Посменная работа и недостаток сна: влияние на здоровье

Абстракт | В этом обзоре рассматривается литература, посвященная сменной работе и ее связи с недостатком сна, хроническими заболеваниями и несчастными случаями. Статья основана на 38 мета-анализах и 24 систематических обзорах с дополнительными описательными обзорами и статьями, которые использованы для изложения предполагаемых механизмов связи сменной работы с несчастными случаями и ухудшением здоровья. Показано, что влияние сменной работы на сон преимущественно выражается в острой бессоннице в связи с ночными и ранними утренними сменами. Также существует связь между сменной работой и несчастными случаями, диабетом 2 типа (диапазон относительного риска 1,09–1,40), избыточным весом, ишемической болезнью сердца (относительный риск 1,23), инсультом (относительный риск 1,05) и раком (диапазон относительного риска 1,01‒1,32), хотя в оригинальных исследованиях были получены смешанные результаты. Взаимосвязь сменной работы с кардиометаболическими заболеваниями и несчастными случаями очень сходна с таковой для недостатка сна. В лабораторных исследованиях показано, что и сменная работа, и бессонница приводят к усилению кардиометаболического стресса и когнитивным нарушениям. С учетом того, что последствия сменной работы и недостатка сна для здоровья и безопасности весьма сходны, они, вероятно, имеют общие механизмы. Тем не менее, для того, чтобы определить, является ли недостаток сна причиной неблагоприятного воздействия сменной работы на здоровье, необходимы дополнительные исследования.


Введение

Обычно определение сменной работы охватывает работу в часы, не соответствующие стандартному дневному рабочему времени, включая работу в фиксированное раннее утреннее, вечернее и ночное время, а также работу по графику и трехсменную работу. Термин «трехсменная работа» означает, что рабочее время сотрудников более-менее регулярно чередуется между дневной, вечерней и ночной сменой. В Соединенных Штатах около 29 % специалистов работают в часы, не соответствующие обычному рабочему времени (с 06:00 до 18:00) [1], и многие из них работают ночью. По статистике Европейского Союза с 2015 года, около 19 % всех сотрудников по меньшей мере один раз в месяц работают ночью [2].

Сменная работа нарушает нормальный цикл «сон-бодрствование», что приводит к укорочению длительности сна и сильной усталости [3, 4]. Имеются доказательства того, что сменная работа может влиять на здоровье и безопасность в долгосрочной перспективе, при этом в нескольких исследованиях установлено, что сменная работа повышает риск развития рака молочной железы и ишемической болезни сердца [5]. Однако полученные доказательства противоречивы и в настоящий момент считается, что сменная работа не является основным фактором, влияющим на развитие хронических заболеваний [6]. Критическая проблема, мешающая прогрессу в данной области, заключается в слабом понимании путей и механизмов, вовлеченных в развитие хронических заболеваний при сменной работе.

Имеются надежные доказательства того, что недостаток сна вызывает неблагоприятные иммунологические и метаболические изменения [7], приводит к когнитивным нарушениям [8, 9] и увеличивает риск хронических заболеваний [10, 11]. Таким образом, короткая продолжительность или плохое качество сна (т. е. симптомы, связанные с бессонницей) могут стать промежуточным звеном неблагоприятного влияния сменной работы на здоровье. Хотя в нескольких описательных обзорах рассматривалось влияние сменной работы на сон, лишь в немногих из них приводились рассуждения о том, может ли недостаток сна вызывать ухудшение здоровья.

Цель этого обзора — критически оценить доказательства связи между сменной работой, хроническими проблемами со здоровьем и несчастными случаями на производстве. Центральной темой является рассмотрение того, может ли недостаток сна выступать вероятным механизмом развития неблагоприятных последствий для здоровья у работающих посменно. Чтобы выявить роль сна в развитии хронических заболеваний и возникновении несчастных случаев во время сменной работы, авторы также изучили эпидемиологическую связь между короткой продолжительностью и плохим качеством сна с теми же самыми последствиями для здоровья, которые использовались при рассмотрении сменной работы и здоровья. Кроме того, авторы рассмотрели последние экспериментальные модели, связанные с бессонницей, нарушением суточных ритмов и физиологическими изменениями, указывающими на появление в будущем неблагоприятных последствий для здоровья.


Источники и критерии отбора

Авторы проанализировали литературу с целью оценить связь между сменной работой, сном и хроническими проблемами со здоровьем. В анализ были включены следующие исходы: ишемическая болезнь сердца, инсульт, рак, диабет 2 типа, ожирение (избыточный вес), депрессия, несчастные случаи или травмы на рабочем месте, смертность по любой причине, смертность от ишемической болезни сердца и смертность от рака. Обзор охватывает как экспериментальные, так и эпидемиологические исследования и преимущественно основан на систематических обзорах и мета-анализах, а не на оригинальных исследованиях. Поиск литературных источников проводился в трех базах данных (PubMed, PsycINFO и Cochrane Library) с последней датой обращения 22 февраля 2016 года. Авторы включали в собственный анализ систематические обзоры и мета-анализы, которые содержали по меньшей мере один сравнительный анализ исследований «случай-контроль», проспективных или рандомизированных исследований, опубликованные на английском языке в период с 2006 по 2016 год и включавшие вышеупомянутые хронические заболевания. Систематические обзоры и мета-анализы, опубликованные до 2006 года, встречаются редко, и кроме того, целью авторов стало рассмотрение последних полученных данных. Авторы исключили систематические обзоры и мета-анализы, ограниченные одномоментными исследованиями, симуляцией ночных смен и изучением неработающего населения (например, подростков), а также исследования, не соответствующие рекомендациям PRISMA (Предпочтительные сообщения о результатах исследований для систематических обзоров и мета-анализов; preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses) или QUOROM (Качество публикаций по результатам мета-анализов; quality of reporting of meta-analyses). Авторы обнаружили очень мало систематических обзоров и мета-анализов, посвященных сменной работе и нарушениям сна, поэтому они приняли решение изучить и описательные обзоры, систематические обзоры неэкспериментальных обсервационных исследований, а также самые последние данные по этой теме. Критериями включения для сна стали длительность сна, короткая продолжительность сна и нарушения сна (или их синонимы, такие как плохое качество сна и бессонница), в то время как исключались исследования апноэ во сне, нарколепсии и гиперсомнии. Обзор литературы, касающейся механизмов, основан преимущественно на систематических обзорах и мета-анализах, но также включает описательные обзоры и статьи, рассматривающие последние модели и данные о потенциальных механизмах, посредством которых нарушенный сон может приводить к хроническим заболеваниям и несчастным случаям.


Сменная работа и сон

Систематический обзор и мета-анализ эпидемиологических исследований предоставили общую картину влияния сменной работы на привычное качество сна [12]. Обзор семи проспективных исследований выявил, что у работающих посменно наблюдается тенденция к повышению риска развития хронических нарушений сна, таких как симптомы бессонницы (отношение рисков 1,16; 95 % доверительный интервал от 0,97 до 1,38) [12]. Однако систематический обзор сна при сменной работе в морской нефтяной промышленности показал, что работающие посменно чаще жалуются на проблемы со сном, чем работающие в дневные часы [13].

Несмотря на обширное изучение субъективного качества сна при рабочих сменах различного типа, авторам не удалось найти систематических обзоров на эту тему. Описательные обзоры указывают на сильное воздействие циркадных ритмов на субъективное качество сна [14]. В тех случаях, когда эпизоды сна заканчиваются вблизи циркадного минимума (т. е. до начала ранней утренней смены), зачастую человек не чувствует себя отдохнувшим и просыпается с трудом [14]. Дневной сон, наступающий после ночной смены, обычно имеет короткий субъективный период засыпания и относительно небольшое число пробуждений во время сна, однако чаще всего он заканчивается раньше положенного времени, через 4‒6 часов [15].

Во многих исследованиях оценивалось влияние сменной работы на продолжительность сна, однако систематические обзоры на эту тему встречаются редко. Мета-анализ исследований, посвященных субъективной продолжительности сна, показал, что самый короткий сон наблюдается днем после ночной работы (в среднем 5 ч. 51 мин.), тогда как самый длинный сон — после вечерних смен (8 ч. 2 мин.) [16]. Сон перед утренними сменами также был ограничен (6 ч. 37 мин.), особенно при раннем начале смены (до 06:00) [15] или в том случае, если сну предшествовала вечерняя смена [17]. Один из систематических обзоров позволил предположить, что короткий период восстановления (< 11 ч.) между сменами резко сокращает продолжительность сна [17]. Другая характеристика графиков рабочих смен, которая влияет на продолжительность сна — это частота чередования смен. При медленном чередовании (от четырех до семи последовательных смен в одно и то же время) сон длится немного дольше (6 ч. 56 мин.), чем при быстром чередовании смен (от одной до трех смен в одно и то же время подряд: 6 ч. 31 мин.). Авторам не удалось найти систематического обзора связи продолжительности сна в выходные дни со сменной работой. Тем не менее, обсервационные исследования показывают, что в течение первого выходного дня после периода рабочих смен продолжительность сна увеличивается и составляет более 8 ч. [18].

Большинство исследований, посвященных сну и сменной работе, касаются острого воздействия сменной работы на продолжительность сна. Плохо изучена способность работников восстанавливаться между сменами. Согласно описательному обзору, если рассматривать сон в течение всего периода сменной работы, то разница в продолжительности сна работающих в обычное дневное время (в среднем 7 ч. 37 мин.) и работающих посменно (от 7 ч. 23 мин. до 7 ч. 37 мин) невелика [19]. Наибольшая продолжительность сна в течение всего цикла смен была обнаружена у постоянно работающих в вечернее время (7 ч. 57 мин.). Таким образом, данные показывают, что при сменной работе возникают острые, но не хронические нарушения сна. Остается вероятным, что графики сменной работы с малым числом выходных дней, ограниченным временем отдыха между сменами или низкой частотой вечерних смен могут быть связаны с хроническими нарушениями сна.

При субъективной оценке продолжительность сна часто переоценивается, а объективное обследование с полисомнографией для работающих посменно проводится редко. В нескольких обзорах получены данные о том, что дневные периоды сна (после ночных смен), зарегистрированные с помощью полисомнографии, составили не более 5,0‒5,5 ч., а периоды сна перед началом ранних утренних смен длились 5,5‒6,0 ч. [14, 20]. Примечательно, что в случае обоих этих периодов сна сокращение продолжительности сна затрагивало вторую стадию медленного сна и сон с быстрым движением глазных яблок, тогда как продолжительность медленноволнового сна не изменялась [14]. Сокращение продолжительности медленноволнового сна, по-видимому, наблюдалось только в том случае, если ожидалось раннее пробуждение, как в случае работы по вызову или перед ранними утренними сменами [15‒22].

Проблемы со сном, о которых сообщают работающие посменно, обычно связаны с чрезмерной сонливостью, возникающей в периоды ночной или ранней утренней работы или при сокращении времени восстановления между сменами [4]. Когда нарушения сна/бодрствования, связанные с графиком работы, становятся хроническими (то есть симптомы продолжаются не менее трех месяцев), состояние такого сотрудника соответствует критериям «нарушения сна, связанного со сменной работой» (SWD, англ. shift work sleep disorder), которое, согласно международной классификации нарушений сна, является клиническим расстройством сна, связанным с нарушениями циркадных ритмов [23].

Частота встречаемости SWD у работающих с чередованием смен и в ночную смену оценивается в 10‒23 % [4]. Практически все исследования SWD являются одномоментными, но одно проспективное исследование медсестер показало, что SWD чаще возникает среди тех, кто чаще работает в ночную смену [24]. Одномоментные исследования показывают, что сотрудники с SWD чаще указывают на проблемы со здоровьем и несчастные случаи, произошедшие из-за сонливости, хотя эти исследования не позволяют сделать какие-либо выводы относительно причинно-следственной связи [4].

Как субъективные, так и объективные измерения сна показывают, что работа в ночное и раннее утреннее время связана с уменьшением времени сна, а около 20‒30 % работающих посменно жалуются на недостаток сна и чрезмерную сонливость, возникающую в связи с работой в ночные и ранние утренние часы.


Таблица 1 | Риски для здоровья, связанные со сменной работой, короткой продолжительностью сна (4‒7 часов) и нарушениями сна (симптомы бессонницы)
Открыть таблицу в отдельной вкладке



Сменная работа, недостаток сна, хронические заболевания и несчастные случаи на рабочем месте

Сменная работа связана с широким спектром проблем безопасности и здоровья. В этом разделе авторы обобщили имеющиеся данные о том, как сменная работа влияет на безопасность и состояние здоровья. В Таблице 1 и Вставке 1 приведены полученные результаты; также в Таблице 1 указаны данные, касающиеся малой продолжительности и низкого качества сна при отдельных состояниях.



Сердечно-сосудистые заболевания

В самый крупный систематический обзор и мета-анализ связи между сменной работой и ишемической болезнью сердца вошли 34 неэкспериментальных исследования с общим размером выборки, превышающем 2 млн. человек. Его результаты показывают, что сменная работа связана с инфарктом миокарда (объединенный относительный риск 1,23, доверительный интервал 95 % от 1,15 до 1,31) и ишемическим инсультом (1,05; от 1,01 до 1,09) [25]. Анализ различных характеристик графиков сдвига смен показал, что самые высокие риски связаны с ночными сменами (относительный риск 1,41), тогда как работа в вечернюю смену не оказалась значимо связанной с ишемической болезнью сердца [25].

Однако в более раннем систематическом обзоре были получены результаты, с большей осторожностью указывающие на ограниченные доказательства причинно-следственной связи между сменной работой и сердечно-сосудистыми заболеваниями [26]. Несмотря на то, что в большинстве исследований (n=14) показана связь между сменной работой и ишемической болезнью сердца, невозможно исключить систематические ошибки, связанные с такими методологическими проблемами, как неадекватный контроль искажающих факторов, ошибки выборки и неверная классификация из-за крайне недоработанных количественных показателей воздействия ночной работы.


Метаболические нарушения

Имеется множество данных о влиянии сменной работы на нарушения обмена веществ. В двух систематических обзорах показано, что сменная работа повышает риск избыточного веса или ожирения [27, 28]. Мета-анализы и систематические обзоры, опубликованные за последние три года, также указывают, что сменная работа повышает риск развития диабета 2 типа. Первый мета-анализ, включавший 12 когортных исследований с участием 226 652 человек, показал, что объединенное скорректированное отношение шансов [Развития метаболических нарушений при сменной работе. — прим. перев.] составляет 1,12 (95 % доверительный интервал от 1,06 до 1,19) [29]. Второй мета-анализ, основанный на 10 когортных исследованиях, после корректировки на некоторые вмешивающиеся факторы установил соотношение шансов в 1,15 (от 1,08 до 1,22) [30]. Эти результаты соответствуют более раннему систематическому обзору когортных исследований [31].


Рак молочной железы

В 2007 году Международное агентство по исследованию рака (МАИР) пришло к выводу, что сменная работа, включая ночную работу и нарушения суточных ритмов, с достаточной вероятностью повышает риск развития рака молочной железы [32]. С тех пор по этому вопросу было опубликовано несколько систематических обзоров и мета-анализов. В трех обзорах сделан вывод о недостаточных или ограниченных доказательствах связи между работой в ночную смену и раком молочной железы [33‒35], в то время как четыре обзора показали, что ночная работа в течение особенно длительного времени (> 20 лет) связана с повышенным риском развития рака молочной железы [36‒39].

Некоторые из обзоров указывают на дозозависимую взаимосвязь [36‒39]. По оценкам одного из таких обзоров, каждые пять лет ночной работы повышают риск рака молочной железы примерно на 3 %. Систематические обзоры, не показавшие достаточно достоверных ассоциаций между ночной работой и раком молочной железы, указали на имеющиеся методологические недостатки, включая ограниченное число исследований и их разнородность, слабые ассоциации и тот факт, что многие из проспективных исследований, в которых были обнаружены ассоциации, проводились на выборках из конкретных профессиональных групп, таких как медсестры и стюардессы. Следовательно, существует риск того, что результаты можно объяснить ошибками выборки, случайностью или вмешивающимися факторами [33]. Некоторые из недавних обзоров также поднимают методологические проблемы, связанные с оценкой воздействия ночной работы и сменной работы. Таким образом, необходимы более подробные данные о воздействии графиков смен, например, происходит ли чередование смен или же сотрудник работает в одну и ту же смену, регулярно ли чередуются смены и сколько времени в общей сумме составляют часы работы, не приходящиеся на стандартное дневное время [40].


Другие заболевания

Авторы обнаружили два обзора связи работы в ночную смену и рака предстательной железы. Систематический обзор публикаций с 2012 года выявил четыре исследования со смешанными результатами [41]. Однако, опубликованный в 2015 году мета-анализ на основе восьми исследований показал значительно повышенный (в т. ч. зависимый от количества часов недосыпа) риск рака предстательной железы [42]. Относительный риск составил 1,24 (95 % доверительный интервал от 1,05 до 1,46), с повышением риска на 2,8 % (от 0,3 % до 5,4 %) для каждых пяти лет работы в ночную смену. Недавний мета-анализ также выявил повышенный риск развития колоректального рака при работе в ночную смену [43]. При поиске литературы не было обнаружено систематических обзоров или мета-анализов, рассматривающих связь сменной работы и депрессии.


Смертность

Некоторые из недавних мета-анализов по сменной работе и хроническим заболеваниям рассчитали объединенные отношения рисков для смертности. В одном из исследований не было обнаружено существенных ассоциаций со смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний (отношение рисков 1,04) [25]. В другом анализе было обнаружено небольшое значимое повышение риска гибели от сердечно-сосудистых заболеваний (1,03; от 1,00 до 1,05), в то время как объединенное отношение рисков для смерти от рака и смерти по любой причине оказалось незначимым [39].


Несчастные случаи на рабочем месте

При поиске литературы авторы обнаружили два систематических обзора несчастных случаев на рабочем месте и сменной работы. Один из обзоров включал три когортных исследования работы с чередованием смен и постоянной работы в ночное время [44]. Во всех исследованиях было показано значимое повышение относительных рисков (в диапазоне от 1,21 до 1,36) без каких-либо различий между работой с чередованием смен и постоянной работой в ночное время. Систематический обзор несчастных случаев при ночной работе и сменной работе в морской нефтяной промышленности показал неоднозначные результаты [13]. При поиске литературы не удалось обнаружить систематических обзоров или мета-анализов связи ночной работы и несчастных случаев при возвращении с работы; однако, несколько исследований указывают на повышенный риск автомобильных аварий при нахождении за рулем после ночных смен [45, 46].


Влияние продолжительности сна

Установлена значимая эпидемиологическая связь между короткой продолжительностью сна (определяемой как 4‒7 часов сна в ночное время) и последствиями для здоровья, риск которых повышается при сменной и ночной работе. Так, малая продолжительность сна повышала риск развития ишемической болезни сердца [47, 48], инсульта [49, 50], диабета 2 типа [30, 51], ожирения / избыточного веса [52, 53] и несчастных случаев на рабочем месте [54]. Также малая продолжительность сна показала ассоциацию с повышенным риском депрессии и смертности [55‒57]. С другой стороны, в одном систематическом обзоре не было обнаружено никакой связи между короткой продолжительностью сна и избыточным весом [58], а в двух мета-анализах не было выявлено повышенного риска развития рака молочной железы [38, 59].


Влияние качества сна

Показано наличие значимых ассоциаций между плохим качеством сна и травмами на рабочем месте [54, 60], ишемической болезнью сердца [61], диабетом 2 типа [30, 51], депрессией [62] и, в некоторой степени, смертностью от всех причин, а также смертностью от ишемической болезни сердца [63]. В отдельных мета-анализах, изучавших специфические симптомы бессонницы, была показана ассоциация затрудненного засыпания с диабетом 2 типа, смертностью от всех причин и смертностью от ишемической болезни сердца [51,63]. Для таких симптомов, как частые пробуждения и пробуждения ранним утром, показаны смешанные результаты, хотя в систематическом обзоре отмечается повышенный риск развития диабета 2 типа при частых пробуждениях [51]. Отсутствие чувства отдыха после сна также показало ассоциацию с 17 %-ным повышением риска смертности от всех причин [63]. Авторы обнаружили относительно небольшое количество систематических обзоров и мета-анализов, рассматривающих низкое качество сна, и не выявили обзоры, соответствующие критериям поиска, по влиянию качества сна на риск инсульта, рака или ожирения / избыточного веса.


Выводы

Итак, существует умеренная, но малоубедительная поддержка связи между сменной работой и неблагоприятными последствиями для здоровья, связанными с сердечно-сосудистыми заболеваниями, диабетом 2 типа, раком и несчастными случаями на рабочем месте. Также результаты исследований показывают, что графики, включающие ночные смены, связаны с большими рисками, чем графики, ограниченные дневными и вечерними сменами. Аналогичные результаты (т. е. связанные с кардиометаболическими заболеваниями и несчастными случаями на рабочем месте) показаны для короткой продолжительности и низкого качества сна. Аналогичные значимые ассоциации между сменной работой и нарушениями сна подтверждают гипотезу о том, что короткая продолжительность и низкое качество сна (по опыту с симптомами бессонницы) являются вероятными посредниками, объясняющими, каким образом сменная работа повышает риск несчастных случаев и неблагоприятных последствий для здоровья.



Механизмы, связывающие сменную работу с неблагоприятными последствиями для здоровья

Поскольку важно лучше понять механизмы, связывающие сменную работу с неблагоприятными последствиями для здоровья, можно отдать приоритет улучшению рабочего расписания, законодательству о рабочем времени, скринингу на биомаркеры и заболевания, а также основным способам противодействия неблагоприятным последствиям. На Рисунке 1 показана модель того, каким образом центральные пути влияния сменной работы на поведение могут приводить к острым когнитивным нарушениям и несчастным случаям, а также к развитию хронических заболеваний. Всесторонний обзор всех возможных механизмов выходит за рамки этой статьи, поэтому основное внимание уделяется механизмам, связанным со сменной работой и нарушениями сна.

В нескольких недавних обзорах рассматриваются возможные механизмы, с помощью которых сменная работа может приводить к неблагоприятным последствиям для здоровья [6‒67]. Предполагаемые механизмы можно условно разделить на поведенческие механизмы, такие как изменение привычного рациона питания, психосоциальный стресс, связанный с балансом труда и отдыха, и физиологические механизмы, такие как кардиометаболический стресс. Жизненно важным и часто упускаемым аспектом является тот факт, что многие сотрудники хорошо переносят сменную работу; также малопонятно, почему некоторые люди легче других адаптируются к сменной работе.



Поведенческие механизмы

Считается, что сменная работа нарушает несколько схем поведения, включая освещение, режим питания, структуру сна, физическую активность, курение и употребление алкоголя, однако эту взаимосвязь рассматривают лишь несколько систематических обзоров и мета-анализов. При ночной работе сотрудники находятся в условиях большей освещенности ночью и меньшей — днем (поскольку их сон приходится на дневное время) [68]. По-видимому, это приводит к снижению концентрации мелатонина в ночное время, однако исследования в этой области неоднозначны [69].

Сон в дневное время, как минимум в условиях темноты, может вызвать сдвиг циркадных фаз [70]. В одном из недавних обзоров была показана связь сменной работы с нерегулярным питанием, приемом пищи в неподходящую циркадную фазу и худшим качеством пищи [71]. Хотя считается, что общая калорийность пищи при чередующихся сменах примерно равна или слегка превышает таковую при ночных сменах, некоторые исследования поддерживают данные о том, что работающие посменно потребляют больше углеводов (связано с частыми перекусами) и меньше фруктов [71]. По-видимому, типична следующая картина: работающие в ночную смену питаются малыми порциями несколько раз в течение периода бодрствования и, следовательно, принимают пищу во время циркадных фаз, не являющихся оптимальными для постпрандиального ответа (что связано с нарушением толерантности к глюкозе и ухудшением липидного профиля крови) [72].

Недавний мета-анализ также показал, что длительная продолжительность работы (> 48 часов в неделю) ожидаемо связана с увеличением потребления алкоголя (отношение шансов 1,12) по сравнению со стандартной 35- или 40-часовой рабочей неделей [73]. Имеются отдельные указания на повышение частоты курения [6, 74] и уменьшение физической активности [75] среди работающих посменно, хотя авторы не обнаружили мета-анализов или систематических обзоров по этому вопросу. Кофеин — психоактивный препарат, который наиболее широко применяется в мире и обычно используется для уменьшения сонливости и повышения трудоспособности [76]. Хотя нередко считается, что сотрудники, работающие посменно, употребляют большое количество кофе с целью поддержания бодрости, отсутствуют данные о потреблении кофе этими сотрудниками и о том, используют ли они конкретные стратегии повышения концентрации внимания.


Психосоциальный стресс

При сменной работе проблемы со здоровьем также могут возникать из-за нарушения ритмов социальной жизни [77]. Работа в часы и в дни, не совпадающие с занятостью социального и семейного окружения сотрудника, может привести к конфликту между обязанностями на работе и в семье, что, в свою очередь, может значительно нарушить баланс труда и отдыха. Систематический обзор показал, что сменная работа негативно сказывается на балансе труда и отдыха и что дисбаланс труда и отдыха связан с субъективным ухудшением здоровья [77].

Психосоциальный стресс на работе также связан с такими хроническими заболеваниями, как ишемическая болезнь сердца [78]. Предполагается, что сменная работа связана с более высоким уровнем психосоциального стресса на работе, в частности с более слабым контролем проделанной работы [74] и более слабым личным контролем во время работы [79]. Также сменная работа оказалась связана с более низким социально-экономическим классом [74, 80]. Следовательно, риски для здоровья, связанные со сменой работой, частично могут быть опосредованы повышенным уровнем психосоциального стресса как на работе, так и в личной жизни.


Физиологические механизмы

Предполагается, что за связь сменной работы с несчастными случаями и заболеваниями отвечают некоторые физиологические механизмы. Наиболее достоверные, а также недавно предложенные взаимосвязи рассмотрены ниже и также приводятся на Рисунке 1.


Нарушения циркадного ритма
Для большинства регуляторных гормонов наблюдаются явные суточные ритмы. Секреция некоторых из этих гормонов в значительной степени регулируется сном (например, тестостерон, соматотропный гормон и пролактин), в то время как другие управляются преимущественно циркадными ритмами (например, кортизол и мелатонин) или зависят от приема пищи и голодания (например, инсулин) [81, 82]. Также некоторые гормоны зависят непосредственно от света (мелатонин), а другие управляются как сном, так и системой циркадного ритма (например, тиреотропный гормон и в определенной степени кортизол). Экспериментальные исследования ясно показывают, что изменения времени сна, времени питания и освещения, характерные для сменной работы, приводят к острым нарушениям (или смещениям) циркадных ритмов, свойственных регуляторным гормонам [64]. Рассмотрение того, в какой степени нарушение циркадных ритмов регуляторных гормонов влияет на физиологические процессы и здоровье, а также их связи со сменной работой, выходит за рамки этой статьи и рассматривается в других источниках [64‒85].


Нейроэндокринный стресс
В отдельных описательных обзорах сделан вывод, что нарушения сна часто связаны с умеренной временной активацией основных нейроэндокринных стрессовых систем [86], а также с усилением стрессовых реакций [65]. Авторы не обнаружили подобного мета-анализа, посвященного сменной работе, однако имеются данные, указывающие на острое повышение уровня стрессовых гормонов и активности симпатической нервной системы у работающих посменно [6, 65], а также значительное нарушение суточных ритмов, свойственных нейроэндокринным процессам (см. выше). Хотя имеются подтверждения того, что сменная работа приводит к долгосрочным изменениям [65], последние, по-видимому, связаны с нарушением циркадных ритмов, а не с активацией стрессовых систем. Несмотря на отсутствие достаточных доказательств долгосрочного влияния сменной работы на гормоны стресса, такие как кортизол и катехоламины [6, 65], экспериментальные исследования показывают, что хронические нарушения сна постепенно повышают чувствительность животных к стрессовым реакциям [86].


Кардиометаболический стресс
Экспериментальные исследования ясно показывают, что нарушения сна ухудшают толерантность к глюкозе и чувствительность к инсулину и нарушают энергетический баланс [64‒88], однако систематические обзоры и мета-анализы по этому вопросу встречаются редко. В то время как недавний систематический обзор 22 перспективных исследований сменной работы предоставил доказательства того, что сменная работа приводит к нарушению толерантности к глюкозе [28], небольшой мета-анализ семи экспериментальных исследований не выявил нарушения чувствительности к инсулину у людей с короткой или длинной продолжительностью сна [89]. Короткая продолжительность сна и сменная работа, особенно работа ночью, облегчает прием пищи в неподходящую циркадную фазу; в частности, прием пищи ночью связан с ухудшением профиля липидов крови и резистентностью к инсулину [90]. Недавние эксперименты показали, что симулированная рабочая неделя с ограничением сна приводит к снижению чувствительности к инсулину в тех случаях, когда ограничение сна сопровождалось ранним завтраком или при сдвиге времени смен [84].

Недавние мета-анализы, включающие 24 и 13 исследований [92, 93] и систематический обзор [94], показывают, что короткая продолжительность сна связана с более высокой частотой гипертензии. Некоторые данные поддерживают связь между сменной работой, повышенным кровяным давлением, гипертензией, ухудшением липидного профиля крови и свертыванием крови [6, 71]. Кроме того, чем больше пищи человек потребляет ночью, тем хуже у него липидный профиль крови [65]. С другой стороны, в недавнем мета-анализе сменной работы и метаболических факторов риска был сделан вывод о недостаточных доказательствах связи между сменной работой и артериальным давлением, а также липидами крови [28].

Важный аспект касается времени проведения измерений, а 24-часовые записи предпочтительнее одиночных измерений. Например, у работающих посменно уровень снижения артериального давления или суточные вариации свертывания крови при сне днем отличаются от таковых при сне ночью [6].

Имеется лишь несколько исследований по связи сменной работы и функции эндотелия, а два крупных исследования путем наблюдения показали, что работающие посменно имеют повышенный риск развития субклинического атеросклероза и что этот эффект наблюдался даже у сотрудников младше 40 лет [95, 96]. В целом сменная работа и нарушение сна вызывают метаболический стресс [28, 64], и этот эффект усугубляется при сочетании с нарушением циркадных ритмов [64].


Изменение функционирования иммунной системы
Результаты экспериментальных исследований сна и функционирования иммунной системы противоречивы, однако имеются некоторые систематические закономерности. Единственный мета-анализ, посвященный сну и маркерам воспаления, который обнаружили авторы, включал 72 исследования [7]. Анализ, основанный на одномоментных исследованиях в данной области, показал, что нарушения и короткая продолжительность сна связаны с повышением концентрации некоторых маркеров воспаления, таких как C-реактивный белок (CРБ) и интерлейкин-6, но не затрагивает другие маркеры, например, фактор некроза опухоли альфа (TNF-α). Тем не менее, мета-анализы, основанные на экспериментальных исследованиях воздействия на сон, не подтвердили повышения воспалительных маркеров.

Несколько экспериментальных исследований показали, что сон поддерживает реактивность Т-хелперов подтипа 1 и что бессонница стимулирует реактивность Т-хелперов подтипа 2 [97, 98], аналогично воздействию других типов стресса. В двух крупных, хорошо поставленных исследованиях (n=153 и n=164) было установлено, что короткая продолжительность или нарушения сна существенно увеличивают риск развития простуды при введении в носовую полость капель, содержащих риновирус [99, 100].

Несколько исследований показали, что сочетание нарушения циркадных ритмов и депривации сна повышает уровень маркеров воспаления [84, 101]. В нескольких исследованиях было установлено, что работающие посменно имеют повышенный уровень CРБ и циркулирующих лейкоцитов по сравнению с работающими в обычное дневное время [102, 103], тогда как данные относительно изменения активности NK-клеток (естественных киллеров) неубедительны [65]. Предполагается, что расширенные рабочие смены, по меньшей мере включающие ночные смены, связаны с повышением уровня CРБ и интерлейкина-6 по сравнению с нормальными дневными сменами [65]. Неспецифическое воспаление и инфекции представляют собой хорошо установленные факторы риска сердечно-сосудистых и метаболических нарушений и могут опосредовать неблагоприятные последствия для здоровья, связанные с нарушениями сна при сменной работе.


Клеточный стресс
Экспериментальные исследования показывают, что депривация сна и сменная работа связаны с клеточным стрессом. Мета-анализ исследований на животных, проведенный в 2015 году, позволил заключить, что депривация сна приводит к усилению окислительного стресса [104]. Было высказано предположение, что ускорение метаболизма глюкозы, вызванное потерей сна, ведет к повышению концентрации свободных радикалов в определенных областях мозга [105]. В нескольких исследованиях с участием сотрудников, работающих посменно, было обнаружено усиление окислительного стресса, о чем свидетельствовало нарушение баланса прооксидантных и антиоксидантных маркеров [65]. В описательном обзоре, опубликованном в 2016 году, сделан вывод, что внеклеточный уровень метаболитов в мозге, включая амилоиды β и τ, повышается во время бодрствования и снижается во время сна [106]. Нарушения сна также связаны с уменьшением выведения (клиренса) этих метаболитов [106]. Данные, полученные в исследованиях на животных, также указывают, что нарушения сна приводят к уменьшению целостности гематоэнцефалического барьера, что позволяет проникать в мозг большему количеству веществ [107]. Частота подобных механизмов стресса у работающих в ночную смену требует дальнейшего изучения, а параллельный путь исследования заключается в определении возможной связи сменной работы и причин нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера.


Когнитивные нарушения
Когнитивные нарушения и безопасность — две основные проблемы, связанные со сменной работой [44, 108]. На Рисунке 2 показана модель факторов риска когнитивных нарушений у работающих посменно. В периоды продолжительного бодрствования и после острого ограничения сна ухудшается когнитивная работоспособность [9‒112]. Мета-анализ, сосредоточенный на шести доменах когнитивных функций, показал, что наиболее сильные эффекты наблюдаются в отношении поддержания внимания при решении простых задач и в некоторой степени для оперативной памяти, краткосрочной памяти, поддержания внимания при решении сложных задач и скорости обработки информации [8]. Точность логических рассуждений при этом не нарушалась. Сон также важен для обучения и функций ассоциативной памяти [113].

Мета-анализ 18 исследований (из которых семь были проспективными) людей старше 55 лет показал, что короткая продолжительность сна связана с плохим общим когнитивным функционированием (отношение шансов 1,4) [9]. Мета-анализ 24 исследований, в которых проводили сравнение страдающих бессонницей и людей с нормальным сном, показал, что при бессоннице наблюдается ухудшение эпизодической памяти, способности решать проблемы и рабочей памяти, но не возникает нарушений других когнитивных процессов, таких как общее когнитивное функционирование, процессы восприятия, процедурное обучение или внимание [114].

Основным следствием бессонницы является глобальный дефицит процессов возбуждения и нестабильность внимания, особенно при выполнении монотонных задач [39, 115]. С нарастанием степени депривации сна работоспособность человека становится крайне нестабильной и колеблется от нормальной до совершения серьезных ошибок [116, 117]. Многообещающая модель, описывающая природу подобных когнитивных дефицитов, предполагает постепенное нарастание «нестабильности бодрствования» при длительном бодрствовании [118]. Это является вероятным последствием «местного сна», затрагивающего локальные скопления нейронов или нейронные цепи поддержания внимания и/или дезактивации систем стимуляции возбуждения [119‒121]. Другими словами, повышенная потребность во сне на местном уровне может привести к нарушению функций в определенных областях нервной системы, а также к нарушению взаимосвязей между кортикальными областями, что приведет к утрате специфических функций или к нарушению многих функций и схем поведения. Мета-анализ семи экспериментальных исследований с нейровизуализацией и воздействием на сон показал, что депривация сна приводит к снижению активности в лобно-теменных нейронных сетях внимания и осознанности [109].

Среди 13 исследований, вошедших в недавний систематический обзор, девять показали, что сменная работа приводит к ухудшению работоспособности и ошибкам [108]. В систематическом обзоре было показано, что продолжительное время работы в непредсказуемые часы (что типично для молодых врачей) приводит к ухудшению работоспособности [122]. Такой экстремальный график работ также повышает риск врача попасть в автомобильную аварию при возвращении домой с длительной ночной смены [45].

Выводы о хронических нарушениях когнитивного функционирования, наблюдаемых у работающих посменно, неоднозначны [123, 124]. В течение рабочей смены снижается работоспособность и повышается риск несчастных случаев, поэтому важное значение имеют регулярные перерывы [125]. Экспериментальное исследование 15 полицейских, работающих посменно, показало, что частичная адаптация к сменам (в частности, изменение уровня освещенности) улучшает сон и работоспособность [126]. В общем итоге имеются умеренные и значимые доказательства того, что сменная работа и нарушения сна способны вызывать когнитивные нарушения. С точки зрения безопасности, наиболее значительными факторами риска являются длительные периоды бодрствования, ночные смены (связанные как с длительными периодами бодрствования, так и с минимумом всех циркадным ритмов, управление транспортом при возвращении домой после ночной смены, а также чрезмерное количество рабочих часов в неделю [127].




Индивидуальные различия в адаптации к сменной работе

Как недавно показано, некоторые люди больше других чувствительны к воздействию сменной работы [66]. Важно отметить, что люди по-разному реагируют на недостаток сна, и при депривации сна у различных людей нарушается выполнение различных задач [128]. Важным прогностическим фактором, определяющим, почему некоторые люди больше других чувствительны к сменной работе и недостатку сна, очевидно, является генетическая предрасположенность. Полиморфизмы в генах, показавших ассоциацию с процессами гомеостаза и циркадными ритмами, также связаны с индивидуальными различиями в чувствительности к «давлению сна» или усталости, а также работоспособности [72‒131]. Например, ген PER3 связан с несколькими фенотипическими показателями, для которых выявлена ассоциация с качеством сна, временем сна и чувствительностью к бессоннице [131, 132]. В двух исследованиях показано, что люди с более длинным вариантом PER3 (PER3^−/5) предпочитают работу в утренние часы, а обладатели такого варианта, работающие в ночную смену, сильнее утомляются, при этом их циркадные фазы соответствуют более раннему времени суток, что указывает на отсутствие адаптации к работе ночью [72, 132].

Эти данные показывают, что к фенотипам, которые наиболее устойчивы к сменной работе, относятся вечерние типы, то есть более адаптированные (по крайней мере, в отношении усталости) к отсутствию сна в утренние часы [132, 133] и обладающие способностью спать в любое время в течение дня [66]. С плохой переносимостью сменной работы могут быть связаны и другие аспекты, такие как вялость, невротичность, низкие баллы по шкале экстраверсии [66], низкая концентрация тестостерона и потребность в длительном сне [18], однако причинно-следственная связь этих отношений остается невыясненной. Хотя накапливаются основные сведения об аспектах, которые могли бы помочь в краткосрочной адаптации к сменной работе, пока недостаточно сведений о тех особенностях работающих посменно, которые бы снижали или повышали риск развития у них заболеваний в течение более длительных периодов времени. Существуют значительные индивидуальные различия в чувствительности к воздействию сменной работы. Исходя из имеющихся данных, люди, не способные спать или дремать днем и/или адаптировать свои циркадные фазы к расписанию смены, а также люди, восприимчивые к бессоннице, должны быть особо осторожны в отношении сменной работы.


Интервенционные исследования

На данный момент проведено сравнительно мало контролируемых интервенционных исследований проблем со здоровьем и сном при сменной работе. В систематическом обзоре, опубликованном в 2014 году, было выявлено 44 исследования, изучавших организационные и индивидуальные вмешательства с целью улучшения сна и здоровья при ночной работе [134]. Организационные вмешательства затрагивали характеристики расписания смен и отдельные стратегии, направленные на контроль воздействия света (в ночную смену), поведенческие (физическая активность и пропаганда здорового образа жизни) и фармакологические способы противодействия неблагоприятным последствиям (такие как мелатонин и снотворные [134]). Единственное организационное вмешательство, которое, как правило, оказывало положительное влияние на сон, заключалось в чередовании смен со сдвигом вперед по времени (т. е. утро-вечер-ночь); однако, значительное улучшение сна было показано только в трех исследованиях из шести. Считается, что воздействие яркого света до или во время ночных смен в сочетании со светозащитными очками в период отдыха улучшает адаптацию к сменной работе, что, в свою очередь, оказывает благоприятное влияние на сон [134]. Тем не менее полученные результаты противоречивы, а в нескольких исследованиях не было показано значительных улучшений Хотя свет может способствовать улучшению концентрации внимания и адаптации к ночным сменам, он также может приводить к нарушению циркадных ритмов и повышать риск развития рака [83].

Влияние поведенческих и фармакологических вмешательств на показатели здоровья у работающих посменно оказалось противоречивым [134]. Систематический обзор, опубликованный в 2014 году (основанный на 15 рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях), показал низкую достоверность доказательств применения мелатонина в качестве способа противодействия проблемам со сном после ночной смены [135]. Из-за слишком малого числа обнаруженных авторами исследований нельзя сделать какие-либо выводы об эффективности применения снотворных средств для устранения проблем со сном при ночной работе [135]. Хотя существуют лишь слабые доказательства ослабления сонливости при употреблении кофеина и других препаратов, улучшающих концентрацию внимания (например, модафинила) [135], систематический обзор исследований с симуляцией сменной работы показал, что прием кофеина может стать эффективным вмешательством для улучшения концентрации внимания у работающих посменно [112].

В более раннем систематическом обзоре были показаны преимущества систем со сдвигом смен вперед по времени для сна, хотя имеющихся доказательств недостаточно для подтверждения влияния длительных (≥ 12 ч.) смен и времени смен на продолжительность и качество сна [136]. Как обсуждалось ранее, систематический обзор показал, что короткое (< 11 ч.) время восстановления между сменами связано с более частыми нарушениями сна [17]. Авторы обнаружили два систематических обзора, посвященных влиянию характеристик графиков чередования смен на состояние здоровья [77, 137]. Среди включенных исследований 40 были неэкспериментальными, пять исследований по дизайну были проспективными с контрольной группой, а девять включали менее 20 участников. Малое число проспективных исследований и низкая методологическая достоверность исследований приводит к невозможности сделать вывод о связи определенных аспектов смен со снижением риска неблагоприятных последствий для здоровья [137]. Тем не менее был сделан вывод о том, что переход от сдвига смен назад по времени ко сдвигу вперед по времени, а также переход от медленного сдвига к быстрому в некоторой степени улучшают субъективные показатели здоровья [77].

Для облегчения сильной усталости во время ночной работы и длительных рабочих смен обычно помогает запланированный короткий сон. В недавнем систематическом обзоре были обнаружены некоторые подтверждения улучшения концентрации внимания при нескольких эпизодах короткого сна в ночную смену [138]. В этом обзоре не обнаружено сильной инерции сна сразу после пробуждения от короткого сна [138]. Однако, во многих исследованиях размер выборки был небольшим, и только одно из этих исследований представляло собой рандомизированное контролируемое испытание. Небольшое, но концептуально важное исследование выборки полицейских, работающих посменно, показало, что воздействие света обеспечивает частичную адаптацию к ночной работе и положительно влияет на сон и работоспособность [126].

Недавние исследования показывают, что у работающих посменно часто встречаются такие клинические нарушения сна, как апноэ во сне [139, 140]. Вероятно, что расстройства сна при сменной работе повышают риск неблагоприятных последствий для здоровья и несчастных случаев на рабочем месте. Вероятно, что выявление и лечение нарушений сна могут стать эффективным способом повышения безопасности и улучшения здоровья сотрудников, работающих посменно, хотя по данному вопросу имеется очень мало данных.

В целом качество интервенционных исследований, целью которых являлось смягчение неблагоприятного воздействия сменной работы на здоровье, было достаточно низким. Отсутствие рандомизированных контролируемых испытаний и достаточно мощных исследований ограничивает получение доказательных выводов об эффективности вмешательств. Наиболее сильной поддержкой обладают доказательства улучшения сна при использовании графиков смен со сдвигом вперед по времени и периода восстановления между сменами, составляющего не менее 11 часов (см. Вставку 2).

Предложить работающим посменно в большей степени контролировать свое рабочее время и регулировать избыточные часы работы (включая сверхурочную работу и работу в течение двух смен подряд)

Регулярно выявлять клинические нарушения сна среди работающих посменно (и предлагать лечение)

Обучать работающих посменно отдельным стратегиям, которые могут смягчить острые проблемы со сном и усталостью и защитить здоровье в долгосрочной перспективе:

• Знания о гигиене сна, как отдать приоритет сну и восстановлению до, во время и после периода работы, и о важности короткого сна до и во время ночных смен
• Знания о том, как применять кофеин и яркое освещение ночью для улучшения адаптации и работоспособности
• Здоровый образ жизни для работающих посменно включает здоровое питание, ограничение приемов пищи в ночное время, физическую активность, а также избегание курения и чрезмерного употребления алкоголя