Hvorfor blir nattarbeidere overvektige?

Hvorfor blir nattarbeidere overvektige?

Andrea Rørvik Marti | Mar 2017 | Diabetes / Hjerte-Kar |

Andrea Rørvik Marti
stipendiat,
Institutt for Biologisk og
Medisinsk Psykologi,
Universitetet i Bergen

Skift- og nattarbeid er assosiert med overvekt og fedme. Denne typen arbeidsordning er også forbundet med en lang rekke andre metabolske konsekvenser. Paradoksalt nok viser studier at skift- og nattarbeidere ikke spiser mer enn vanlige dagarbeidere. Hvorfor blir de likevel overvektige? Ved Universitetet i Bergen setter vi rotter i arbeid for å bidra til å besvare dette spørsmålet.

Vi lever i et 24-timers samfunn, hvor skiftarbeid er svært utbredt. Tall fra 2015 viser at hver tredje arbeidstaker jobbet utenfor normal arbeidstid (det vil si mandag til fredag, klokken 06 til 18). I helse- og sosialsektoren omfattet dette nesten halvparten.1 At skiftarbeidere har økt risiko for å utvikle overvekt, fedme2-5 og relaterte metabolske sykdommer6-8 er velkjent.

Det er vanskelig å fastslå nøyaktig i hvor stor grad skiftarbeid påvirker risikoen for vektøkning fordi effekten påvirkes av mange faktorer, slik som alder, kjønn, arbeidserfaring, søvnlengde, og så videre. Allikevel, og uavhengig av disse faktorene, er sammenhengen mellom skiftarbeid og overvekt/fedme godt dokumentert.3,9 Det finnes flere teorier om hvorfor dette skjer, men det finnes ennå ingen klare svar.

Så hvorfor blir skiftarbeidere overvektige? En enkel forklaring ville vært å skylde på økt matinntak, men forskningen tyder på at natt- og skiftarbeidere ikke spiser flere kalorier enn dagarbeidere.10 Forklaringen må ligge et annet sted. Vi startet med å undersøke genuttrykket i leveren hos rotter som «jobber» i sakteroterende hjul åtte timer i døgnet. Rottene jobbet enten i deres sovefase (tilsvarende nattarbeidere) eller i deres våkenfase (tilsvarende dagarbeidere). Etter bare tre dager med «nattarbeid», viste rottene et genuttrykk som var totalforandret. Gener som har i oppgave å lagre energi (FAS, HMGCS, GPAM og DGAT1) var sterkt oppregulert, samtidig som gener involvert i å frigjøre energi (PYGL og PPARα) var nedregulert. Disse funnene tyder på at leveren responderte på nattarbeid ved å redusere energiforbruket.

Endringene i leveren var overraskende store, og de oppstod overraskende tidlig. Da vi fulgte kroppstemperaturen til rottene etter endt nattarbeidsperiode (fire suksessive nattskift) så vi en hypotermi som varte i hele åtte dager etter endt skiftarbeidsperiode. Det var ingen tegn til at kroppstemperaturen returnerte til normalen. Vi avsluttet målingene på den åttende dagen og kan derfor ikke vite med sikkerhet hvor lenge endringen varte.

En reduksjon i kroppstemperatur kan tyde på en reduksjon i hvilemetabolismen, og dermed redusert energiforbruk. Det kan derfor virke som om hele kroppen reagerer på nattarbeid ved å nedregulere forbruket – og det lenge etter at arbeidsperioden er avsluttet. Når kroppen reduserer energiforbruket, men opprettholder energiinntaket, resulterer dette i positiv energibalanse som nødvendigvis fører til vektøkning. En studie fra USA har vist at også mennesker får redusert hvilemetabolisme under simulert nattarbeid.11 Blir nattarbeidere overvektige fordi de bruker mindre energi?

Hvis nattarbeidere legger på seg fordi energiforbruket reduseres, hvilke biologiske mekanismer kan ligge til grunn? Dette vil vi undersøke videre. Noe entydig svar kan vi ikke gi, men vi har noen idéer. Det er ingen tvil om at skiftarbeid er forstyrrende for kroppens døgnrytmer. I 2005 ble det vist at mus som fikk slått av «døgnrytmegenet» (eller klokkegen som det vanligvis kalles) CLOCK ikke bare utviklet forstyrret døgnrytme, men fedme i tillegg.12

Det er altså en fysiologisk sammenheng mellom forstyrrelser i døgnrytmen og forstyrrelser i metabolismen. Alle cellene i kroppen vår har nemlig sitt eget klokkemaskineri, og hvis dette blir forstyrret kan det få konsekvenser for organenes normale funksjoner. Vi har studert klokkegenene i leveren til de nattarbeidende rottene våre, og ser en tydelig dysregulering. Klokkegenuttrykket i leveren blir snudd på hodet etter bare tre dager med nattarbeid. Gener som vanligvis er nedregulert (BMAL1 og CLOCK) blir oppregulert, og gener som vanligvis er oppregulert (Per2 og Rev-ERBα) blir nedregulert (upubliserte data). Andre studier har også vist at det å forstyrre døgnrytmen til gnagere (mus) fører til en redusert glukosetoleranse, hvilket kan bidra til utviklingen av diabetes – som også forekommer hyppigere hos de som jobber skift.13

Kanskje er det ikke det totale matinntaket som er viktigst, men når på døgnet vi spiser. Leverens døgnrytme er svært sensitiv for måltidsrytme. Om dagen spiser vi mer enn det vi trenger der og da. Leveren får informasjon om hvor mye energi som kommer inn, og overskuddsenergien lagres som fett, samt i leveren som glykogen. Om natten, når vi sover, må kroppen fortsatt ha næring, og det hentes både fra fettlagrene og glykogenlagrene i leveren. Dette bidrar til å holde blodsukkeret stabilt.14

Når leverens rytme forstyrres, kan balansen mellom lagring og forbruk av energi også bli forstyrret. Hos rottene våre så vi en gradvis endring i når på døgnet de spiste, og på den tredje dagen inntok de majoriteten av maten under nattskiftet, på et tidspunkt der de vanligvis ville sovet og spist svært lite. Det samme mønsteret kjenner vi igjen fra mennesker som jobber natt; når de jobber flere nattskift på rad har de ofte en gradvis endring i spisemønsteret, som stabiliserer seg med et høyt matinntak på nattestid etter rundt tre dager. En tidligere studie har også vist at nattarbeidende rotter som ikke fikk lov til å spise under skiftet, unnslapp de negative metabolske effektene vi ser hos rotter som både jobber og spiser under nattskift.15

Konklusjonen

Skiftarbeid bidrar til metabolske problemer og overvekt – ikke fordi skiftarbeidere spiser mer, men trolig fordi energiforbruket reduseres. Årsaken kan være en uregelmessig måltidsrytme som forstyrrer nattskiftarbeidernes indre klokker. Løsningen blir kanskje å beholde en konstant og stabil måltidsrytme, og unngå å spise om natten. Forståelig nok er dette vanskeligere i praksis enn i teorien. Vi er avhengige av at nattarbeidere skal kunne yte sitt ytterste under skiftet, og for mange kan det være vanskelig å gjøre dette dersom de ikke får spise. Det arbeides nå for fullt med å finne løsninger som kan være både gjennomførbare og effektive når det kommer til å forebygge de negative helseeffektene av skiftarbeid. Vi tror at dyreforskningen vil bli en viktig bidragsyter også her. 

Originalartikkelen kan finnes her: Marti AR, Meerlo P, Gronli J, van Hasselt SJ, Mrdalj J, Pallesen S, et al. Shift in Food Intake and Changes in Metabolic Regulation and Gene Expression during Simulated Night-Shift Work: A Rat Model. Nutrients 2016;8:11.

Referanser

1. Statistisk Sentralbyrå. Arbeidskraftundersøkelsen 2015. https://www.ssb.no/arbeid-og-lonn/statistikker/akutidord/aar/2016-02-25. 2. Karlsson B, Knutsson A, Lindahl B. Is there an association between shift work and having a metabolic syndrome? results from a population based study of 27 485 people. Occup Environ Med 2001;58:747-752. 3. van Drongelen A, Boot CR, Merkus SL, Smid T, van der Beek AJ. The effects of shift work on body weight change – a systematic review of longitudinal studies. Scandinavian Journal of Work, Environment & Health 2011;37(4):263-275. 4. Knutsson A. Health disorders of shift workers. Occupational Medicine (Oxford, England) 2003;53(2):103-108. 5. Wang JB, Patterson RE, Ang A, Emond JA, Shetty N, Arab L. Timing of energy intake during the day is associated with the risk of obesity in adults. Journal of Human Nutrition and Dietetics : the official journal of the British Dietetic Association. 2014;27(Suppl 2):255-262. 6. Gan Y, Yang C, Tong X, Sun H, Cong Y, Yin X, et al. Shift work and diabetes mellitus: a meta-analysis of observational studies. Occup Environ Med 2015;72(1):72-78. 7. Scheer FA, Hilton MF, Mantzoros CS, Shea SA. Adverse metabolic and cardiovascular consequences of circadian misalignment. Proc Natl Acad Sci U S A 2009;106(11):4453-4458. 8. Puttonen S, Harma M, Hublin C. Shift work and cardiovascular disease – pathways from circadian stress to morbidity. Scandinavian Journal of Work, Environment & Health 2010;36(2):96-108. 9. Brum MCB, Filho FFD, Schnorr CC, Bottega GB, Rodrigues TC. Shift work and its association with metabolic disorders. Diabetology & Metabolic Syndrome 2015;7(1):45. 10. Bonham MP, Bonnell EK, Huggins CE. Energy intake of shift workers compared to fixed day workers: A systematic review and meta-analysis. Chronobiology International 2016:1-15. 11. McHill AW, Melanson EL, Higgins J, Connick E, Moehlman TM, Stothard ER, et al. Impact of circadian misalignment on energy metabolism during simulated nightshift work. Proc Natl Acad Sci U S A 2014;111(48):17302-17307. 12. Turek FW, Joshu C, Kohsaka A, Lin E, Ivanova G, McDearmon E, et al. Obesity and metabolic syndrome in circadian Clock mutant mice. Science 2005;308(5724):1043-1045.  13. Karatsoreos IN, Bhagat S, Bloss EB, Morrison JH, McEwen BS. Disruption of circadian clocks has ramifications for metabolism, brain, and behavior. Proc Natl Acad Sci U S A 2011;108(4):1657-1662. 14. Dibner C, Schibler U. Circadian timing of metabolism in animal models and humans. Journal of Internal Medicine 2015;277(5):513-527. 15. Salgado-Delgado R, Angeles-Castellanos M, Saderi N, Buijs RM, Escobar C. Food intake during the normal activity phase prevents obesity and circadian desynchrony in a rat model of night work. Endocrinology 2010;151(3):1019-1029.