration des Immunsystems


Ergebnisse von Studien bei Schichtarbeitnehmern

! Symptome des Verdauungstraktes

- Reizdarm

- Durchfälle

- Verstopfung

- Sodbrennen

- Magenschleimhautentzündung

! Soziale Probleme in Familie und Umfeld

Häufiger sind:


Bedeutsame Hinweise: Beschwerden und Erkrankungen

! Herz-Kreislauferkrankungen

- Blutfettstörungen

- Bluthochdruck

- Herzkranzgefäßerkrankungen

- Herzinfarkte

- Schlaganfälle

In einigen Studien erhöhtes Risiko für:


Limitierte Hinweise: Beschwerden und Erkrankungen

! Depressionen

Ungeklärte oder fehlende Hinweise

! Manifeste Erkrankungen des Immunsystems


Einfluss von Schichtarbeit auf:

! Zuckerkrankheit (Diabetes mellitus)

! andere Hormon-abhängige Erkrankungen

! Asthma/obstruktive Atemwegserkrankungen

! Epilepsie

! Wirkung von Medikamenten


Schichtarbeit und Krebs

Tierversuche:

- Chronodisruption führt zu verstärktem Wachstum von Tumoren- Besonders: bei Entfernung des Suprachiasmatischen Nucleus- Melatonin-Unterdrückung (Licht) führt teils zu erhöhten, teils erniedrigten Tumor-Raten

- Besonders betroffen: Geschlechtsorgane



Studien beim Menschen:

- Untersuchungen an fliegendem Personal mit Jet Lag und beiNachtschichtarbeiter/innen zeigen in unterschiedlichem Umfangerhöhte Raten an Brustkrebs und Prostatakrebs

- Andere Krebsformen werden seltener gefunden oder nicht untersucht

- Es gibt auch gegenlautende Studienergebnisse



Einschränkungen der Aussagekraft von etlicher Studien /Ungewissheit der krebserzeugenden Wirkung von Nachtschichtbeim Menschen:

- Studien waren ursprünglich nicht für Einfluss von Chronodisruptionauf die Krankheits-/Sterblichkeitshäufigkeit und –ursachen konzipiert

- z. T. kleine Fallzahlen- z. T. geringe Risikoerhöhungen mit fraglicher Signifikanz oder Relevanz- Meist nicht kontrollierter Einfluss anderer Störfaktoren

(Rauchen, Ernährung, Hormonpräparate, Schwangerschaften etc.)- Fehlende individuelle Bestimmung des Chronotyps- z. T. keine Expositions-Risiko-Beziehungen

(z. B. sinkendes Risiko mit zunehmender Dauer der Schichtarbeit / Zahl der Nachtschichten; sinkendes Risiko mit zunehmender Latenzzeit)



Brustkrebsraten in Abhängigkeit vom Chronotyp:



Schlussfolgerungen der Internationalen Agentur zurErforschung von Krebs (IARC) 2007 u. 2010:

Schichtarbeit (mit Nachtschicht) ist wahrscheinlich krebserzeugendbeim Menschen (probably carcinogenic)

Basierend auf:- Ausreichenden Belegen (sufficient evidence) im Tierversuch

- Begrenzten Belegen (limited evidence) beim Menschen

Passung Chronotyp vs Schicht


Beispiele von extremen Früh- bzw. Spättypen

Status/Aktivität im Einklang mit innerer Uhr

Schichtarbeit gegen die innere Uhr

Soziale Aktivität gegen die innere Uhr (variabel)

Schlafnotwendigkeit gegen die innere Uhr

Früh-Typ – Früh-Schicht


Uhrzeit04:00 05:00 06:00 4:00 19:00 22:00 04:00

Aufstehen Sozialer Jet Lag Schlafen

Keine Arbeit gegen die innere UhrGewisses Schlafdefizit möglich

A r b e i t

Früh-Typ – Spät-Schicht


Uhrzeit04:00 06:00 14:00 19:00 22:00 04:00

Schlafen Aufstehen Arbeits-Jet Lag Sozialer SchlafenJet Lag

Schlafdefizit rel. hoch

A r b e i t

Früh-Typ – Nacht-Schicht


Uhrzeit04:00 05:00 06:00 10.00 18:00 19:00 22:00 04.00

A r b e i t Schlafen Aufstehen A r b e i t SozialerJet Lag

Großer Teil der Arbeit gegen die innere Uhr

Schlaf gegen die innere Uhr –meist deutliches Schlafdefizit

Spät-Typ – Früh-Schicht


Uhrzeit04:00 05:00 06:00 10.00 14:00 20:00 22:00 24:00 4.00

Aufstehen A r b e i t Schlaf Soll SchlafenArbeits-

Jet Lag

Großer Teil der Arbeit gegen die innere Uhr

Schlaf gegen die innere Uhr –meist deutliches Schlafdefizit

Spät-Typ – Spät-Schicht


Uhrzeit04:00 10:00 14 :00 22:00 24:00 4:00

Schlafen Aufstehen A r b e i t Sozialleben Schlafen

Perfekte PassungChronotyp - Arbeitsschicht

Spät-Typ – Nacht-Schicht


Uhrzeit04:00 06:00 10.00 18:00 22:00 04.00

A r b e i t Sozialer Jet Lag Schlafen Aufstehen Arbeit

Großer Teil der Arbeit gegen die innere UhrGewisses Schlafdefizit möglich


Was ist von der Forschung zu erwarten?

- Studien mit besserer Berücksichtigung von anderen Krebs-Risikofaktoren als Nachtarbeit

- Studien mit Berücksichtigung des individuellen Chronotyps der Probanden (z. B. über validierte Fragebogen)

- Studien mit Berücksichtigung des individuellen Ausmaßes der circadianen Rhythmik

- Weitere Berücksichtigung von ursächlichen physiologischen Einflussfaktoren wie: Melatonin, Achse Gehirn-Hormone,Zeitgeber-Genen

- Berücksichtigung weiterer Zeitgeber außer Licht: Nahrungsaufnahme,Körperliche Aktivität, Soziales Umfeld

- Bessere Erfassung von Schlafqualität und Immuneffekten


Was tun in der Praxis?Loslassen von etablierten Vorstellungen:- kein „passendes“ Schichtmodell für „jeden“- Sind schnell vorwärtsrotierende Schichtsysteme für jeden optimal?- Wie kann „Chronodisruption“ vermieden werden?

- lange Schichtzyklen – Adaptierung?- kurz eingestreute einzelne Nachtschichten – keine Chronodisruption?

- Optimierung des Lichtregimes? Noch in Erprobungsphase- Hohe Beleuchtungsstärken nachts?- verstärkter Blaulichtanteil zur Erhöhung der Aufmerksamkeit?- Herausfiltern des unteren Blauanteils zur Vermeidung von

Chronodisruption?

- Betriebsärztliche individuelle Beratung- Ermittlung des individuellen Chronotyps- Adaptierung der Schichten an den Chronotyp- Optimal: Vermeidung von Nachtarbeit


Arbeitszeitgesetz § 6

(3) Nachtarbeitnehmer sind berechtigt, sich vor Beginn der Beschäftigung und danach in regelmäßigen Zeitabständen von nicht weniger als drei Jahren arbeitsmedizinisch untersuchen zu lassen.

Nach Vollendung des 50. Lebensjahres steht Nachtarbeitnehmern dieses Recht in Zeitabständen von einem Jahr zu.

Die Kosten der Untersuchungen hat der Arbeitgeber zu tragen, sofern er die Untersuchungen den Nachtarbeitnehmern nicht kostenlos durch einen Betriebsarzt oder einen überbetrieblichen Dienst von Betriebsärzten anbietet.

(4) Der Arbeitgeber hat den Nachtarbeitnehmer auf dessen Verlangen auf einen für ihn geeigneten Tagesarbeitsplatz umzusetzen, wenna) nach arbeitsmedizinischer Feststellung die weitere Verrichtung von Nachtarbeit den Arbeitnehmer in seiner Gesundheit gefährdet o


Beispiele für Individualisierung

- Individuelle Gestaltungen der Schichtsysteme in Einzelfirmen- z. B. nach individuellen Wünschen – aufwändig! - ist eigener Wunsch auch physiologisch?

- Versuch in einem Unternehmen, extreme Früh- und Spättypenaus für sie negativen Schichten weitgehend herauszunehmen

Absenkung des Schlafdefizits um ca. 30 Minuten je TagSubjektiv besseres Befinden, aber nicht bei allen Probanden

- Einzelstudien zeigen bei jungen, „geeigneten“ Mitarbeiternkeine Gesundheitsstörungen bei Dauer-Nachtschicht


Belange von Unternehmen undIndividuum – Wie gehen sie zusammen?

Beim bisherigen Stand des Wissens kann angenommen werden:

- Früh-Typen vertragen Nachtarbeit besonders schlecht- Herausnahme aus Nachtschicht?

Einführung einer „Zwischenschicht“?

- Spät-Typen vertragen Frühschichten besonders schlecht- Anpassung an späteren Arbeitsbeginn möglich?

- Früh-, aber auch Spättypen vertragen schnell vorwärts rotierendeSchichtsysteme schlechter als Indifferenztypen


Anpassung an Wechselschicht

Die Anpassungsfähigkeit an Wechselschicht hängt auch von der individuellen Ausprägung zirkadianer Rhythmen ab.

Personen mit stark ausgeprägten tageszeitlichen Rhythmen sind leichtund schnell auf einen Schichtwechsel einstellbar.


Belange von Unternehmen undIndividuum – Wie gehen sie zusammen?

Bei fehlenden Möglichkeiten der Flexibilisierung:

- Wahrscheinlich ist für den größeren Teil der Belegschaft ein schnell vorwärts rotierendes System am verträglichsten

- Wahrscheinlich führen einzeln eingestreute Nachtschichten in geringer Frequenz nicht zu einer Chronodisruption

Nachtschichten sollten nur einzeln eingestreut sein und von wenigstens 2 Freischichten gefolgt sein

- Adaptierung an Dauer-Nachtschicht ist im realen Alltag i. d. R.nicht realisierbar


Einfluss von inneren und äußeren Faktoren auf Gesundheitsstörungen

beeinflussbar

Arbeitszeit-Management

Soziales Umfeld

individuelle Toleranzder Zeitverschiebung

nicht beeinflussbar Alter

Gesundheitsstörungen

Chronisch• Schlafstörungen• Herz-Kreislauf-Störungen• Störungen des Verdauungstraktes• Depressionen• Zerbrechen familiärer/sozialer Strukturen

langfristiges Ausscheiden aus Schichtarbeit

Akut• Schlafmangel• Müdigkeit am Arbeitsplatz• Stimmungsschwankungen• erhöhte Fehlerrate• familiäre/soziale Probleme

frühzeitiges Ausscheiden aus Schichtarbeit


Wer braucht den Betriebsarzt vor allem?

! stark ausgeprägter Morgen-Typ Schlafstörungen/ Schlafmangel/nicht erholsamer Schlaf

! Zuckerkranke

! Epileptiker

! Symptome und Erkrankungen des Verdauungstraktes

! Herz-Kreislauf-Kranke


Wer braucht den Betriebsarzt vor allem?

! Depressive

! regelmäßige Medikamenten-Einnahme

! hohe Anforderungen im sozialen Umfeld (Familie etc.)

! Alter > 40. - 50. Lebensjahr

! Instabile Sozialstruktur


Prävention von Beschwerden und Erkrankungen

! Betriebsärztliche Betreuung vor Aufnahme und dann in regelmäßigen Abständen bei Schichtarbeit (Zeitarbeitsgesetz!)

! Entwicklung geeigneter Schichtmodelle (z. B. Vorwärts-Rotation;Einstreuung von einzelnen Nachtschichten etc.)

! diätetische Beratung

! Vermeidungsstrategien von Genuss- und Suchtmitteln(Tabak, Alkohol, Kaffee)

! Training von Entspannungsübungen (Vermeidung von Schlafstörungen)

! sozialpädagogische Begleitung

! Entfernung aus Schichtmodell ab 40./50. Lebensjahr


Was können die betroffenen Mitarbeiter tun?

! Leichte Kost in der Nachtschicht

! Betriebsärztliche Betreuung vor Aufnahme und dann in regelmäßigen Abständen bei Schichtarbeit (Arbeitszeitgesetz)

! Beratung zur Ernährung

! Vermeidung von Tabak und Alkohol

! Training von Entspannungsübungen (Vermeidung von Schlafstörungen)

! Regelmäßige Schlafrituale

! Leichte Kost vor dem Schlafengehen

schichtarbeit und gesundheit - nord.verdi.de · und immunsystem adrenalinspiegel im blut...

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