Untersuchungen zum Problem des Schlafverhaltens bei experimenteller Schichtarbeit

  • Peter Knauth
  • Joseph Rutenfranz
Article

Zusammenfassung

Im Rahmen experimenteller Schichtarbeit wurde an insgesamt 40 Tagen und NÄchten das Schlafverhalten von 5 Versuchspersonen im Alter von 21 bis 24 Jahren mit polygraphischen Methoden untersucht. Bei dem ungestörten Tagschlaf, der signifikant kürzer war als der ungestörte Nachtschlaf, fanden wir einen deutlichen Rückgang des Paradoxalschlafes im Vergleich zum Nachtschlaf. LÄrmstörungen verursachten sowohl beim Nachtschlaf als auch beim Tagschlaf eine Verkürzung des Schlafes, eine Reduzierung der Stadien IV und REM und eine erhöhte Anzahl von Stadienwechseln. Bei dem für ein Mittagessen unterbrochenen Schlaf fanden wir nach dem Mittagessen einen überdurchschnittlich hohen Tiefschlafanteil.

Die Versuchsergebnisse wurden diskutiert im Hinblick auf die Beurteilung industrieller Schichtschemata. Bei einer Aneinanderreihung mehrerer Nachtschichten ist mit Schlafverkürzungen und einer Akkumulation von REM-Defiziten zu rechnen, die erst in anschlie\enden ErholungsnÄchten kompensiert werden. Da der Tagschlaf im allgemeinen durch LÄrm gestört wird, befürworten wir Schichtschemata, in denen die Nachtschicht nur „eingestreut“ vorkommt. Nach jeder Nachtarbeit sollte der Schichtarbeiter 24 Std frei haben, um nach dem Tagschlaf das Schlafdefizit in einem anschlie\enden Nachtschlaf kompensieren zu können. Die qualitative und quantitative Analyse des Schlafverhaltens kann darum als ein objektives Kriterium zur Beurteilung von Schichtwechselschemata herangezogen werden.

Investigations of the problems of sleep in connexion with experimental shiftwork

Summary

The sleep of 5 subjects aged from 21 to 24 years was studied by polgraphic methods for a total of 40 days and nights during experimental shiftwork. Undisturbed day-time sleep was significantly shorter than undisturbed nocturnal sleep and we found a distinct reduction in the duration of paradoxal sleep in comparison with nocturnal sleep. Disturbances due to noise caused a shorter duration of sleep, a reduction in stage IV and REM steep of sleep and an increased number of changes from one stage of sleep to the other in both day-time and nocturnal sleep. After sleep was interrupted for lunch we found a proportion of deep sleep which was above the average.

The results are discussed with reference to the assessment of industrial shiftwork. In the case of several nightshifts in succession a shortening of the sleep and an accumulation of REM-deficits can be expected which will only be compensated in the subsequent rest nights. As day-time sleep is usually disturbed by noise, we recommend shift rotas with only occasional nightshifts. After each nightwork the shiftworker should have 24 hrs free to enable him to compensate the sleep-deficit from the day time-sleep by sleeping through the following night.

The qualitative and quantitative analysis of the sleep can thus be used as an objective criterion in the assessment of shift rotas.

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Literatur

  1. Aanonsen, A.: Shift work and health. Oslo: Universitetsforlaget 1964.Google Scholar
  2. Agnew, H. W., Webb, W. B., Williams, R. L.: The effects of stage four sleep deprivation. Eleetroenceph. clin. Neurophysiol. 17, 68–70 (1964).Google Scholar
  3. Agnew, H. W., Webb, W. B., Williams, R. L.: The first night effect: An EEG study of sleep. Psychophysiology 2, 263–266 (1966).Google Scholar
  4. Andersen, E. J.: The main results of Danish medico-psychosocial investigation of shift workes. Intern. Congr. Occup. Health III, 135 Helsinki (1957).Google Scholar
  5. Bartenwerfer, H.: BeitrÄge zum Problem der psychischen Beanspruchung, 1. Teil. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 808. Köln-Opladen: Westdeutscher Verlag 1960.Google Scholar
  6. Bjerner, B., Holm, A., Swensson, A.: Om Natt och Skiftarbete. Stockholm: Statens Offentliga Utredningar 1948.Google Scholar
  7. Chiles, W. D., Alluisi, E. A., Adams, O.: Work schedules and performance during confinement. Hum. Factors 10, 143–196 (1968).Google Scholar
  8. Colquhoun, W. P.: Circadian variations in mental efficiency. In: Colquhoun, W. P. (Ed.): Biological rhythms and human performance, S. 39–107. London-New York: Academic Press 1971.Google Scholar
  9. Cook, F. O.: Shiftwork. London: Institute Personal Management 1954.Google Scholar
  10. Dement, W.: Studies on the function of rapid eye movement (paradoxical) sleep in human subjects. In: Jouvet, M. (Hrsg.): Aspects anatomo-fonctionnels de la physiologie du sommeil, p. 571–608. Paris: CNRS 1965.Google Scholar
  11. Dement, W.: The effect of dream deprivation. Science 131, 1705–1707 (1960).Google Scholar
  12. Dement, W., Greenberg, S., Klein, R.: The effect of partial REM sleep deprivation and delayed recovery. J. psychiat. Res. 4, 141–152 (1966).Google Scholar
  13. Dement, W., Wolpert, E.: The relation of eye movements, body motility and external stimuli to dream content. J. exp. Psychol. 55, 543–553 (1958).Google Scholar
  14. Ehrenstein, W.: Persönliche Mitteilungen.Google Scholar
  15. Fodor, G. G.: Reduction of REM-sleep as an early indicator of intoxication by industrial posions. J. Ind. Med. Surg. (1970), zitiert nach Schlipköter, J. W., Fodor, G.G., Winneoke, G.: GefÄhrdung durch organische Lösungsmittel am Arbeitsplatz, dargestellt am Beispiel des Dichlormethans. In: Arbeitsmedizin, Sozialmedizin, Arbeitshygiene 5, 253–256 (1970).Google Scholar
  16. Foret, J., Lantin, G.: The sleep of train drivers: an example of the effects of irregular work schedules on sleep. In: W. P. Colquhoun (Ed.): Aspects of human efficiency diurnal rhythm and loss of sleep, p. 273–282. London: English Universities Press 1972.Google Scholar
  17. Graf, O.: VorschlÄge einer Neuregelung. In: E. Blume, K. Doese, H. Fischer, O. Graf, J. Höffner, H. Kraut: Gutachten über die kontinuierliche Arbeitszeit in SM-Werken der Hüttenwerk Oberhausen AG. Im Auftrag des Arbeits- und Sozialministers des Landes Nordrhein-Westfalen, 22. 5. 1955.Google Scholar
  18. Graf, O., Pirtkien, R., Rutenfranz, J., Ulich, E.: Nervöse Belastung im Betrieb. Köln-Opladen: Westdeutscher Verlag 1958.Google Scholar
  19. Jansen, G.: Beeinflussung des natürlichen Nachtschlafes durch GerÄusche. Forschungsbericht des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 2131. Köln-Opladen: Westdeutscher Verlag 1970.Google Scholar
  20. Jus, K., Kiljan, A., Kubacki, A., Losieczko, T., Wilczak, H., Jus, A.: Experimental studies on memory during slow sleep stages and REM stages. Electroenceph. din. Neurophysiol. 27, 668 (1969).Google Scholar
  21. Kleitman, N.: Sleep and wakefulness. Chicago-London: University of Chicago Press 1967.Google Scholar
  22. Kleitman, N., Engelmann, T. G.: Sleep characteristics of infants. J. appl. Physiol. 6, 269–282 (1953).Google Scholar
  23. Kleitman, N., Jackson, D.: Body temperature and performance under different routines. J. appl. Physiol. 3, 309–328 (1950).Google Scholar
  24. Knauth, P., Rutenfranz, J.: Untersuchungen über die Beziehungen zwischen Schichtform und Tagesaufteilung bei Radarlotsen im Flugverkehrskontrolldienst. In Vorbereitung.Google Scholar
  25. Knauth, P., Singer, R., Klimmer, F., Rutenfranz, J.: Untersuchungen über das Verhalten physischer und psychischer Funktionen bei experimenteller Schichtarbeit. In Vorbereitung.Google Scholar
  26. Lille, F.: Le sommeil de jour d'un groupe de travailleurs de nuit. Trav. Humain 30, 85–97 (1967).Google Scholar
  27. Loskant, H.: Der Einfluß verschiedener Schichtformen auf die Gesundheit und das Wohlbefinden des Wechselschichtarbeiters. Zbl. Arbeitsmed. 20, 133–144 (1970).Google Scholar
  28. Menzel, W.: Menschliche Tag-Nacht-Rhythmik und Schichtarbeit, S. 113 ff. Basel-Stuttgart: Benno Schwabe 1962.Google Scholar
  29. Neuloh, O.: Sozialisation und Schichtarbeit. Soziale Welt 15, 50–70 (1964).Google Scholar
  30. Otto, E.: Einflu\ von Schallreizen auf EEG-AktivitÄt, Herzperiodendauer und atemmechanische Me\werte im Schlaf. Dtsch. Gesundh.-Wes. 25, 1661–1668 (1970).Google Scholar
  31. Rechtschaffen, A., Kales, A. (Eds.): A manual of standardized terminology, techniques and scoring system for sleep stages of human subjects. National Institutes of Health Publication No. 204 (1968).Google Scholar
  32. Richter, H. R.: Schlafstörungen durch VerkehrslÄrm. Elektroencephalographische Dokumentation zum Thema Nachtlärm. Lärmbekämpfung 13, 7–10 (1969).Google Scholar
  33. Rutenfranz, J.: Arbeitsphysiologische Aspekte der Nacht- und Schichtarbeit. Arbeitsmedizin, Sozialmedizin, Arbeitshygiene 2, 17–23 (1967).Google Scholar
  34. Rutenfranz, J.: Arbeitsmedizinische Gesichtspunkte zum Problem der Schichtwechselperiodik. In: J. Rutenfranz und R. Singer (Hrsg.): Aktuelle Probleme der Arbeitsumwelt, S. 61–68. Stuttgart: Gentner 1971.Google Scholar
  35. Rutenfranz, J., Aschoff, J., Mann, H.: The effects of a cumulative sleep deficit, duration of preceding sleep period and body temperature on multiple choice reaction time. In: W. P. Colquhoun (Ed.): Aspects of human efficiency diurnal rhythm and loss of sleep, p. 217–228. London: English Universities Press 1972.Google Scholar
  36. Rutenfranz, J., Mann, H., Aschoff, J.: Circadianrhythmik physischer und psychischer Funktionen bei 4-stündigem Wachwechsel auf einem Schiff. Studia laboris et salutis (Stockh.) 4, 31–41 (1970).Google Scholar
  37. Schaff1er, K. D., Ehrenstein, W., Müller-Limmroth, W., Thébaud, W.: Psychopharmacological influence on day sleep after night shift. Gegenbaurs morph. Jb. 117, 107–114 (1971).Google Scholar
  38. Siegel, S.: Nonparametrics statistics for the behavioral sciences, p. 88–92. New York: McGraw-Hill 1956.Google Scholar
  39. Swensson, å.: Spezielle gesundheitliche GefÄhrdung von Nacht- und Schichtarbeit einschlie\lich der Vorbeugung. In: J. Rutenfranz und R. Singer (Hrsg.): Aktuelle Probleme der Arbeitsumwelt, S. 45–60. Stuttgart: Gentner 1971.Google Scholar
  40. Tepas, D. I.: Evoked brain response as a measure of human sleep and wakefulness. Aerospace Med. 38, 148–153 (1967).Google Scholar
  41. Ulich, E.: Schicht- und Nachtarbeit im Betrieb RKW. Köln-Opladen: Westdeutscher Verlag 1964.Google Scholar
  42. Webb, W. B.: Sleep behaviour as a biorhythm. W. P. Colquhoun (Ed.): Biological rhythms and human performance, p. 149–177. London-New York: Academic Press 1971.Google Scholar
  43. Weitzman, E. D., Kripke, D. F., Goldmacher, D., McGregor, P., Nogeire, C.: Acute reversal of the sleep-waking cycle in man. Arch. Neurol. (Chic.) 22, 483–489 (1970).Google Scholar
  44. Wilkinson, R. T.: Sleep deprivation: Performance test for partial and selective sleep deprivation. In: L. E. Abt and B. F. Riess (Eds.): Progress in clinical psychology, Vol. VIII, p. 28–43. New York-London: Grune and Stratton 1969.Google Scholar
  45. Williams, H., Hammack, J. T., Daly, R. L., Dement, W. C., Lubin, A.: Responses to auditory stimulation, sleep loss and the EEG states of sleep. Electroenceph. clin. Neurophysiol. 16, 269–279 (1964).Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag 1972

Authors and Affiliations

  • Peter Knauth
    • 1
  • Joseph Rutenfranz
    • 1
  1. 1.Institut für Arbeitsmedizin der Justus Liebig-Universität GießenBundesrepublik Deutschland

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