Mikrobiota na nocnej zmianie

O wpływie pracy zmianowej i zaburzonego rytmu dobowego na mikroorganizmy jelitowe

Skutkiem pracy zmianowej nie jest wyłącznie zmęczenie. Konsekwencje przedłużającej się deprywacji snu są znacznie poważniejsze. Jedną z nich jest niekorzystna zmiana w mikrobiocie jelitowej zwana dysbiozą, która wywołuje kaskadę wzajemnie napędzających się, negatywnych zmian zdrowotnych. Z pomocą może przyjść celowane postępowanie z wykorzystaniem „szytych na miarę” organizmów probiotycznych.

W Europie, co czwarty pracownik pracuje poza standardowymi godzinami pracy, co oznacza pracę w trybie zmianowym, pracę wyłącznie w godzinach nocnych czy pracę późnymi wieczorami. Taki sposób pracy dotyka nie tylko zawody kojarzone z pracą zmianową jak: pielęgniarki, lekarzy, pracowników stacji benzynowych, służby ratownicze, ale także żołnierzy, marynarzy, a nawet rolników, których dzień zaczyna się często w środku nocy. Poza tym do grupy, która doświadcza zaburzeń rytmu dobowego można zaliczyć także tych, którzy regularnie podróżują na długie dystanse doświadczając efektów zmiany stref czasowych (jet-lag) oraz osoby, które z własnego wyboru decydują się pracować w niekonwencjonalnych godzinach. Okazuje się zatem, że grupa pracowników, która może odczuwać skutki zaburzenia snu i idące za tym konsekwencje jest naprawdę pokaźna. W dalszej części tego artykułu w odniesieniu do całej tej dużej grupy będę używać określenia pracownicy zmianowi.

Zmiana rytmu dobowego i wzorca snu niesie ze sobą szereg poważnych konsekwencji zdrowotnych, do których należą zwiększone ryzyko wystąpienia:

• cukrzycy typu 2,
• otyłości,
• zespołu metabolicznego,
• depresji,
• stanów lękowych,
• choroby Parkinsona,
• nadciśnienia,
• bezsenności,
• zespołu jelita drażliwego.

To zestawienie tworzy obraz, który skutkuje większym ryzykiem poważnych tąpnięć naszego zdrowia, takich jak np. zawał serca czy udar mózgu, a ryzyko to rośnie wraz z czasem trwania pracy w nietypowych godzinach. Na wzrost zachorowalności na wspominane schorzenia składają się zmiany fizjologiczne zachodzące w organizmie, ale także zmiany codziennych nawyków (np. diety), które sprzyjają chorobom metabolicznym. Trzeba też zaznaczyć, że zaburzenia snu są dla organizmu sytuacją stresową, która u pracowników zmianowych jest powtarzalna, stres zaś skutkuje nasileniem stanu zapalnego w ciele i zmianą gospodarki hormonalnej. Jednym z istotnych, a wciąż jeszcze pomijanych czynników, który zwiększa ryzyko zdrowotne pracowników zmianowych jest zaburzenie równowagi mikrobioty jelitowej zwane dysbiozą. Przyjrzyjmy się temu, jak do niej dochodzi.

Przeczytaj także: Dieta wegańska a mikrobiota jelitowa

Mikrobiota a rytm dobowy

Bakterie zasiedlające przewód pokarmowy również mają swój rytm dobowy, a ich skład i liczebność zmienia się w ciągu doby. Rytm ten jest ściśle powiązany z rytmem dobowym ich gospodarza – człowieka i w dużej mierze zależy od ilości i jakości snu oraz od pór posiłków.

Mikrobiota jest środowiskiem wrażliwym i zmiany w jej składzie można zaobserwować już po 1-2 nocach deprywacji snu. Co to dla Ciebie oznacza? Nawet, jeśli nie pracujesz w godzinach nocnych, ale masz problemy z bezsennością, to możesz doświadczać podobnych, negatywnych skutków zdrowotnych, co pracownicy zmianowi.

W próbkach kału osób, które pracują w nietypowych godzinach obserwuje się wzrost liczebności bakterii z typu Firmicutes i Actinobacteria oraz spadek typu Bacteroidetes. Co ciekawe zmiany te są podobne do zaburzeń mikrobioty występujących u osób doświadczających zespołu metabolicznego czy otyłości, co pokazuje, że dysbioza gra istotną rolę w rozwoju zagrożeń zdrowotnych wynikających z pracy zmianowej. Jednym z najwrażliwszych markerów mikrobioty pracowników zmianowych jest liczebność bakterii Faecalibacterium, która zdecydowanie spada, gdy zaburzony zostaje rytm dobowy.

Niektóre zawody, szczególnie te o charakterze medycznym (pielęgniarki, lekarze) są szczególnie narażone na niebezpieczne zmiany mikrobioty, ze względu na przebywanie w środowisku szpitalnym. Mowa tu przede wszystkim o możliwości zakażenia groźnym patogenem Clostridium difficile. Infekcja tą bakterią bywa niezwykle oporna na leczenie, sprzyja przewlekłym biegunkom, a u osób starszych i z obniżoną odpornością zwiększa ryzyko śmierci.

Jakie procesy związane ze zmianą rytmu dobowego wpływają na zaburzenie równowagi jelitowej i rozwój dysbiozy?

Stres fizyczny i psychologiczny = stan zapalny

Deprywacja snu to stres dla całego ciała, ciągła deprywacja snu to stres o bardzo dużym nasileniu. Stres, nie tylko ten odczuwany, jako napięcie psychiczne, ale przede wszystkim stres o charakterze fizjologicznym. Odpowiada on za rozwój stanu zapalnego w całym ciele, który wiąże się ze zwiększonym wydzielaniem cytokin zapalnych sprzyjających dysbiozie. Sama dysbioza zaś wtórnie, dodatkowo nasila stan zapalny, co wynika z wydzielania toksycznych metabolitów bakteryjnych (np. LPS) do krwioobiegu.

Zaburzenie gospodarki hormonalnej

Praca zmianowa wiąże się z szeregiem zmian w obrębie gospodarki hormonalnej. Do najważniejszych z nich należą wzrost stężenia kortyzolu i rezystyny. Kortyzol nazywany jest hormonem stresu przewlekłego, zaś rezystynie przypisuje się znaczenie w zwiększaniu ryzyka cukrzycy typu 2. Takie zmiany hormonalne prowadzą do insulinooporności, która jest „przedsionkiem” cukrzycy i uszkadzają mikrobiotę. Sama insulinooporność to także kolejny czynnik nasilający stan zapalny. Dodatkowo może ona sprzyjać zwiększaniu się masy ciała, a podwyższony kortyzol przyczynia się do rozwoju nadciśnienia. Podejrzewa się, że związek między insulinoopornością a mikrobiotą wynika także ze zmniejszonej produkcji melatoniny u pracowników zmianowych. Zaburzenie równowagi hormonalnej w całym ciele nasila dysbiozę i wprawia w ruch błędne koło skutków zdrowotnych zmienionego rytmu dobowego. Insulinooporność wywołuje dysbiozę, a dysbioza nasila insulinooporność. Warto przy tym podkreślić, że takich skutków mogą doświadczać nie tylko osoby pracujące w nietypowych godzinach, ale także wszyscy, który po prostu śpią zbyt krótko lub nieefektywnie.

Zmiana nawyków żywieniowych

Praca zmianowa to nie tylko wysoki poziomem stresu, ale także pośpiech i zmieniony rytm posiłków. Badania pokazały, że praca w nietypowych godzinach zazwyczaj wiąże się ze spadkiem spożycia błonnika pokarmowego, składnika występującego w warzywach, owocach i nieoczyszczonych zbożach, który jest niezwykle istotny dla zdrowej mikrobioty jelitowej. Błonnik pokarmowy jest prebiotykiem, stanowi pożywkę dla mikrobioty, to jej „jedzenie”. Mała ilość błonnika w diecie prowadzi do zaburzenia w liczebności bakterii jelitowych i mniejszej ilości SCFA – krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych. SCFA regulują prawidłową pracę jelit i mają silne działanie przeciwzapalne.

Praca zmianowa sprzyja kompromisom żywieniowym i skutkuje częstszym spożyciem żywności wysokoprzetworzonej, o dużej gęstości kalorycznej (ilość kcal na jednostkę masy – to, co ma dużą gęstość kaloryczną ma dużo kalorii w małej objętości), wysokiej zawartości cukru i tłuszczu. Mikrobiota przewodu pokarmowego jest zaś bezpośrednio zależna od tego, co zjadasz, dlatego każda zmiana w diecie będzie się wiązała ze zmianą w składzie mikrobioty.

Zmiany w diecie i mikrobiocie nie pozostają bez wpływu na masę ciała. W ciągu pierwszego roku pracy zmianowej większość osób doświadcza wzrostu współczynnika BMI, który w prosty sposób pozwala ocenić masę ciała pod kątem występowania nadwagi lub otyłości. Dysbioza sprzyja tyciu z wielu powodów, ale do najważniejszych należą:

• uczestniczenie w rozwoju insulinooporności,
• zwiększanie przyswajania energii (kalorii) z żywności,
• nasilanie odczuwania głodu, zmniejszanie sytości.

Ostatni punkt zwraca szczególną uwagę. Problemy z utrzymywaniem prawidłowej masy ciała u pracowników zmianowych wynikają ze zmian w stężeniach hormonów regulujących głód i sytość. Mowa o grelinie (zwiększa apetyt) i leptynie (zmniejsza apetyt, reguluje odkładanie tkanki tłuszczowej), których wydzielanie jest bardzo mocno związane z zegarem biologicznym. W nocy silnie rośnie poziom greliny, czemu towarzyszy jednocześnie niski poziom leptyny. Pracując w standardowym godzinach ten czas zazwyczaj przesypiasz. Jednak osoby, które pracują w nocy będą wtedy odczuwały bardzo silny apetyt, co skutkuje podjadaniem i, w perspektywie czasu, tyciem. Nocne posiłki są także niekorzystne dla mikrobioty, dlatego, że zakłócają naturalny system „sprzątający” jelita, tzw. kompleks mioelektryczny, co pogłębia dysbiozę. Podobny efekt następuje u osób doświadczających bezsenności.

Zaobserwowano też, że u pracowników zmianowych zdecydowanie częściej występuje zespół jelita drażliwego, zaparcia, biegunki i bóle brzucha, co może wiązać się z dysbiozą oraz zmianami nawyków żywieniowych.

Biorąc pod uwagę różne zmiany w funkcjonowaniu organizmu, które zachodzą, gdy zaburzony jest rytm dobowy okazuje się, że ryzyko chorób układu krążenia jest nawet o 40% wyższe u pracowników zmianowych niż wśród osób pracujących w konwencjonalnych godzinach.

Probiotyki a praca zmianowa

Choć zmiany w mikrobiocie jelitowej zachodzą niezwykle szybko to pocieszający jest fakt, że powrót do równowagi jelitowej można wspomagać przy pomocy celowanej suplementacji probiotykami.

Pozytywny wpływ probiotyków na łagodzenie chorób o charakterze cywilizacyjnym, takich jak zespół metaboliczny, cukrzyca typu 2 czy otyłość został bez wątpliwości potwierdzony w wielu badaniach klinicznych na całym świecie. Te schorzenia są najpoważniejszymi skutkami trwającej przez wiele lat zmiany rytmu dobowego. Badacze poszli dalej i sprawdzili, czy suplementacja probiotykami może być pomocna w przywracaniu równowagi mikrobiotycznej u pracowników zmianowych.

Wykazano między innymi, że szczepy probiotyczne Lactobacillus acidophilus DDS-1 i Bifidobacterium Aanimalis spp. lactis UABla-12 mogą u takich osób wspomagać układ odpornościowy. W innym badaniu stwierdzono, że podawanie probiotyków zmniejsza nasilenie stanu zapalnego, zmniejsza wskaźniki stresu, a także poprawia jakość snu. Badania obejmujące marynarzy wskazują, że stosowanie suplementacji probiotyków w okresach nasilonej deprywacji snu pozwala utrzymać eubiozę – równowagę jelitową. Jednak, gdy dojdzie do rozwoju dysbiozy odpowiednie dobrane szczepy bakterii pozwalają na powrót do eubiozy (równowagi) w ciągu około dwóch tygodni.

Dla pracowników zmianowych, którzy doświadczają specyficznych zmian w mikrobiocie jelitowej i licznych, negatywnych konsekwencji systemu pracy dla zdrowia szczególnie korzystna może okazać się celowana suplementacja probiotykami. Ten rodzaj przywracania równowagi jelitowej celuje w konkretne zaburzenia mikrobioty. Celowany probiotyk powstaje na bazie mikrobiologicznej analizy próbki kału i pozwala na dobór szczepów, które będą najskuteczniejsze w przywracaniu eubiozy (równowagi mikrobioty) u konkretnej osoby.

Przeczytaj także: Czym są eubiotyki?

Ogromne znacznie dla poprawy stanu mikrobioty mają także możliwe do wprowadzenia zmiany nawyków żywieniowych. Uzupełnienie diety w pokarmy będące źródłem błonnika pokarmowego zwiększa ilość SCFA, których odpowiednie stężenie zmniejsza ryzyko zdrowotne pracy zmianowej i ułatwia kolonizację jelit wspierającymi gatunkami bakterii.

Celowana suplementacja probiotykami i zmiana diety są szczególnie ważne wtedy, gdy rezygnacja z pracy zmianowej czy częstych podróży ze zmianą stref czasowych jest niemożliwa. Dzięki nim można obniżyć ryzyko, jakie wynika z pracy w nietypowych godzinach.

Barbara Dąbrowska-Górska

Bibliografia:

• Amy C Reynolds et al., The shift work and health research agenda: Considering changes in gut microbiota as a pathway linking shift work, sleep loss and circadian misalignment, and metabolic disease, Sleep Med Rev. 2017 Aug:34:3-9. doi: 10.1016/j.smrv.2016.06.009. Epub 2016 Jul 11.
• Aroa Lopez-Santamarina et al., Effects of Unconventional Work and Shift Work on the Human Gut Microbiota and the Potential of Probiotics to Restore Dysbiosis, Nutrients. 2023 Jul 7;15(13):3070. doi: 10.3390/nu15133070.
• Faraz Bishehsari et al., Circadian rhythms and the gut microbiota: from the metabolic syndrome to cancer, Nat Rev Endocrinol. 2020 Dec;16(12):731-739. doi: 10.1038/s41574-020-00427-4. Epub 2020 Oct 26
• Qing Li et al., Chronic Jet Lag Exacerbates Jejunal and Colonic Microenvironment in Mice, Front Cell Infect Microbiol. 2021 Jun 1:11:648175. doi: 10.3389/fcimb.2021.648175. eCollection 2021.
• Yuanyuan Li et al., The Role of Microbiome in Insomnia, Circadian Disturbance and Depression, Front Psychiatry. 2018 Dec 5:9:669. doi: 10.3389/fpsyt.2018.00669. eCollection 2018.