ВЛИЯНИЯ ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ НА ЦИРКАДИАННЫЕ РИТМЫ СТУДЕНТОВ ВО ВРЕМЯ СМЕННОЙ РАБОТЫ

АННОТАЦИЯ

В этом исследовании рассматривается связь сменной учебы, обусловленная нарушением циркадных ритмов, такая как работа в вечернюю смену и чередующаяся с учебой в ночную смену, что связана с повышенным риском развития рака, сердечно-сосудистых заболеваний и желудочно-кишечных расстройств. Исследования показывают, что специально подобранное освещение может улучшить циркадную адаптацию, повышая бдительность и производительность в обучении.

ABSTRACT

The study examines the relation of shift studies related to circadian rhythm disorders, such as working the evening shift and alternating with night studies, is associated with an increased risk of cancer, cardiovascular disease and gastrointestinal disorders. Research shows that specially selected lighting can improve circadian adaptation and increase alertness and academic performance.

Ключевые слова: сменный труд, суточные ритмы, актиграфия, суточное мониторирование артериального давления (СМАД).

Keywords: shift work; circadian rhythms; actigraphy; daily blood pressure monitoring.

Проявление биологических ритмов происходит посредством взаимодействий между центральными и периферийными эндогенными молекулярными механизмами, которые позволяют организму адаптироваться к изменениям внешней среды. Циркадные ритмы согласованы с периодическими событиями в окружающей среде, такими как цикл "свет – темнота". Кроме того, циркадные ритмы взаимосвязаны, то есть существует взаимодействие эндогенных ритмов. Эти синхронизированные внутренние механизмы гарантируют, что все физиологические и поведенческие ритмы происходят скоординированным образом в течение 24-часового цикла [1]. Описанное выше означает, что это может повлиять на здоровье людей, у которых время между биологическими ритмами и циклами окружающей среды не соблюдается в равновесии. Десинхронизация определяется как изменение соотношения фаз между двумя или более ритмами, ситуация, которая может иметь ряд вредных последствий для здоровья [2].

У млекопитающих основные циркадные часы были идентифицированы на двусторонней основе в супрахиазматических ядрах (СХЯ), расположенных в гипоталамусе. Основным синхронизирующим агентом центральных биологических часов в управлении циркадными ритмами является чередование светлого и темного циклов. Информация о яркости передается в Центральную нервную систему (ЦНС) через ретины гипоталамический тракт, где меланопсин играет роль ключевого фоторецептора в этом процессе [3].

Управляемая циклом "свет – темнота", ЦНС управляет циркадными ритмами многих форм поведения, тканей, гормонов и генов, а также другими физиологическими процессами. В последние десятилетия исследования показали, что молекулярные механизмы протекают в клетках периферических тканей автономно и что их циркадные ритмы сохраняются invitro. Синхронизаторами периферических часов (расположенных в органах, тканях и клетках) являются нейрогуморальные факторы, такие как глюкокортикоидные и мелатонин, а также социальные ритмы, такие как время приема пищи и работы [4].

Контроль экспрессии циркадных ритмов также включает регуляцию на клеточном уровне с помощью часовых генов. Высокая специфичность часовых генов в тканях также обеспечивает идеальное функционирование этих сложных внутренних механизмов, фундаментальных для запуска физиологических и поведенческих реакций [5].

Биологические ритмы моделируют практически все физиологические процессы млекопитающих, где циркадный контроль над эндокринной системой, как было показано, имеет жизненно важное значение. Однако изменения в согласовании циклов окружающей среды с ритмами организма могут вызвать изменения в сложном механизме гормонального и метаболического контроля [6].

Существует вероятная связь между сменной работой и сердечно- сосудистыми заболеваниями (ССЗ), которые могут быть вызваны нарушением циркадного ритма, вызывающим гормональные изменения и нарушения обмена веществ, приводящие к высокому кровяному давлению, атеросклерозу, диабету и избыточному весу. Однако в немногих исследованиях изучалась связь между несколькими последовательными длительными учебными сменами, включая ночные смены, и факторами риска развития сердечно-сосудистых заболеваний. Сменная учеба включает в себя инструктивные графики, выходящие за рамки типичного учебного дня "с девяти до пяти", при этом расписания часто включают раннее начало учебы, а также сжатые учебные недели с 12-часовыми сменами на работе. Сонливость обычно возникает во время ночных смен и достигает максимума в конце ночи. Снижение бдительности и работоспособности происходит в периоды повышенной сонливости и может серьезно подорвать здоровье и безопасность работников. Действительно, сотрудники, страдающие от нарушения режима сна и бодрствования при сменной работе, могут непроизвольно засыпать на работе или по дороге домой после ночной смены [8; 11; 12]. Работа в нетипичные смены имеет важные социально-экономические последствия, поскольку приводит к повышенному риску несчастных случаев, ухудшению здоровья работников и угрозе общественной безопасности, особенно в ночное время.

Объектом исследования были практически здоровые люди женского пола, в возрасте от 21 до 25 лет, студенты вуза, имеющие дополнительные работы во внеучебное время. Обследование проводили в двух разных сменах: при учебе с 9:00 до 17:00 часов, при учебе 13:00 до 21:00.

Суточная динамика ДАД женщин (рис.1) имеет достоверную 24–часовую периодичность. При визуальном сравнительном анализе суточной динамики ДАД в выходные и рабочие дни отличается, при этом явного сдвига фаз не наблюдается. На рисунке 1 показано, что при ночном труде изменилось ДАД, вследствие того, как сильно влиял ночной труд на ДАД.

Рисунок 1. Циркадный паттерн ДАД женщин, работающих в вечерне-ночную смену

На самом деле в возрасте 22 года у человека должно быть ДАД 75–80, но здесь как видно очень сниженная ДАД. Диастолическое давление у испытуемых менялось во время работы в ночную смену как в сторону его понижения, так и повышения у разных испытуемых (табл. 7, 8). Изменения диастолического значения у женщин также статистически не значимы и варьируют от 67 мм. рт.ст до начала работы дл 65 мм.рт.ст. после 3 часов работы.

Таблица 7.

Суточная динамика диастолического артериального давления, мм.рт.ст., ср±ст.откл, женщин в условиях сменного труда, в первую половину суток

Таблица 8.

Суточная динамика диастолического артериального давления, мм.рт.ст., ср±ст.откл, женщин в условиях сменного труда, во вторую половину суток

Максимальные значения ЧСС в начале работы приходятся на 00–00, 02–00 составляют 80-88 мм.рт.ст., минимальная значения ЧСС 18–00 до 18–00 часов составляют 60–65 мм.рт.ст.

Сравнительный анализ трудовых смен показал, что при трудовом графике, начинающемся в полдень хронофизиологическая адаптация максимальная, синхронизируются ритмы двигательной активности и гемодинамики, подстраиваясь в том числе и под ритмы освещения, несмотря на вечерние и ночные часы работы, в отличие от полностью ночных смен.

Социальный жетлаг при работе в ночные смены составляет 5–6 часов, при дневных сменах с 12 часов жетлага нет, при сменах с 16 часов выявлен сдвиг фаз на 2 часа.

Статистически значимые различия в гемодинамике в дневные смены совпадают с началом рабочей смены, затем различия выявлены в 21–22, 00–01 ч, т.е., после смены; при ночной работе в 2–3 и в 6–7 утра, а также в период 12–15.30, что связано со сдвигом фаз на более позднее время.

По результатам выполненной исследовательской работы можно рекомендовать студентам очных отделений вузов при выборе подработки выбирать те, начало которых приходится на дневное время, и отказываться от работы в ночное время.

Список литературы:

1. Aguilar-Arnal L., Sassone-Corsi P. Chromatin landscape and circadian dynamics // Spatial and temporal organization of clock transcription. 2015.
2. Akashi M., Soma H., Yamamoto T., Tsugitomi A., Yamashita S., Yamamoto T., Node, K. Noninvasive method for assessing the human circadian clock using hair follicle cells // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2010. Vol. 107 (35) Pp. 15643-8 DOI:10.1073/pnas.1003878107
3. Akerstedt T. Shift work and disturbed sleep/wakefulness // Occupational Medicine. 2003. Vol. 53. Pp. 89–94
4. Al-Naimi S., Hampton S.M., Richard P., Tzung C., Morgan L.M. Postprandial metabolic profiles following meals and snacks eaten during simulated night and day shift work // Chronobiology International. 2004.  Vol. 21. Pp. 937– 947.
5. Alterman T., Luckhaupt S.E., Dahlhamer J.M., Ward B.W., Calvert G.M. Prevalence rates of work organization characteristics among workers in the U.S.: Data from the 2010 National Health Interview Survey // American Journal of Industrial Medicine. 2013. Vol. 56. Pp. 647– 659.
6. Alward R.R., Monk T.H. A comparison of rotating-shift and permanent night nurses // International Journal of Nursing Studies. 1990. Vol. 27. Pp. 297–302.
7. Anafi R.C., Francey L.J., Hogenesch J.B., Kim J. CYCLOPS reveals human transcriptional rhythms in health and disease // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017. Vol. 114. Pp. 5312–5317.
8. Costa G. Saúde e trabalho em turnos e noturno // Trabalho em turnos e noturno na sociedade 24 horas. F. M. Fischer, C. R. C. Moreno, and L. Rotenberg. 2005. 238 p.
9. Harrington J.M. Health effects of shift work and extended hours of work // Occupational and Environmental Medicine. 2001. Vol. 58. No. 1. Pp. 68–72.
10. Kantermann T., Wehrens S.M.T., Ulhôa M., Moreno C.R.C., Skene D. Noisy and individual, but doable: shift-work research in humans // Progress in Brain Research / Eds. Kalsbeek A., Merrow M., Roenneberg T., Foster R.G. Vol. 199. Pp. 399–411. Elsevier. Amsterdam. The Netherlands, 2012.
11. Sweeney M.R., Sandler D.P., Niehoff N.M., White A.J. Shift work and working at night in relation to breast cancer incidence // Cancer Epidemiology, Biomarkers Prevention. 2020. Vol. 29 (3). Pp. 687–695. Doi: 9.10.1158/1055-9965.EPI-19-1314
12. van Amelsvoort L.G.P.M., Schouten E.G., Kok F.J. Duration of shiftwork related to body mass index and waist to hip ratio // International journal of obesity and related metabolic disorders. 1999. Vol. 23 (9). Pp. 973-978. doi: 10.1038/sj.ijo.0801028.