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28. Februar 2019

Schichtarbeit bringt die innere Uhr aus dem Takt

Lesezeit: ca. 3 Minuten

Schichtarbeit bringt die innere Uhr aus dem Takt und bedeutet Stress für den Körper. Ursächlich dafür ist u. a. eine Störung des natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus mit langen Phasen künstlicher Lichtexposition. Das Fraunhofer UMSICHT hat mittels eines experimentellen Lichtsystems im BMW-Group-Werk München untersucht, welchen Einfluss das auf Psyche und Physis hat.

Das Untersuchungsdesign
In einem Studienzeitraum von 6 Monaten und einem Gesamtprojektzeitraum von 30 Monaten haben Forschende vom Fraunhofer UMSICHT und Schlafforscher des Krankenhaus Porz am Rhein im Rahmen des Projektes ILIGHTS den nicht-visuellen Nutzen von LED-Technologie untersucht. Ziel war es, die Beleuchtungssituation für Arbeitnehmer mit Wechselschicht zu verbessern. Zu den untersuchten Parametern zählten u. a. das Schlafverhalten, die kognitive Leistungsfähigkeit sowie die Tagesschläfrigkeit. Im BMW Group Werk München wurde ein Produktionsabschnitt mit einem eigens ent­wickelten Lichtsystem ausgestattet. Das neuartige LED-Experimentalsystem des Fraunhofer UMSICHT ermöglicht unter anderem, die Beleuchtung dynamisch zu steuern. Neben der Lichtintensität sind einzelne Wellenlängenbereiche des Gesamtspektrums präzise regulierbar.

Schlafforscher des Krankenhaus Porz am Rhein untersuchten die schlafassoziierten Parameter der Schichtarbeiter im Werk. Sie haben die Auswirkungen von fünf Lichtphasen mit unterschiedlichen Einstellungen der Farbtemperatur, melanopischen und visuellen Beleuchtungsstärke berücksichtigt. Für die Erfassung des Schlaf-Wach-Verhaltens wurden insgesamt 83 BMW Mitarbeitende mit einem Fitnesstracker ausgestattet.

Der Fitnesstracker zeigt: Kaltweißes bis neutralweißes Licht in der Spätschicht wirkt sich positiv auf das Schlaf-Wach-Verhalten aus. (© BMW Group)

Wohlbefinden gesteigert
Die Auswertung der Zufriedenheit mit der mit dem Experimentalsystem nachgestellten bisherigen Beleuchtungssituation (Baseline) zeigte, dass diese bei den Teilnehmenden bei warmweißem und dynamischem Licht am geringsten war. Das generelle Wohlbefinden fiel unter kaltweißem Licht mit hoher visueller und melanopischer Beleuchtungsstärke am positivsten aus. Bei Konzentrationstest und Messung der Tagesschläfrigkeit mittels Pupillographen zeigten die Teilnehmenden in den Lichtphasen mit dynamischem und neutralweißem Licht bessere Ergebnisse als in der Ausgangssituation vor Lichtinstallation und bei warmweißem Licht. »Der positive Effekt im Konzentrationstest kann jedoch auch nur ein Übungseffekt sein«, merkt Prof. Andrea Rodenbeck, Biologin und Schlafforscherin, an. Hier bedarf es weiterer Tests. Bei Betrachtung der Subgruppe von Teilnehmenden mit erhöhtem Wert auf der Epworth Sleepiness Scale – einem Fragebogen zur Erfassung von Tagesschläfrigkeit – zeigte sich eine klinisch bedeutsame Verbesserung der Tagesschläfrigkeit sowie eine subjektive Verbesserung des Allgemeinzustands. Bei einer gezielten Betrachtung einiger Teilnehmenden mit einem geringeren Gesamtschlaf in Baseline verlängerte sich der Schlaf deutlich.

Positive Auswirkungen auf den Schlaf-Wach-Rhythmus
Wie von den Forschenden erwartet, zeigte die statistische Untersuchung der durch die Fitnesstracker erfassten Daten zum Schlaf-Wach-Verhalten keine signifikanten Veränderungen der Parameter in der Frühschicht. In der Spätschicht zeichnete sich jedoch der Trend ab, dass sich kaltweißes bis neutralweißes Licht positiv auf den Rhythmus auswirkt. Die einzelnen Lichtphasen dauerten durchschnittlich vier Wochen an. Jetzt gilt es zu untersuchen, wie sich die Effekte in Langzeitstudien verhalten. Zudem müsse in Zukunft mittels einer »light history« auch der individuelle Lichtkonsum außerhalb der Arbeitsstätte berücksichtigt werden.

Workshop zum Thema in Oberhausen
Ausführlich vorgestellt werden die Ergebnissen der Studie am 11. April 2019 im Rahmen des Workshops »Umsicht: zur Sache!« beim Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen. Das Thema der Veranstaltung lautet: »Licht und seine Wirkung auf Schichtarbeiter«.

Ausführliche Informationen zum Workshop gibt es hier:

www.umsicht.fraunhofer.de