01 Pracka.p65

PRACA ORYGINALNA
ISSN 1641–6007
Sen 2003, Tom 3, Nr 3, 75–78
SEN
Zmiany jakości snu po zastosowaniu
jasnego światła podczas pracy nocnej
u pielęgniarek
Sleep quality changes after bright light treatment
during night shift of nurses
Daria Pracka1, Tadeusz Pracki1, Jacek Klawe2, Małgorzata Tafil-Klawe1,
Marzena Ziółkowska-Kochan1, Katarzyna Ciesielczyk1, Agnieszka Radel2
1Katedra
2Katedra
t
i Zakład Fizjologii Akademii Medycznej im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy
i Zakład Higieny i Epidemiologii Akademii Medycznej im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy
Abstract
Phototherapy in shift work
Introduction. Shift work, especially night one, is a great charge for human efficiency and
constitution, genetically and environmental adapted to day activity. The main problems for
shift workers are circadian rhythm sleep disorders. It is well known that bright light with
almost the same parameters as the sun-light is the most important synchroniser of human
biologic circadian rhythms, like sleep-wake one. Phototherapy, used as the therapeutic factor, could have influence on day sleep quality following nurses night work.
Material and methods. This work is the trial of estimating the influence of bright light treatment (phototherapy) on the quality of sleep after post-night shift. In this study 9 healthy
women nurses, volunteers, aged 25–35 (29,1 ± 3,6), were examined. The traditional polisomnographic studies were made twice. Once — after night work without phototherapy,
twice — after night shift with bright light of 10 000 lx exposing (Fotovita lamps; Ultra-Viol
s.c.). Sleep recording were analysed using computer system and visually.
Adres do korespondencji:
Daria Pracka
Katedra i Zakład Fizjologii
Akademii Medycznej
im. L. Rydygiera w Bydgoszczy
ul. Karłowicza 24
85–092 Bydgoszcz
tel. kom.: (+48) 606 515 302
tel.: (0 52) 585 37 20
faks: (0 52) 585 37 23
e-mail: sen.poradnia@
amb.bydgoszcz.pl
Results. Sleep quality after phototherapy as compared to the night without phototherapy
was changed as follows: sleep latency was shortened as well as REM latency but within the
normal standards. Numbers of sleep spindles decreased. Duration of sleep awakenings shortened as well. The power density in S4 NREM grove up. Power density for S1, S2 and S3
NREM grove down.
Conclusion. The results indicate that bright light used during night work has profound influence on the quality of sleep.
Key words: shift work, chronobiology, phototherapy, sleep quality
Osoby badane biorące udział w całości eksperymentu otrzymały honorarium motywacyjne, będące darem firmy Ultra-Viol s.c.
Praca finansowana z grantu badawczego KBN SPR-1/04.10.35
www.sen.viamedica.pl
75
SEN
2003, Tom 3, Nr 3
t
Wstęp
Od czasu wprowadzenia na dużą skalę pracy nocnej
osoby prowadzące zmienną aktywność w ciągu doby doświadczają negatywnych skutków ograniczonej adaptacji do zmian rytmu sen-czuwanie. Dotyczy to pracowników różnych gałęzi przemysłu, transportu oraz służby
zdrowia [1–3]. Praca o charakterze zmianowym pozostaje w sprzeczności z dziedzictwem genetycznym człowieka, przystosowanym do aktywności dziennej. Aby zapewnić pracownikom zmianowym odpowiedni komfort, należy poszukiwać sposobów zmniejszenia objawów zaburzeń rytmu sen-czuwanie [2–6].
Niewątpliwie, najsilniejszym zewnętrznym synchronizatorem i jednocześnie nadawcą wewnętrznych rytmów biologicznych (ang. pacemaker; niem. zeitgerber)
jest światło słoneczne. Może to być także białe sztuczne
światło o parametrach zbliżonych do słonecznego [7–11].
Informacje o natężeniu światła docierające do siatkówki
oka zostają przesłane przez nerwy wzrokowe do jądra
nadskrzyżowaniowego (SCN, Nucleus Suprachiasmaticus). Jest to najważniejszy wewnętrzny synchronizator
rytmów biologicznych, takich jak rytm sen-czuwanie oraz
rytm wydzielania hormonów, a wśród nich — szyszynkowej melatoniny pełniącej funkcję swoistego „chemicznego zegarmistrza” wszystkich komórek zaopatrzonych
w receptory melatoninowe [12–14]. W warunkach obniżenia natężenia światła poniżej około 1000 luksów dochodzi do wydzielania tego hormonu. Jego głównym działaniem jest obniżenie metabolizmu komórkowego, a w konsekwencji — zmniejszenie temperatury wewnętrznej ciała. Wskutek tego następuje wzmożenie objawów senności, prowadzące do obniżenia stopnia koncentracji, zwiększenia liczby popełnianych błędów itd. [1, 7, 8, 14–16].
Synchronizujący efekt działania białego jasnego światła
o natężeniu powyżej 2500 luksów polega głównie na zahamowaniu wydzielania melatoniny, przyczyniając się
do eliminowania wymienionych objawów [9, 10, 13]. Niedostateczne oświetlenie pomieszczeń w pracy stanowi
więc duże obciążenie dla pracowników podczas zmiany
nocnej. W badaniach dotyczących wpływu zastosowania jasnego światła aplikowanego pielęgniarkom pracującym nocą wykazano, że zmniejszyło się uczucie senności i zmęczenia, a tym samym nastąpił wzrost aktywności [6, 16–19]. Można zatem przypuszczać, że stosowanie jasnego światła podczas pracy nocnej może się
przyczynić do zmiany jakości przebiegu snu następującego bezpośrednio po niej.
W niniejszej pracy podjęto próbę zbadania wpływu jasnego, sztucznego światła o natężeniu 10 000 luksów podczas dyżuru nocnego pielęgniarek na jakość snu w warunkach symulowanej nocy, zaraz po zakończeniu pracy.
t
Materiał i metody
W badaniach wzięły udział pielęgniarki pracujące
w systemie zmianowym. Po dokładnej diagnozie klinicz-
76
nej z grupy 34 pielęgniarek ochotniczek wyłoniono 9,
które uczestniczyły we wszystkich etapach badań. Były
to zdrowe kobiety w wieku 25–35 lat (średnia wieku: 29,1 ±
± 3,6), bez nałogów.
Sen rejestrowano 2-krotnie ze standardowych odprowadzeń polisomnograficznych: EEG1 (C3–A2), EEG2 (C3–
–O1), EOGL, EOGP (odprowadzenia z kącików lewego
i prawego oka), EMG — z mięśni podbródka [20]. Do rejestracji polisomnogramu i jego wstępnej analizy wykorzystano system komputerowy Somnoscan Plus [21].
Pierwsza rejestracja odbywała się po nocnej zmianie bez
stosowania fototerapii, druga natomiast po naświetlaniu
światłem o natężeniu 10 000 luksów (lampą Fotovita; Ultra-Viol s.c.) w czasie dyżuru. Badane osoby 3-krotnie poddawano naświetlaniu, gdy tylko odczuwały senność. Ostatnie naświetlanie odbywało się przed godziną 4.00 rano.
Czas trwania każdego z naświetlań wynosił 30 minut.
Aby wyeliminować wpływ adaptacji do warunków
pracowni badawczej, przedział czasowy między jednym
a drugim badaniem każdej z osób wynosił około 3 tygodni. Bezpośrednio przed każdym badaniem pielęgniarki
znajdowały się w I fazie folikularnej cyklu owulacyjnego, nie przechodziły żadnych chorób infekcyjnych ani
innych chorób somatycznych. W noc poprzedzającą badanie kobiety nie mogły stosować żadnych używek,
a ostatni, lekkostrawny posiłek spożywały przed godziną
20.00. Zgłaszany dyskomfort psychiczny spowodowany
silnymi stresami lub złe samopoczucie powodowały przesunięcie terminu badania. W celu stworzenia komfortowych warunków symulowanej nocy badania prowadzono w komorze chronobiologicznej („bunkier”), znajdującej się w sąsiedztwie miejsca pracy pielęgniarek. Komora chronobiologiczna to całkowicie wyciszone i zaciemnione mieszkanie, w którym znajduje się pokój badawczy z klimatyzacją. Badania prowadzono w temperaturze 22°C, w całkowitej ciemności. Między zakończeniem
pracy w warunkach sztucznego światła o natężeniu poniżej 1000 luksów a przejściem do komory chronobiologicznej badane osoby nie były poddane ekspozycji na
światło słoneczne.
Za każdym razem badania rozpoczynano bezpośrednio po zakończeniu pracy, około godziny 7.30. Trwały
one aż do samoistnego przebudzenia badanej osoby, trwającego ponad 5 minut, po którym badane stwierdzały
subiektywnie, że są już wyspane. Po zakończeniu badania utworzono hipnogramy. Analizowano podstawowe
parametry snu: latencję snu, latencję REM, zawartość wybudzeń śródsennych, liczbę wrzecion oraz widmo energii sygnału EEG [21].
t
Wyniki
Uzyskane wyniki badań przedstawiono na rycinach 1–5.
Latencja snu po zastosowaniu fototerapii, w porównaniu
z nocą bez zastosowania fototerapii, została skrócona
średnio o 2,0 minuty (ryc. 1). Skróceniu o 21,3 minuty
www.sen.viamedica.pl
Daria Pracka i wsp., Sen po fototerapii a praca zmianowa
Rycina 1. Latencja snu przed i po fototerapii (n = 9)
Rycina 2. Latencja REM przed i po fototerapii (n = 9)
Rycina 3. Zawartość stadiów w czasie trwania snu przed i po foto-
Rycina 4. Liczba wrzecion w składkach snu S2–S4 przed i po foto-
terapii (n = 9); W — czuwanie; REM (rapid eye movement) — stadium
terapii (n = 9); S2, S3, S4 — stadia 2, 3, 4 snu NREM
SEN
REM; S1, S2, S3, S4 — stadia 1, 2, 3, 4 snu NREM
uległa również latencja fazy REM, utrzymując się jednak
w granicach normy (ryc. 2). Zawartość procentowa wybudzeń w trakcie trwania snu, to znaczy od momentu
zaśnięcia do czasu całkowitego wybudzenia, po zastosowaniu jasnego światła zmalała o 2,0%, natomiast zawartość stadium REM wzrosła o 4,7% (ryc. 3).
Widoczny jest znaczący spadek średniej liczby wrzecion w składkach stadiów S2, S3 i S4 NREM (ryc. 4).
Nastąpił także istotny wzrost średniego widma energii
sygnału EEG (C3–A2) w składkach S4 NREM wynoszący
46,2 µV2/Hz, natomiast widmo energii w pozostałych stadiach snu NREM uległo zmniejszeniu (ryc. 5).
t
Rycina 5. Widmo energii [mV2/Hz] sygnału EEG w stadiach snu
NREM przed i po fototerapii (n = 9); S1, S2, S3, S4 — stadia 1, 2,
3, 4 snu NREM
Wyniki i wnioski
Na podstawie uzyskanych wyników można wyciągnąć następujące wnioski:
1. Skrócenie latencji fazy REM mogła wywołać aktywacja cholinergiczna, zachodząca pod wpływem zastosowania jasnego światła.
2. Zmniejszenie zawartości wybudzeń śródsennych
w czasie snu wskazuje na poprawę jego jakości po
zastosowaniu fototerapii.
3. Wzrost widma energii sygnału EEG dla stadium S4
jest parametrem wskazującym na pogłębienie tego
stadium snu.
4. Zmniejszenie liczby wrzecion snu może wskazywać
na obniżenie aktywności GABA-ergicznej, co sugeruje obniżenie progu wybudzenia.
Uzyskane wyniki wskazują na pozytywny wpływ fototerapii prowadzonej podczas pracy nocnej pielęgniarek na jakość snu bezpośrednio po zakończeniu pracy.
Wyniki te nie są istotne statystycznie. Należy mieć na
uwadze, że w opisanym badaniu wzięło udział 9 osób.
W celu wnikliwej analizy wpływu jasnego światła podczas nocnych dyżurów na jakość snu po nocnej zmianie
będą prowadzone dalsze badania.
www.sen.viamedica.pl
77
SEN
2003, Tom 3, Nr 3
t
Streszczenie
Sen po fototerapii a praca zmianowa
Wstęp. Praca zmianowa, a szczególnie praca nocna, stanowi duże obciążenie dla ludzkiego organizmu, genetycznie i środowiskowo przystosowanego do aktywności dziennej. Głównym problemem dla pracowników nocnej zmiany są zaburzenia
rytmu sen-czuwanie. Wydaje się, że zastosowanie podczas nocnej zmiany jasnego, sztucznego białego światła o parametrach
zbliżonych do światła słonecznego może mieć charakter synchronizujący rytmy biologiczne. W niniejszej pracy podjęto próbę
oceny wpływu zastosowania jasnego światła (fototerapii) podczas pracy nocnej pielęgniarek na jakość snu bezpośrednio po
nocnej zmianie.
Materiał i metody. W badaniach uczestniczyło 9 zdrowych pielęgniarek ochotniczek, w wieku 25–35 lat (średnia wieku: 29,1
± 3,6 lat), pracujących w systemie zmianowym. Rejestrację polisomnograficzną wykonano 2-krotnie — bezpośrednio po
nocnym dyżurze bez zastosowania naświetlania jasnym światłem oraz po zastosowaniu naświetlań światłem białym o natężeniu 10 000 luksów (lampa Fotovita; Ultra-Viol s.c.). Przebieg snu analizowano komputerowo i wizualnie.
Wyniki. Jakość snu po nocnym dyżurze, podczas którego zastosowano naświetlania, w porównaniu z przebiegiem snu po
nocnej zmianie, podczas której nie zastosowano takiego naświetlania, zmieniła się. Nastąpiło skrócenie latencji snu oraz
latencji fazy REM, która utrzymała się jednak w granicach normy. Wzrosła także procentowa zawartość tej fazy. Jednocześnie zawartość procentowa czuwania śródsennego zmniejszyła się. Nastąpił wzrost widma energii w stadium S4 NREM.
Zaobserwowano tendencję spadkową liczby wrzecion w fazie NREM i widma energii w stadiach S1, S2 i S3 NREM.
Wnioski. Przeprowadzone badania wykazały zmiany jakości snu po ekspozycji na jasne światło podczas pracy na nocnej
zmianie.
Słowa kluczowe: praca zmianowa, chronobiologia, fototerapia, jakość snu
t
Piśmiennictwo
1. Touitou Y., Monohashi Y., Reinberg A., Touitou C., Bourdeleau P.,
Bogdan A., Auzeby A. Effect of shift work on the night time secretory patterns of melatonin, prolactin, cortisol and testosterone. Eur. J. Appl. Physiol. 1990; 60: 288–292.
2. Akerstedt T. Shift work and disturbed sleep/wakefulness. Occup. Med. Lond. 2003; 53 (2): 89–94.
3. Garbarino S., de-Carli F., Nobili L., Mascialino B., Squarcia S.,
Penco M.A., Beelke M., Ferrilla F. Sleepiness and sleep disorders
in shift workers: a study on a group of italian police officers.
Sleep 2002; 15, 25 (6): 648–653.
4. Reinberg A.E., Smolensky M.H. Night and shift work and transmeridian and space flights. W: Touitou Y., Hus E. (red.). Biological rhythms in clinical and laboratory medicine. Springer Verlang 1994; 243–255.
5. Horowitz T.S., Cade B.E., Wolfe J.M., Czeisler C.A. Efficacy of
bright light and sleep/darkness scheduling in alleviating circadian maladaptation to night work. Am. J. Physiol. Endocrinol.
Metab. 2001; 281 (2): E384–E391.
6. Kuhn G. Circadian rhythm, shift work, and emergency medicine. Ann. Emerg. Med. 2001; 37 (1): 88–98.
7. Czeisler C.A., Johnson M.P., Duffy J.F., Brown E.N., Ronda J.M.,
Kronauer R.E. Exposure to bright light and darkness to treat
physiologic maladaptation to night work. N. Engl. J. Med. 1990;
322: 1253–1259.
8. Czeisler C.A., Duffy J.F., Kronauer R. Treatment of physiolologic
maladaptation to night work. N. Engl. J. Med. 1989; 323: 918–919.
9. Wirz-Justice A., Graw P., Krauchi K., Haug H.J., Leonhard G.,
Brunner D. Effect of light on unmasked circadian rhythms in
man. Pergamon Press, Oxford 1993; 385–393.
10. Wirz-Justice A. Seasonal affective disorder and light therapy.
W: From the biological clock to chronopharmacology. Lemmer B.
(red.). Medpharm Scientific Publishers, Stuttgart 1996; 189–200.
78
11. Kuller R. The influence of light on circadian rhythms in humans.
J. Physiol. Anthropol. Appl. Human Sci. 2002; 21 (2): 87–91.
12. Cox C.M., Mason R., Meal A., Parker T.L. Altered 5-HT sensitivity and synaptic morphology in rats CNS induced by long-term
exposure to continuous light. Brit. J. Pharmacol. 1986; 89: 528P.
13. Pracka D. Fototerapia w klinice. Post. Hig. Med. Dośw. 1999; 533:
517–523.
14. Lewy A.J., Werhr T.A., Goodwin F.K., Newsome D.A., Markey S.P.
Light supress melatonin secretion in humans. Science 1980; 210:
1267–1269.
15. Leppamaki S., Partonen T., Piroinen P., Haukka J., Lonnqvist J.
Timed bright-light exposure and compleints related to shift work
among women. Scand. J. Work Environ. Health 2003; 29 (1):
22–26.
16. De Martino M.M. Comparative study of sleep patterns in nurses
working day and night shifts. Rev. Panam. Salud Publica 2002;
12 (2): 95–100.
17. Salinen M., Harma M., Mutanen P., Ranta R., Virkkala J., Muller K.
Sleep-wake rhythm in an irregular shift system. J. Sleep Res. 2003;
12 (2): 103–112.
18. Havlovits S.J., Lau D.C., Pinfield L.T. Repercussions of work schedule conguence among full-time, part-time, and contingent nurses. Health Care Manage. Rev. 2002; 27 (4): 30–41.
19. Boivin D.B., James F.O. Circadian adaptation to night-shift work
by judicious light and darkness exposure. J. Biol. Rhythms 2002;
17 (6): 556–567.
20. A manual of standardized terminology, techniques and scoring
system for sleep stages of human subjects. Rechtschaffen A.,
Kales A. (red.). U.S. Government Printing Office, Washington
1968; D.C. 20014, DHEW, Publication No. (NIH) 204.
21. Pracki T., Zając J., Kowalski W., Kucharz W., Jurek K., Pracka D.,
Narębski J. Somnoscan — system ekspertowy analizy snu. Probl.
Techn. Med. 1990; 21, 1: 8–50.
www.sen.viamedica.pl