Type de document

Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2002

Langue

Anglais

Résumé

Au Québec, on estime qu'un tiers des emplois permanents sont comblés en dehors des heures conventionnelles. On note en particulier une prédominance du travail de nuit à plein temps dans les secteurs qui requièrent (hôpitaux, protection publique) ou qui choisissent (manufactures) 24 heures de service par jour. Il est bien connu que le travail de nuit ou en rotation s’accompagne de privation importante de sommeil, de troubles de vigilance et de performance, et d’un risque accru d’accidents graves en milieu de travail. De plus, ces troubles d’adaptation s’accroissent avec l’âge alors que les salariés âgés ne sont pas épargnés de la contrainte du travail posté dans notre société moderne. Il est donc urgent de développer des stratégies pour contrer les effets néfastes du travail de nuit, améliorer l’état de santé de la population active, sa satisfaction et productivité au travail.

Un mythe, infirmé par plusieurs chercheurs, voudrait que les individus en situation critique, par exemple responsables de vies humaines, puissent surmonter leur tendance naturelle à dormir. La situation réelle est tout autre. L’harmonie délicate qui existe entre plusieurs fonctions physiologiques et psychologiques est perturbée chez le travailleur de nuit même après des années sur un horaire régulier. Ce résultat est interprété comme étant la conséquence première d’un défaut d’alignement entre l’horloge biologique interne et l’horaire de vie du travailleur. En effet, lorsqu’un infirmier de nuit se rend à son travail dans un hôpital de Montréal, un autre infirmier travaille dans un hôpital de Moscou, de Hong-Kong ou de Tokyo sans souffrir des troubles d’adaptation à son travail car il vit de jour, en harmonie avec son environnement physique et social.

Plusieurs études antérieures en laboratoire ou sur le terrain ont révélé que l’horloge biologique humaine est extrêmement sensible à l’environnement lumineux. Ainsi, un changement dans l’horaire d’exposition à la lumière et à l’obscurité peut repousser cette horloge vers d’autres fuseaux horaires internes. C’est cette propriété que nous avons voulu exploiter au profit de travailleurs du secteur de la santé au Québec. Le but général de cette recherche est d’accélérer l’ajustement du travailleur de nuit afin d’améliorer la qualité de son sommeil et sa vigilance au travail. Le but ultime de cette ligne de recherche est de prévenir les conséquences médicales à long terme du travail de nuit en corrigeant au départ le désalignement temporel entre l’horloge biologique interne et l’horaire de vie du travailleur. De façon plus spécifique, la présente étude vise à quantifier l’efficacité d’une intervention pratique en milieu de travail. Cette intervention consiste en un horaire judicieux d’exposition à la lumière et à l’obscurité.

À notre connaissance la présente étude est l’une des rares à avoir intégré une approche ambulatoire à des techniques sophistiquées d’évaluation circadienne en laboratoire chez de réels travailleurs de nuit. Ces mesures poussées d’investigation en laboratoire nous ont permis de préciser l’heure biologique interne du travailleur avant et après une période de 3 semaines de travail de nuit. Par cette approche, nous avons pu mesurer, sans biais expérimentaux, l’adaptation circadienne produite par notre intervention en milieu de travail. Pour cette étude, un total de 15 infirmiers ou préposés aux bénéficiaires (6 hommes, 9 femmes, de 25 à 50 ans) travaillant à plein temps de nuit dans des hôpitaux de Montréal ou de ses environs furent recrutés. Les travailleurs furent assignés à l’une de deux conditions, soit le travail dans leur environnement habituel de luminosité ou la condition traitement. Dans la condition traitement, les travailleurs étaient exposés de façon intermittente à des lampes de photothérapie à leur poste de soins lors des 6 premières heures de leur quart de travail. Ils portaient des lunettes sombres lors du retour à domicile. Dans les deux conditions, les travailleurs devaient maintenir un horaire régulier de sommeil et rester dans la noirceur pendant 8 heures consécutives la journée suivant les quarts de travail. Les siestes nocturnes en milieu de travail étaient découragées. Les employés étaient libres de choisir leur horaire de vie lors des journées de congé.

Tous les travailleurs ont débuté l’étude après 2 semaines ou plus de vacances au cours desquelles ils sont retournés sur un horaire de vie diurne. Ils furent admis en laboratoire pour une investigation de plus de 50 heures au cours de laquelle leur sommeil fut enregistré par une méthode standard et l’heure de leur horloge biologique interne fut déterminée par une technique sophistiquée appelée la routine constante. Les travailleurs sont ensuite retournés sur leur horaire de nuit habituel. Un technicien de recherche administrait les séances de photothérapie et les évaluations de vigilance directement en milieu de travail. Des enregistrements de sommeil ambulatoires ont été planifiés à domicile après certains quarts de travail. À la suite de cette période de près de 3 semaines de travail de nuit, une deuxième évaluation en laboratoire, identique à la première, fut planifiée. Il fut donc possible de suivre la progression de l’horloge biologique interne tout au cours de l’étude et de quantifier son effet sur le sommeil et la vigilance. L’impact réel du régime d’intervention fut ainsi mesuré.

Une amélioration significative de l’ajustement de l’horloge biologique humaine fut observée chez les travailleurs ayant été exposés à notre intervention. Chez ces derniers, des marqueurs circadiens fiables tels que les courbes de température corporelle et de mélatonine salivaire ont regagné leur relation temporelle harmonieuse avec le rythme de sommeil décalé des travailleurs. Un certain ajustement fut observé chez les travailleurs non-traités mais cet ajustement fut incomplet et inconstant d’un travailleur à l’autre. De plus, l’exposition à la photothérapie lors de succession de quarts de nuit a produit une amélioration significative de la qualité du sommeil diurne chez les travailleurs traités comparativement aux autres.

La présente étude a démontré l’efficacité et l’applicabilité d’un traitement en milieu de travail basé sur des principes circadiens. Ce dernier a consisté en l’exposition à un horaire judicieux de lumière et d’obscurité en période de travail de nuit. Ce traitement fut efficace malgré les tâches parfois lourdes du personnel traitant. Des retombées pratiques immédiates ont donc été dégagées et des recommandations relativement simples sont émises afin d’améliorer la santé des travailleurs postés. Malgré la durée relativement courte de la présente étude, une réduction de malaises associés au travail de nuit fut observée en cours de traitement. Ces données sont exploratoires à ce stade et devraient être confirmées par une évaluation plus spécifique de cet aspect. Malgré tout, ces données sont prometteuses quant à la capacité de retarder les complications médicales associées au travail de nuit et devraient déboucher sur des études plus longues impliquant d’autres groupes de travailleurs et d’autres types d’horaires de travail.

Abstract

It is estimated that one third of jobs held in Quebec are performed outside of conventional working hours. This is particularly predominant in sectors requiring (e.g. health care, public protection) or choosing (e.g. manufacturing) 24-hour operations. It is well established that shift work and night work in particular are associated with significant sleep deprivation, decreases in alertness and performance levels, and an increased risk of serious accidents in the workplace. Moreover, the problems of adaptation to irregular work hours become more severe with age, while modern society does not necessarily insulate the older worker from the harmful consequences of shift work. It is therefore of utmost importance to develop strategies to counter the harmful effects of night work, and to improve the health, safety, satisfaction and productivity of the worker population.

A popular misconception regarding work at irregular hours suggests that individuals working in intensely active environments could willfully surmount the natural tendency to sleep. Indeed, a number of studies have demonstrated that the opposite is true. The delicate harmonious relationship of the body’s physiological and psychological functions with the environment is persistently disrupted in the night shift worker, even after a significant period on the inverted schedule. It is suggested that this is a direct result of the misalignment of the body’s internal hour with the night worker’s schedule. As an example, one may consider one hospital worker who works a night shift in Montreal, and another who works simultaneously in Moscow, Hong Kong, or Tokyo. Only the first worker will suffer the consequences of maladaptation to the work schedule, since the latter, despite working at the same geophysical hour, lives on a day-oriented schedule and is in harmony with both the dictates of the internal clock and societal norms.

A number of laboratory and field studies have demonstrated that the human circadian pacemaker is extremely sensitive to light. Thus, a variation in the temporal organization of light exposure throughout the day can shift the pacemaker to new internal ‘time zones’. This study sought to exploit the dynamic nature of the human biological clock, and apply principles of circadian physiology to workers in the health care sectors in Quebec. The aim of this study is to accelerate the adaptation of the worker to the night schedule and concomitantly improve daytime sleep quality, and levels of alertness and performance on-shift. This line of investigation will provide information on the prevention long-term medical consequences associated with night shift work by first correcting the fundamental temporal misalignment that persists between the circadian pacemaker and the work schedule of the night shift worker. Specifically, this study aims to quantify the efficacy of a practical intervention administered in the workplace. The basis of this intervention is the judicious control of exposure to light and darkness.

To our knowledge, this study is among the first to integrate a field and laboratory approach to the sophisticated study of human circadian rhythms in full-time night shift workers. Laboratory investigations were planned to evaluate the phase of the circadian pacemaker both before and after 3 weeks of full-time night shift work. With this approach, we were able to obtain an unbiased estimate of the effectiveness of the intervention regimen provided in the workplace. Fifteen (15) nurses and auxiliaries (6 men, 9 women, aged 25 to 50 years) working full time night shifts in hospitals from the greater Montreal area were recruited for this study. The workers were assigned to one of two experimental conditions. Workers undergoing the treatment condition were intermittently exposed the light of phototherapy lamps during the first 6 hours of each night shift. These subjects also wore goggles with tinted lenses during the morning commute home. Control group subjects remained in their habitual lighting environments in the workplace, and wore clear goggles during the morning commute. Both groups of subjects maintained regular sleep/wake times, and were indicated to remain in the dark for an 8-hour period on days following a night shift. Naps during work breaks were prohibited. Workers lived on a free schedule on days off.

All workers participating in this investigation began the study after a vacation period (lasting at least 2 weeks) during which they returned to a regular day-oriented schedule. They were then admitted to the laboratory for a 50-hour investigation during which their sleep was recorded via a standard method, and the oscillation of the biological clock was ascertained using a method known as the constant routine. Following the laboratory investigation, workers returned to their regular schedule of night shifts. During night shifts, research assistants on site with each worker, administered the phototherapy regimen and regularly sampled the workers' subjective vigilance. Daytime sleep episodes following night shifts were recorded. Following the 3-week period of night shifts, workers re-entered the laboratory for an evaluation of sleep quality and of the phase of the circadian pacemaker. With this approach, it was therefore possible to follow the progression of the circadian pacemaker, and to quantify its immediate effect on sleep quality and subjective vigilance. By this method, an unequivocal measure of the efficacy of the intervention regimen was determined.

Subjects receiving the intervention regimen displayed a significant adjustment of the circadian pacemaker to the night-oriented schedule. In these subjects, circadian rhythms of core body temperature and salivary melatonin concentration regained an appropriate alignment with the shifted sleep-wake schedule of the night shift worker. A certain amount of adaptation was also observed in control group subjects. However, this adaptation was incomplete and inconsistent across subjects within the group. It was also observed that phototherapy administered during a succession of night shifts produces a significant improvement in sleep quality.

The present study has demonstrated the efficacy and the applicability of a workplace intervention based on principles of circadian physiology. Specifically, this intervention judiciously controlled exposure to light and darkness throughout the day, and proved effective despite the subject workload. On the basis of these results, simple and practical recommendations have been devised and are suggested to improve the health of shift workers. Despite the limited length of the study, a reduction in the reporting of symptoms frequently associated with shift work was observed in the treatment group. These preliminary findings are subject to confirmation with more refined measures. Nevertheless, these results carry important ramifications for the prevention of the long-term consequences of shift work and underline the importance of further study of workers on irregular schedules.

Mots-clés

Photothérapie, Phototherapy, Travail de nuit, Night work, Lumière artificielle, Artificial light, Traitement médical, Medical treatment, Rythme circadien, Circadian rhythm, Recherche sur l'homme, Human experiment, Méthodologie, Methodology, Vigilance, Sommeil, Sleep, Mélatonine, Melatonin, CAS 73314, Horaire de travail, Work time schedule, Symptôme, Symptom, Privation de sommeil, Sleep deprivation, Rayonnement visible, Visible radiation, Travail par postes, Shift work, Québec

Numéro de projet IRSST

0096-0340

Numéro de publication IRSST

R-303

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