Gli individui sani dormono regolarmente per diverse ore al giorno. Normalmente dormono durante le ore notturne. Trovano molto difficile rimanere svegli durante le ore tra mezzanotte e la mattina presto, quando normalmente dormono. Se un individuo deve rimanere sveglio durante queste ore in tutto o in parte, l'individuo arriva a uno stato di perdita forzata del sonno, o privazione del sonno, che di solito è percepito come stanchezza. Si avverte un bisogno di sonno, con gradi fluttuanti di sonnolenza, che continua fino a quando non si dorme a sufficienza. Questo è il motivo per cui spesso si dice che i periodi di privazione del sonno fanno incorrere una persona deficit di sonno or debito del sonno.

La privazione del sonno presenta un problema particolare per i lavoratori che non possono dormire a sufficienza a causa di orari di lavoro (ad esempio, lavorare di notte) o, per questo motivo, di attività prolungate nel tempo libero. Un lavoratore in un turno di notte rimane privato del sonno fino a quando non si rende disponibile l'opportunità di un periodo di sonno alla fine del turno. Poiché il sonno preso durante le ore diurne è generalmente più breve del necessario, il lavoratore non può riprendersi sufficientemente dalla condizione di perdita di sonno fino a quando non viene preso un lungo periodo di sonno, molto probabilmente un sonno notturno. Fino ad allora, la persona accumula un deficit di sonno. (Una condizione simile—jet lag—sorge dopo aver viaggiato tra fusi orari che differiscono di alcune ore o più. Il viaggiatore tende a essere privato del sonno poiché i periodi di attività nel nuovo fuso orario corrispondono più chiaramente al normale periodo di sonno nel luogo di origine). Pertanto vari gradi di privazione del sonno sono incorporati nella vita quotidiana dei lavoratori che devono lavorare in orari irregolari ed è importante adottare misure per far fronte agli effetti sfavorevoli di tale carenza di sonno. Le principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno sono riportate nella tabella 1.

Tabella 1. Principali condizioni di orario di lavoro irregolare che contribuiscono alla privazione del sonno di vario grado

In condizioni estreme, la privazione del sonno può durare più di un giorno. Quindi la sonnolenza e i cambiamenti nelle prestazioni aumentano man mano che il periodo di privazione del sonno si prolunga. I lavoratori, tuttavia, normalmente prendono una qualche forma di sonno prima che la privazione del sonno diventi troppo prolungata. Se il sonno così preso non è sufficiente, gli effetti della carenza di sonno continuano comunque. Pertanto, è importante conoscere non solo gli effetti della privazione del sonno nelle varie forme, ma anche i modi in cui i lavoratori possono riprendersi da essa.

Figura 1. Performance, rating del sonno e variabili fisiologiche di un gruppo di soggetti esposti a due notti di privazione del sonno

La natura complessa della privazione del sonno è mostrata dalla figura 1, che mostra i dati di studi di laboratorio sugli effetti di due giorni di privazione del sonno (Fröberg 1985). I dati mostrano tre cambiamenti fondamentali derivanti dalla prolungata privazione del sonno:

1. C'è una tendenza generale al ribasso sia nelle prestazioni oggettive che nelle valutazioni soggettive dell'efficienza delle prestazioni.
2. Il calo delle prestazioni è influenzato dall'ora del giorno. Questo declino ciclico è correlato con quelle variabili fisiologiche che hanno un periodo ciclico circadiano. Le prestazioni sono migliori nella fase di normale attività quando, ad esempio, l'escrezione di adrenalina e la temperatura corporea sono superiori a quelle del periodo originariamente assegnato a una normale notte di sonno, quando le misure fisiologiche sono basse.
3. Le autovalutazioni della sonnolenza aumentano con il tempo di continua privazione del sonno, con una chiara componente ciclica associata all'ora del giorno.

Il fatto che gli effetti della privazione del sonno siano correlati ai ritmi circadiani fisiologici ci aiuta a comprenderne la complessa natura (Folkard e Akerstedt 1992). Questi effetti dovrebbero essere visti come il risultato di uno sfasamento del ciclo sonno-veglia nella vita quotidiana.

Gli effetti del lavoro continuo o della privazione del sonno includono quindi non solo una riduzione della vigilanza, ma una diminuzione delle capacità prestazionali, una maggiore probabilità di addormentarsi, un abbassamento del benessere e del morale e una compromissione della sicurezza. Quando tali periodi di privazione del sonno si ripetono, come nel caso dei turnisti, la loro salute può risentirne (Rutenfranz 1982; Koller 1983; Costa et al. 1990). Un obiettivo importante della ricerca è quindi determinare in che misura la privazione del sonno danneggia il benessere degli individui e come possiamo utilizzare al meglio la funzione di recupero del sonno per ridurre tali effetti.

Effetti della privazione del sonno

Durante e dopo una notte di privazione del sonno, i fisiologici ritmi circadiani del corpo umano sembrano mantenersi sostenuti. Ad esempio, la curva della temperatura corporea durante il primo giorno di lavoro tra i lavoratori notturni tende a mantenere il suo modello circadiano di base. Durante le ore notturne la temperatura diminuisce verso le prime ore del mattino, riprende a salire durante il giorno successivo e scende nuovamente dopo un picco pomeridiano. È noto che i ritmi fisiologici vengono "adattati" ai cicli sonno-veglia invertiti dei lavoratori del turno di notte solo gradualmente nel corso di diversi giorni di turni notturni ripetuti. Ciò significa che gli effetti sulle prestazioni e sulla sonnolenza sono più significativi durante le ore notturne rispetto a quelle diurne. Gli effetti della privazione del sonno sono quindi variamente associati ai ritmi circadiani originari osservati nelle funzioni fisiologiche e psicologiche.

Gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni dipendono dal tipo di compito da svolgere. Diverse caratteristiche del compito influenzano gli effetti (Fröberg 1985; Folkard e Monk 1985; Folkard e Akerstedt 1992). In generale, un'attività complessa è più vulnerabile di un'attività più semplice. L'esecuzione di un compito che coinvolge un numero crescente di cifre o una codifica più complessa si deteriora maggiormente durante tre giorni di perdita di sonno (Fröberg 1985; Wilkinson 1964). Le attività stimolate a cui è necessario rispondere entro un certo intervallo si deteriorano maggiormente rispetto alle attività autogestite. Esempi pratici di compiti vulnerabili includono reazioni seriali a stimoli definiti, semplici operazioni di smistamento, registrazione di messaggi in codice, copia dattilografica, monitoraggio del display e ispezione continua. Sono noti anche gli effetti della privazione del sonno sulle prestazioni fisiche faticose. Gli effetti tipici della prolungata privazione del sonno sulle prestazioni (su un compito visivo) sono mostrati nella figura 2 (Dinges 1992). Gli effetti sono più pronunciati dopo due notti senza sonno (40-56 ore) che dopo una notte senza sonno (16-40 ore).

Figura 2. Linee di regressione adattate alla velocità di risposta (il reciproco dei tempi di risposta) su un compito visivo semplice e non preparato di 10 minuti somministrato ripetutamente a giovani adulti sani durante nessuna perdita di sonno (5-16 ore), una notte di perdita di sonno (16 -40 ore) e due notti di sonno perso (40-56 ore)

Il grado in cui l'esecuzione dei compiti è influenzata sembra anche dipendere da come è influenzata dalle componenti di "mascheramento" dei ritmi circadiani. Ad esempio, si è scoperto che alcune misure di prestazione, come le attività di ricerca della memoria a cinque obiettivi, si adattano al lavoro notturno molto più rapidamente rispetto alle attività con tempi di reazione seriali, e quindi possono essere relativamente inalterate nei sistemi a turni a rotazione rapida (Folkard et al. 1993). Tali differenze negli effetti dei ritmi fisiologici endogeni dell'orologio biologico e dei loro componenti di mascheramento devono essere presi in considerazione nel considerare la sicurezza e l'accuratezza delle prestazioni sotto l'influenza della privazione del sonno.

Un particolare effetto della privazione del sonno sull'efficienza delle prestazioni è la comparsa di frequenti "cali" o periodi di non risposta (Wilkinson 1964; Empson 1993). Questi cali di prestazioni sono brevi periodi di vigilanza ridotta o sonno leggero. Questo può essere rintracciato in registrazioni di prestazioni videoregistrate, movimenti oculari o elettroencefalogrammi (EEG). Un'attività prolungata (mezz'ora o più), soprattutto quando l'attività viene replicata, può portare più facilmente a tali interruzioni. Compiti monotoni come la ripetizione di reazioni semplici o il monitoraggio di segnali poco frequenti sono molto sensibili a questo proposito. D'altra parte, un nuovo compito è meno influenzato. Anche le prestazioni in situazioni di lavoro mutevoli sono resistenti.

Sebbene ci siano prove di una graduale diminuzione dell'eccitazione nella privazione del sonno, ci si aspetterebbe livelli di prestazioni meno influenzati tra gli intervalli. Questo spiega perché i risultati di alcuni test delle prestazioni mostrano una scarsa influenza della perdita di sonno quando i test vengono eseguiti in un breve periodo di tempo. In un compito con tempo di reazione semplice, gli intervalli porterebbero a tempi di risposta molto lunghi, mentre il resto dei tempi misurati rimarrebbe invariato. È quindi necessaria cautela nell'interpretazione dei risultati dei test riguardanti gli effetti della perdita di sonno in situazioni reali.

I cambiamenti nella sonnolenza durante la privazione del sonno si riferiscono ovviamente ai ritmi circadiani fisiologici così come a tali periodi di sospensione. La sonnolenza aumenta bruscamente con il tempo del primo periodo di lavoro notturno, ma diminuisce durante le successive ore diurne. Se la privazione del sonno continua fino alla seconda notte, la sonnolenza diventa molto avanzata durante le ore notturne (Costa et al. 1990; Matsumoto e Harada 1994). Ci sono momenti in cui il bisogno di dormire è quasi irresistibile; questi momenti corrispondono alla comparsa di laps, così come alla comparsa di interruzioni nelle funzioni cerebrali come evidenziato dalle registrazioni EEG. Dopo un po', si avverte che la sonnolenza si riduce, ma segue un altro periodo di effetti di decadenza. Se i lavoratori vengono interrogati sui vari sentimenti di affaticamento, tuttavia, di solito menzionano livelli crescenti di affaticamento e stanchezza generale che persistono durante il periodo di privazione del sonno e periodi tra un periodo di pausa e l'altro. Un leggero recupero dei livelli di affaticamento soggettivo si osserva durante il giorno dopo una notte di privazione del sonno, ma la sensazione di affaticamento è notevolmente avanzata nella seconda e nelle successive notti di continua privazione del sonno.

Durante la privazione del sonno, la pressione del sonno dall'interazione tra veglia precedente e fase circadiana può essere sempre presente in una certa misura, ma la labilità dello stato nei soggetti assonnati è anche modulata dagli effetti del contesto (Dinges 1992). La sonnolenza è influenzata dalla quantità e dal tipo di stimolazione, dall'interesse offerto dall'ambiente e dal significato della stimolazione per il soggetto. La stimolazione monotona o che richiede un'attenzione prolungata può portare più facilmente a decrementi e interruzioni della vigilanza. Maggiore è la sonnolenza fisiologica dovuta alla mancanza di sonno, più il soggetto è vulnerabile alla monotonia ambientale. La motivazione e l'incentivo possono aiutare a superare questo effetto ambientale, ma solo per un periodo limitato.

Effetti della privazione parziale del sonno e della carenza di sonno accumulata

Se un soggetto lavora ininterrottamente per un'intera notte senza dormire, molte funzioni prestazionali saranno decisamente peggiorate. Se il soggetto va al secondo turno di notte senza dormire, il declino delle prestazioni è molto avanzato. Dopo la terza o quarta notte di privazione totale del sonno, pochissime persone riescono a rimanere sveglie e svolgere compiti anche se fortemente motivate. Nella vita reale, tuttavia, tali condizioni di perdita totale del sonno si verificano raramente. Di solito le persone dormono un po' durante i successivi turni notturni. Ma rapporti provenienti da vari paesi mostrano che il sonno preso durante il giorno è quasi sempre insufficiente per recuperare dal debito di sonno contratto dal lavoro notturno (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1981; ILO 1990). Di conseguenza, la carenza di sonno si accumula man mano che i turnisti ripetono i turni notturni. Simili carenze di sonno si verificano anche quando i periodi di sonno vengono ridotti a causa della necessità di seguire gli orari dei turni. Anche se è possibile dormire di notte, è noto che la restrizione del sonno di sole due ore per notte porta a una quantità di sonno insufficiente per la maggior parte delle persone. Tale riduzione del sonno può portare a prestazioni e vigilanza compromesse (Monk 1991).

Esempi di condizioni nei sistemi a turni che contribuiscono all'accumulo di carenza di sonno, o parziale privazione del sonno, sono riportati nella tabella 1. Oltre al lavoro notturno continuato per due o più giorni, brevi periodi tra i turni, ripetizione di un inizio mattutino anticipato turni, turni notturni frequenti e un'assegnazione inappropriata delle ferie accelerano l'accumulo di carenza di sonno.

Anche la scarsa qualità del sonno diurno o il sonno ridotto sono importanti. Il sonno diurno è accompagnato da una maggiore frequenza di risvegli, un sonno meno profondo e ad onde lente e una distribuzione del sonno REM diversa da quella del normale sonno notturno (Torsvall, Akerstedt e Gillberg 1981; Folkard e Monk 1985; Empson 1993). Quindi un sonno diurno potrebbe non essere così sano come un sonno notturno anche in un ambiente favorevole.

Questa difficoltà di prendere un sonno di buona qualità a causa dei diversi orari del sonno in un sistema a turni è illustrata dalla figura 3 che mostra la durata del sonno in funzione del momento dell'inizio del sonno per i lavoratori tedeschi e giapponesi sulla base dei registri del diario (Knauth e Rutenfranz 1981; Kogi 1985). A causa dell'influenza circadiana, il sonno diurno è costretto a essere breve. Molti lavoratori possono dormire frazionati durante il giorno e spesso aggiungono un po' di sonno la sera, ove possibile.

Figura 3. Durata media del sonno in funzione del tempo di inizio del sonno. Confronto dei dati dei turnisti tedeschi e giapponesi.

Nei contesti della vita reale, i turnisti adottano una varietà di misure per far fronte a tale accumulo di carenza di sonno (Wedderburn 1991). Ad esempio, molti di loro cercano di dormire in anticipo prima di un turno di notte o dormono a lungo dopo. Sebbene tali sforzi non siano affatto del tutto efficaci per compensare gli effetti del deficit di sonno, vengono fatti in modo del tutto deliberato. Le attività sociali e culturali possono essere limitate come parte delle misure di coping. Le attività del tempo libero in uscita, ad esempio, vengono svolte meno frequentemente tra due turni notturni. I tempi e la durata del sonno, così come l'effettivo accumulo del deficit di sonno, dipendono quindi sia dalle circostanze lavorative che da quelle sociali.

Recupero dalla privazione del sonno e misure sanitarie

L'unico mezzo efficace per riprendersi dalla privazione del sonno è dormire. Questo effetto ristoratore del sonno è ben noto (Kogi 1982). Poiché il recupero attraverso il sonno può variare a seconda dei tempi e della durata (Costa et al. 1990), è essenziale sapere quando e per quanto tempo le persone dovrebbero dormire. Nella normale vita quotidiana, è sempre meglio dormire una notte intera per accelerare il recupero dal deficit di sonno, ma di solito vengono fatti sforzi per ridurre al minimo il deficit di sonno dormendo in diverse occasioni in sostituzione dei normali sonni notturni di cui si è stati privati . Gli aspetti di tali sonni sostitutivi sono mostrati nella tabella 2.

Tabella 2. Aspetti del sonno anticipato, di ancoraggio e ritardato presi in sostituzione del normale sonno notturno

Per compensare il deficit di sonno notturno, lo sforzo abituale compiuto è quello di prendere il sonno diurno nelle fasi “anticipata” e “tardiva” (cioè, prima e dopo il lavoro notturno). Tale sonno coincide con la fase di attività circadiana. Pertanto il sonno è caratterizzato da una latenza più lunga, sonno ad onde lente accorciato, sonno REM interrotto e disturbi della propria vita sociale. I fattori sociali e ambientali sono importanti nel determinare l'effetto recuperativo di un sonno. Che una conversione completa dei ritmi circadiani sia impossibile per un turnista in una situazione di vita reale dovrebbe essere tenuto presente nel considerare l'efficacia delle funzioni di recupero del sonno.

A questo proposito, sono state riportate interessanti caratteristiche di un breve “sonno di ancoraggio” (Minors e Waterhouse 1981; Kogi 1982; Matsumoto e Harada 1994). Quando parte del consueto sonno quotidiano viene preso durante il normale periodo di sonno notturno e il resto a orari irregolari, i ritmi circadiani della temperatura rettale e della secrezione urinaria di diversi elettroliti possono mantenere un periodo di 24 ore. Ciò significa che un breve sonno notturno preso durante il periodo di sonno notturno può aiutare a preservare i ritmi circadiani originali nei periodi successivi.

Possiamo presumere che i sonni presi in diversi periodi della giornata possano avere alcuni effetti complementari in considerazione delle diverse funzioni di recupero di questi sonni. Un approccio interessante per i lavoratori del turno di notte è l'uso di un pisolino notturno che di solito dura fino a poche ore. I sondaggi mostrano che questo breve sonno preso durante un turno di notte è comune tra alcuni gruppi di lavoratori. Questo tipo di sonno di ancoraggio è efficace nel ridurre l'affaticamento del lavoro notturno (Kogi 1982) e può ridurre la necessità di un sonno di recupero. La Figura 4 confronta le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio tra il gruppo che fa un pisolino e il gruppo che non fa un pisolino (Matsumoto e Harada 1994). Gli effetti positivi di un pisolino notturno nel ridurre la fatica erano evidenti. Questi effetti sono continuati per gran parte del periodo di recupero successivo al lavoro notturno. Tra questi due gruppi, non è stata riscontrata alcuna differenza significativa confrontando la durata del sonno diurno del gruppo senza pisolino con il tempo totale di sonno (pisolino notturno più successivo sonno diurno) del gruppo del pisolino. Pertanto un pisolino notturno consente di prendere parte del sonno essenziale prima del sonno diurno successivo al lavoro notturno. Si può quindi suggerire che i sonnellini presi durante il lavoro notturno possono in una certa misura favorire il recupero dalla fatica causata da quel lavoro e dalla privazione del sonno che accompagna (Sakai et al. 1984; Saito e Matsumoto 1988).

Figura 4. Punteggi medi per le sensazioni soggettive di affaticamento durante due turni notturni consecutivi e il periodo di recupero fuori servizio per i gruppi pisolino e non pisolino

Bisogna ammettere, però, che non è possibile elaborare strategie ottimali che ogni lavoratore affetto da carenza di sonno possa applicare. Ciò è dimostrato dallo sviluppo delle norme internazionali del lavoro per il lavoro notturno che raccomandano una serie di misure per i lavoratori che svolgono frequentemente lavoro notturno (Kogi e Thurman 1993). La natura varia di queste misure e la tendenza verso una maggiore flessibilità nei sistemi a turni riflettono chiaramente uno sforzo per sviluppare strategie di sonno flessibili (Kogi 1991). L'età, la forma fisica, le abitudini del sonno e altre differenze individuali nella tolleranza possono giocare un ruolo importante (Folkard e Monk 1985; Costa et al. 1990; Härmä 1993). A questo proposito è utile aumentare la flessibilità degli orari di lavoro in combinazione con una migliore progettazione del lavoro (Kogi 1991).

Le strategie del sonno contro la privazione del sonno dovrebbero dipendere dal tipo di vita lavorativa ed essere abbastanza flessibili da soddisfare le situazioni individuali (Knauth, Rohmert e Rutenfranz 1979; Rutenfranz, Knauth e Angersbach 1981; Wedderburn 1991; Monk 1991). Una conclusione generale è che dovremmo ridurre al minimo la privazione del sonno notturno selezionando orari di lavoro appropriati e facilitare il recupero incoraggiando sonni adeguati individualmente, inclusi sonni sostitutivi e un sonno notturno profondo nei primi periodi dopo la privazione del sonno. È importante prevenire l'accumulo di deficit di sonno. Il periodo di lavoro notturno che priva i lavoratori del sonno durante il normale periodo di sonno notturno dovrebbe essere il più breve possibile. Gli intervalli tra i turni dovrebbero essere abbastanza lunghi da consentire un sonno di durata sufficiente. Sono utili anche un ambiente di sonno migliore e misure per far fronte ai bisogni sociali. Pertanto, il sostegno sociale è essenziale nella progettazione dell'orario di lavoro, della progettazione del lavoro e delle strategie individuali di coping per promuovere la salute dei lavoratori che devono affrontare frequenti deficit di sonno.

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