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Schichtarbeit und Krebs — Sind unsere Schichtarbeitnehmer in Gefahr?

Schichtarbeit und Krebs – Sind unsere Schichtarbeitnehmer in Gefahr?

Fast 20 % der arbeitenden Bevölkerung in Europa verrichtet irgendeine Form von Schichtarbeit, häufig mit Nachtarbeit. Aus nahe liegenden technischen, wirtschaftlichen und kulturellen Gründen kann auf diese Form der Arbeitsleistung nicht einfach verzichtet werden. Schichtarbeit mit Nachtarbeit (in der Folge der Einfachheit halber nur „Schichtarbeit“) steht den natürlichen biologischen und sozialen Rhythmen von Menschen entgegen und kann dadurch zu einer vermehrten gesundheitlichen Belastung führen. Die durch Schichtarbeit verursachte Störung dieser Rhythmen, die so genannte „Chronodisruption“, wird für eine Reihe von Gesundheitsstörungen verantwortlich gemacht. Im Jahr 2007 wurde „Schichtarbeit, die zu Chronodisruption führt“ [„shift work that involves circadian disruption“], von der International Agency for Research on Cancer (IARC) als wahrscheinliches Humankarzinogen eingestuft (Straif et al. 2007; IARC 2010). Diese Einstufung stützte sich nach Auffassung der Expertengruppe der IARC auf eine „ausreichende Beweislage im Tierversuch“ und auf eine „beschränkte Beweislage bei Menschen.“ Während die experimentelle Befundlage tatsächlich als vergleichsweise konsistent gelten kann (Erren et al. 2010), war die epidemiologische Beweisführung bereits kurz nach ihrer ersten Kommunikation kontrovers diskutiert worden (Kolstad et al. 2008). Die vorliegende Arbeit stellt den epidemiologischen Teil der IARC-Bewertung nochmals kurz dar und weist auf einige Schwächen und Inkonsistenzen in der Datenlage hin. Weiterhin werden die Humanstudien angeführt, die seit der IARC-Einstufung zu diesem Themenkreis neu erschienen sind. Schließlich werden die Erfahrungen mit einem speziellen Schichtsystem, das in der BASF SE am Standort Ludwigshafen eingesetzt wird, nochmals kurz dargestellt.

Schlüsselwörter: Schichtarbeit – Krebsrisiko – Chronodisruption – IARC-Einstufung

Shift-work and cancer – Are our shift-workers at risk?

Almost 20 % of the working population in Europe perform some form of shift work, frequently including night-work. For obvious technical, economic and cultural reasons, it is impossible simply to do without this type of work. Shift-work with night-work (hereafter referred to simply as “shift-work”), is contrary to the natural biological and social rhythms of humans, and can lead to increased health stress. The disruption of these rhythms, so-called “chronodisruption”, caused by shift-work is being held responsible for a series of health problems. In the year 2007 “shift work that involves circadian disruption” was classified by the International Agency for Research on Cancer (IARC) as a probable human carcinogen (Straif et al. 2007; IARC 2010). This classification was based, in the opinion of the expert group of the IARC, on "sufficient evidence in experimental animals” and a “limited evidence in humans”. While the experimental findings can actually be considered as comparatively consistent (Erren et al. 2010), the epidemiological evidence became the subject of controversial discussion soon after its first communication (Kolstad et al. 2008). The present work briefly summarizes the epidemiological part of the IARC assessment and points out some weaknesses and inconsistencies in the data situation. Reference is also made to the human studies that have now appeared on this subject since the IARC classification. Finally, the experience with a special shift system used in the BASF SE at its Ludwigshafen location will be briefly described once again.

Keywords: shift-work – cancer risk – chronodisruption – IARC classification

M. Nasterlack

(eingegangen am 04. 07. 2013, angenommen am 13. 08. 2013)

ASU Arbeitsmed Sozialmed Umweltmed 2014; 49: 129–132

Basis der IARC-Einstufung

Die IARC-Einstufung basierte hauptsächlich auf Studien zu Brustkrebs bei Frauen, die überwiegend an fliegendem Personal (Stewardessen) durchgeführt wurden. Acht Studien zu Brustkrebs wurden in anderen Berufsgruppen vorgenommen, bei denen Krankenschwestern den größten Anteil stellen. Zu Prostatakrebs lagen einige Studien bei fliegendem Personal (Piloten, Kabinenpersonal) und nur wenige bei anderen Berufsgruppen vor. Nur vereinzelt wurden Studien zu anderen Krebsarten (Endometrium, Kolon/Rektum) bei Schichtarbeitnehmern durchgeführt. Auch innerhalb der einzelnen Diagnosegruppen war die Ergebnislage nicht so homogen, wie von der IARC geschlussfolgert. So konnten die Expositionszeiten in den sechs „positiven“ Brustkrebsstudien an nicht fliegendem Personal, die mit dort jeweils erhöht gefundenen Risiken einher gingen, zwischen 20 und 30 Jahren bei Krankenschwestern betragen, aber auch nur als „mindestens sechs Monate in mindestens einem Beruf, in dem mindestens 60 % der Frauen Schichtarbeit verrichteten“ oder der simplen Unterscheidung „jemals Nachtschicht mit mindestens drei Schichten pro Woche gearbeitet“ definiert sein. In einer weiteren dieser Studien war „Schichtarbeit für mehr als 3,1 Jahre“ nur bei Frauen über 50 Jahre, nicht aber bei jüngeren mit einem erhöhten Risiko assoziiert. Noch verwirrender stellt sich die Situation bei Prostatakrebs dar, wo v. a. in den älteren Studien zwar bei Piloten, nicht aber bei männlichem Kabinenpersonal ein erhöhtes Risiko für die Krebsinzidenz gefunden wurde. Die IARC kommentiert diesen Befund vorsichtig und hält eine vermehrte Inanspruchnahme von PSA-Tests, die bei Piloten sehr viel früher gebräuchlich gewesen seien als in der Allgemeinbevölkerung, als Ursache für diese Befundlage für wahrscheinlich. Die beiden letzten und auch größten Studien in dieser Kategorie waren auch bemerkenswerterweise negativ geblieben. Nur zwei Studien zu Prostatakrebs und Schichtarbeit lagen der IARC aus Industriepopulationen vor. Hiervon zeigte eine ein leicht erhöhtes Risiko assoziiert mit Dauernachtschicht (RR 2,3; 3 Fälle) und ein etwas höheres mit Wechselschicht (RR 3,0; 7 Fälle). Die andere, die nur in Form einer kurzen Mitteilung publiziert wurde, fand eine erhöhte Odds Ratio von 1,19 für Personen, die „normalerweise Schicht gearbeitet“ hatten. Jedoch bestand in dieser Untersuchung, entgegen der Lesart von IARC, kein Trend zur Risikozunahme mit kumulati-ver Schichtexposition. Eine dritte Studie, in der kein erhöhtes Risiko für Personen aus Berufen mit „mehr als 40 % Schichtarbeit“ gefunden wurde, ging nicht in entsprechende Betrachtungen der IARC ein.

Das Bild bezüglich anderer Krebsarten, das der IARC zum Zeitpunkt ihrer Bewertung vorlag, war noch kursorischer und soll an dieser Stelle nicht weiter dargestellt werden. Zusammenfassend liegen die größten Unsicherheiten hinsichtlich der vorgenommenen Kanzerogenitätseinstufung in der Heterogenität sowohl der verglichenen Schichtsysteme als auch der verglichenen Expositionsdauern, der mangelnden Repräsentativität der hauptsächlich betrachteten Berufsgruppen für die Allgemeinbevölkerung und der damit unzu-reichenden Berücksichtigung von potenziellen Confoundern aus dem beruflichen Umfeld und dem Lebensstil. Diese Datenlage wurde in mehreren Kommentaren und Übersichten zwar als verdachtsbegründend, aber nicht als hinreichend angesehen (Wang et al. 2011; Yong u. Nasterlack 2012). Weitere Untersuchungen mit verbesserter Erfassung von Expositionen und Störfaktoren wurden dringend für erforderlich gehalten (Erren et al. 2008).

Neue Erkenntnisse seit der IARC-Einstufung

Seit der IARC-Einstufung sind weitere Studien erschienen, die im Folgenden kurz zusammengefasst werden sollen.

Zu Brustkrebs wurden vier neue Kohorten- und sechs Fall-Kontroll-Studien publiziert, mit teilweise widersprüchlichen Ergebnissen. So fand sich bei amerikanischen Flugbegleiterinnen keine erhöhte Inzidenz, wohingegen skandinavische ein um 50 % erhöhtes Risiko aufwiesen, das allerdings nicht mit der Expositionsmetrik „Flüge über Zeitzonen“ assoziiert war (Pinkerton et al. 2012; Pukkala et al. 2012). Signifikant erhöhte Odds Ratios zwischen 1,8 und 2,9 wurden beim Vergleich zwischen „Arbeit nach Mitternacht“ und „ausschließlich Tagarbeit“ beschrieben, wobei kein erhöhtes Risiko bei Spätschicht unter Ausschluss von Nachtarbeit resultierte (Hansen u. Stevens 2012). In einer explorativen Fall-Kontroll-Studie fanden Villeneuve et al. (2011) eine OR von 1,4 (CI 0,9–2,1) bei Frauen, die mehr als 10 Jahre als Krankenschwester gearbeitet hatten; allerdings wiesen Textilarbeiterinnen eine OR von 2,4 (0,9–6,0) und Schneiderinnen eine von 1,5 (0,9–2,6) auf. Zumindest bei der letztgenannten Berufsgruppe ist ein Bezug zu Nachtarbeit nicht ohne weiteres evident. Pesch et al. (2010) fanden keine Assoziation mit Schichtarbeit oder Nachtarbeit, wenn diese als „jemals/nie“ kategorisiert wurden. Sie fanden nicht signifikant verminderte Risiken bei allen Expositionsmetriken, wenn diese unter dem Median lagen, und nicht signifikant erhöhte Risiken über Median. Eine OR von 2,49 (0,87–7,18) resultierte lediglich für >20 Jahre Nachtschicht; alle anderen Expositionsdauern waren mit OR

Die Studienlage für andere Krebsarten ist auch für die Zeit nach der IARC-Einstufung sehr übersichtlich. In drei Studien zu Prostatakrebs wurde einmal eine nicht signifikante Erhöhung der Inzidenz (RR 1,79; CI 0,57–5,68) auf der Basis von vier exponierten Fällen bei 3-Schichtarbeit beschrieben (Kubo et al. 2011). In einer Kohorte von insgesamt über 30 000 Produktionsarbeitern fand sich ein nichtsignifikantes Defizit (0,59; 0,27–1,30) bezüglich der Mortalität an Prostatakrebs (Yong et al. 2014). Kein Zusammenhang mit beruflichen Faktoren bestand bei 339 973 Prostatakrebsfällen in einer Kohorte von 15 Millionen Männern im Alter zwischen 30 und 64 Jahren aus Dänemark, Finnland, Island, Norwegen und Schweden (Pukkala et al. 2009). Zu anderen Krebslokalisationen liegen sporadische Befunde vor. Ein Non-Hodgkin-Lymphom trat geringfügig häufiger (RR 1,10; 1,03–1,19) bei Männern auf, die jemals Nachtschicht gearbeitet hatten (Lahti et al. 2008). Widersprüchliche Ergebnisse wurden für Ovarialkrebs berichtet, wo eine Hazard Ratio von 1,28 (0,84–1,94) mit 15 bis 19 Jahren Wechselschicht assoziiert war, aber nur 0,80 (0,51–1,23) betrug, wenn 20 Jahre und mehr in Wechselschicht gearbeitet worden war (Poole et al. 2011). Ein um 14 % vermindertes Risiko für Hautkrebs und ein um 44 % vermindertes Risiko für Melanom fanden sich nach mehr als 10 Jahren Wechselschicht (Schernhammer et al. 2011). Schließlich liegt noch eine kanadische Fall-Kontroll-Studie vor, in der die OR praktisch für alle Krebsarten erhöht waren (3137 Fälle, 512 Kontrollen), wobei jedoch keine Expositions-Wirkungs-Beziehung mit „Dauer auf Schicht“ bestand (Parent et al. 2012). Vielmehr fanden sich die höchsten Risiken oft in der Kategorie der kürzesten Dauer (

Zusammenfassend kann der Schlussfolgerung von Wang et al. (2011) weiterhin zugestimmt werden, dass „die Heterogenität der vorliegenden Studien sowohl bezüglich der Expositionen als auch der Ergebnisse sowie die erkennbare Betonung von positiven, aber oft nicht signifikanten Ergebnissen allgemeine Schlussfolgerungen zu einem Zusammenhang zwischen Schichtarbeit und Krebs schwierig machen.“ Zum jetzigen Zeitpunkt bestehen allerdings ernstzunehmende Hinweise dafür, dass manche Formen der Schichtarbeit mit einem erhöhten Brustkrebsrisiko bei Frauen assoziiert sein können. Für alle anderen Krebsarten ist die Befundlage unzureichend.

Was bedeutet das für Schichtarbeit in der Praxis (am Beispiel der BASF)?

Weltweit existiert eine Vielzahl unterschiedlicher Schichtmodelle, von denen nicht a priori anzunehmen ist, dass sie alle zu gleichartigen Gesundheitseffekten führen. Über ein halbes Jahrhundert Schichtforschung hat aber zumindest einige Erkenntnisse bezüglich empfehlenswerter Schichtplangestaltung erbracht. Es besteht überwiegend Einigkeit, dass Schichtsysteme schnell vorwärts rotierend sein sollten, wobei die Schichtdauer umgekehrt proportional zu den körperlichen und mentalen Arbeitsanforderungen sein sollte. Bei der in der BASF überwiegend eingesetzten „Fliegerschicht“ handelt es sich um ein schnell vorwärts rotierendes System, in dem auf eine 12-Stunden-Schicht jeweils eine 24-stündige Ruhephase folgt („3er Schicht“). Seit 1992 wurde eine modifizierte Form eingeführt, in der die 12-stündige Nachtschicht jeweils von einer 48-stündigen Ruhephase gefolgt ist („4er Schicht“). Das Schichtsystem findet bei den Arbeitnehmern hohe Akzeptanz und wird subjektiv ausgezeichnet toleriert (Yong et al. 2010). Auch ein vermehrtes Stresserleben, gelegentlich als Suszeptibilitätsfaktor für eine verminderte Immunabwehr und dadurch erhöhte Krebsgefährdung angeschuldigt, liegt bei den Mitarbeitern in dieser Schichtform nicht vor (Oberlinner et al. 2013). Wir konnten in umfangreichen Studien an über 14 000 Schicht- und über 17 000 Tagarbeitern zeigen, dass diese Form der Schichtarbeit nicht mit einer vorzeitigen Sterblichkeit an Krebs und anderen Erkrankungen einhergeht (Oberlinner et al. 2009; Yong et al. 2014). Das Fehlen wesentlicher adverser Befunde in dieser Kohorte könnte als Argument gegen die IARC-Bewertung aufgefasst werden. Es könnte jedoch auch mit den Eigenarten dieser Schichtform zu tun haben, die aufgrund des sehr schnellen Schichtwechsels und der jeder Nachtschicht nachgelagerten Erholungsphase möglicherweise keine Desynchronisierung endogener biologischer Rhythmen induziert, die im weitesten Sinne als „Chronodisruption“ aufzufassen wären.

Das Schichtsystem ist nur ein Teil der Lösung

In Ergänzung zu einem gesundheitsverträglichen Schichtsystem kommt den regelmäßigen arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen in Verbindung mit Maßnahmen der Gesundheitsförderung eine wichtige Bedeutung für die Vermeidung schädlicher Auswirkungen von Schichtarbeit auf die Gesundheit zu. In den detaillierten Auswertungen der BASF-Kohortenstudien hatte sich gezeigt, dass die Schichtarbeitnehmer intensiver werksärztlich betreut wurden und häufiger Gelegenheit hatten, an Gesundheitsförderungsmaßnahmen teilzunehmen, als ihre tagarbeitenden Kollegen. In einer weiteren Kohortenanalyse wurde daraufhin der Gesundheitszustand und die allgemeine Mortalität zwischen Teilnehmern und Nichtteilnehmern an diesen Maßnahmen verglichen, wobei für die jeweilige Arbeitszeitform und andere Risikofaktoren adjustiert wurde (Ott et al. 2010). Im Ergebnis konnten gezeigt werden, dass die Teilnahme an Gesundheitsförderungsmaßnahmen langfristig zu einer Verringerung der Mortalität führte. Dieser Erfolg ist wahrscheinlich nicht einem „Einmaleffekt“ einer solchen Maßnahme geschuldet, sondern eher der infolge von positiven Erfahrungen hierbei erzeugten erhöhten Bereitschaft, zumindest einen Teil der dort erlernten gesundheitsförderlichen Verhaltensweisen beizubehalten und sich auch bei den regelmäßigen jährlichen Gesundheitsaktionen innerhalb der BASF vermehrt zu beteiligen.

Schlussfolgerung

Es gibt hinreichende Belege, und es ist biologisch plausibel, dass Schichtarbeit sich ungünstig auf die Gesundheit auswirken kann. Ob dies auch eine krebserzeugende oder -fördernde Wirkung einschließt, ist nach wie vor Gegenstand wissenschaftlicher Forschung. Es gibt aber jedenfalls Belege dafür, dass Schichtarbeit in einer Art und Weise organisiert werden kann, die gesundheitliche Auswirkungen vermindert. Gezielte und nachhaltige Gesundheitsförderung, die speziell auf die Bedürfnisse von Schichtarbeitern eingeht, kann ein Übriges dazu beitragen, dass negative Gesundheitswirkungen durch Schichtarbeit gar nicht erst entstehen.

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Verfasser

Dr. med. Michael Nasterlack

Konrad-Seel-Straße 1

68526 Ladenburg

nasterlack@arcor.de

Fußnoten

ehemals Abteilung Occupational Medicine and Health Protection (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. med. Stefan Lang), BASF SE, Ludwigshafen

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