Prämierte Kongress-Poster

Die Redaktion hat daher beschlossen, den Posterpreisträgerinnen und -trägern unserer einschlägigen Fachkongresse anzubieten, ihr Thema im Praxisteil der ASU noch einmal einem breiteren Publikum zugänglich zu machen.

Die vierte Folge beschreibt die Ergebnisse einer Studie, in der mittels Herzratenvariabilität (HRV) die vegetative Tonuslage von Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern aufgedeckt wurde.

Das Poster belegte den 3. Platz bei der Posterprämierung im Rahmen der 65. Wissenschaftlichen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Arbeitsmedizin und Umweltmedizin (DGAUM) 2025 in Wuppertal.

Part 4: Vegetative tone of bus and tram
drivers of a transport company

Bus and tram drivers are subject to various stresses in their work, such as shift work, adherence to timetables and a high level of responsibility towards passengers. The aim of the study is to identify the vegetative tone by means of heart rate variability (HRV) and the psychophysical state of workload in relation to recovery and sleep in bus and tram drivers, and to derive preventive measures from the results.

Kernaussagen

Teil 4: Vegetative Tonuslage von Bus- und Straßenbahn­fahrerinnen und -fahrern eines Verkehrsunternehmens

Auf Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer wirken bei ihrer Arbeit diverse Belastungen wie Schichtdienst, Einhaltung von Fahrplänen und eine hohe Verantwortung gegenüber den Fahrgästen ein. Ziel der Arbeit ist, die vegetative Tonuslage mittels Herzratenvariabilität (HRV) sowie den psychophysischen Beanspruchungszustand, bezogen auf Erholung und Schlaf, bei Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern aufzudecken und aus den Ergebnissen Präventionsmaßnahmen abzuleiten.

Einleitung

Bus- und Straßenbahnfahrerinnen/-fahrer
im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) sind verschiedenen Belastungen ausgesetzt. Zum einen ist die Tätigkeit mit ständigem Sitzen und damit einhergehendem Bewegungsmangel assoziiert. Die körperliche Inaktivität steht mit erhöhten Cholesterin- und Triglyzeridspiegeln im Zusammenhang, was Herz-Kreislauf-Erkrankungen begünstigt (Wang u. Lin 2001). Zum anderen findet die Beförderung der Fahrgäste im Schichtdienst statt. Eine langjährige Schichtarbeit trägt zusätzlich zu einer Erhöhung des kardiovaskulären Risikos bei (Chen et al. 2010). Außerdem haben die Fahrerinnen und Fahrer bei hohem Verkehrsaufkommen im Berufsverkehr meist nur eine geringe Einflussmöglichkeit auf den Straßenverkehr. In der Folge kann der Fahrplan nicht eingehalten werden, was neben weiteren psychischen Belastungsfaktoren wie unfreundliche Fahrgäste oder unvorsichtige Autofahrende eine Stressreaktion auslösen und langfristig negative gesundheitliche Folgen hervorrufen kann. All diese Belastungsfaktoren können die physische und psychische Gesundheit der Fahrerinnen und Fahrer beeinträchtigen. Männliche Busfahrer haben zum Beispiel ein erhöhtes Herzinfarktrisiko (Gustavsson et al. 1996). Bei eingeschränkter Gesundheit des Fahrpersonals können Gefahren für Fahrgäste und Umgebung entstehen.

Eine erhöhte Schläfrigkeit bei Busfahrerinnen und -fahrern im Stadtverkehr ist mit einem erhöhten Unfallrisiko verbunden (Anund et al. 2016). Ein starker Prädiktor für Verkehrsunfälle sind Schläfrigkeit und das Einschlafen am Steuer. Eine kurze Schlafdauer oder eine schlechte Schlafqualität sind mit dem Auftreten von Verkehrsunfällen verbunden (Philip et al. 2014). Etwa 8 % (Vennelle et al. 2010) bis hin zu ca. 50 % der Busfahrenden (Geißler et al. 2010) waren laut Selbsteinschätzung schon einmal am Steuer eingeschlafen. Ein Zusammenhang zwischen suboptimalem Schlaf und erhöhtem Risiko für kardiometabolische Erkrankungen wurde in Studien belegt (Henst et al. 2019; Killick et al. 2023; Rangaraj u. Knutson 2016).

Um die Auswirkungen der Belastungen auf die Gesundheit der Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer zu beurteilen, wurde in dieser Studie die Analyse der Herzratenvariabilität (HRV) genutzt, die als objektiver vegetativer Parameter zur Erfassung von psychischen Beanspruchungen seit langem etabliert ist (Böckelmann 2012). Die Abstände zwischen zwei benachbarten Herzschlägen (NN-Intervalle) unterliegen physiologischen Schwankungen, die durch kardiovaskulare, kardiopulmonale und vegetative Regelkreise determiniert werden. Mithilfe mathematisch berechneter Parameter spiegelt die HRV die Veränderlichkeit dieser NN-Intervalle über einen bestimmten Zeitraum wider (Sammito et al. 2024). Unter Einfluss des Sympathikus nimmt die Variabilität des Herzschlags ab. In Ruhe, bei Überwiegen des Parasympathikus, nimmt die Variabilität zu. Die sympathischen und parasympathischen Zweige des autonomen Nervensystems befinden sich normalerweise im Gleichgewicht. Bei chronischen Stresszuständen kommt es zur Störung dieser Balance, zu einer sogenannten sympathovagalen Imbalance: Der Sympathikus überwiegt dauerhaft und die HRV ist reduziert (Böckelmann 2012).

Ziel der vorliegenden Studie war es, die vegetative Tonuslage mittels HRV sowie den subjektiv eingeschätzten psychischen Beanspruchungszustand (Erholung und Schlaf) bei Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern zu ermitteln und aus den Ergebnissen Präventionsmaßnahmen abzuleiten.

Methoden

Probandinnen und Probanden

Die Studie wurde in Kooperation mit einem lokalen Verkehrsunternehmen durchgeführt. Insgesamt konnten 38 Testpersonen rekrutiert werden, davon waren 18 als Bus- und/oder Straßenbahnfahrerin/-fahrer (4 Frauen und 14 Männer) im Schichtdienst tätig. Im Durchschnitt waren die Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen/-fahrer 47,2 ± 10,1 Jahre alt. Die Schichtdienste waren unregelmäßig, die Früh-, Spät- und Nachtschichten begannen jeweils unterschiedlich. Gesplittete Arbeitszeiten waren üblich, um Stoßzeiten abzudecken.

Als Kontrollgruppe (KG) dienten 20 Beschäftigte im Alter von 44,0 ± 10,4 Jahren aus der Verwaltung ohne Schichtdienst (13 Frauen und 7 Männer).

Ein positives Votum der Ethikkommission der Medizinischen Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität lag vor (Regis­trierungsnummer 58/14). Alle an der Studie Teilnehmenden wurden im Vorfeld mündlich und schriftlich über die Studie aufgeklärt und unterschrieben eine schriftliche Einverständniserklärung.

Erfassung der vegetativen Tonuslage

Zur Beurteilung der vegetativen Tonuslage erfolgte zunächst die EKG-Aufnahme mit einem Langzeit-EKG-Rekorder vom Typ MT-101 (2-Kanal-Aufzeichnung mit einer Abtastfrequenz von 1000 Hz; Fa. Schiller, Baar, Schweiz). Die EKG-Aufzeichnungen wurden mit der Software medilog^®, DARWIN2 Enterprise (Fa. Schiller, Baar, Schweiz) manuell von Artefakten bereinigt und die Daten in Form von NN-Reihen für die Analyse der HRV vorbereitet. Die Berechnung der HRV-Parameter erfolgte mit dem Programm Kubios HRV 3.3.1 (University of Eastern Finland, Kuopio, Finnland) (Tarvainen et al. 2014). Auf die in den internationalen und nationalen Leitlinien aufgestellten Qualitätskriterien bei der Analyse und der Auswahl der HRV-Parameter wurde geachtet (Sammito et al. 2024; Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology 1996). Teilnehmende mit der Einnahme von Betablockern und
anderen den Herzrhythmus beeinflussenden Medikamenten wurden im Vorfeld ebenso ausgeschlossen wie Patientinnen und Patienten mit chronischen Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes mellitus oder Schilddrüsenerkrankungen (Sammito et al. 2024).

Analysiert wurden die HRV-Daten über den gesamten Zeitraum von 24 Stunden sowie separat entsprechend des geführten Protokolls über einen Zeitraum von jeweils 6 Stunden am Tag (10:00–16:00 Uhr; Tagphase) und in der Nacht (23:00–05:00 Uhr; Nachtphase), um Aussagen über die vegetative Tonuslage in aktiven und regenerativen Phasen zu treffen. Analysiert wurden die HRV-Parameter MeanRR, SDNN, rMSSD und pNN50 aus dem Zeit- sowie die Parameter LF nu, HF nu und LF/HF aus dem Frequenzbereich (Sammito et al. 2024).

Fragebögen

Ein selbstentwickelter Fragebogen wurde für die Erhebung der soziodemografischen (Alter, Geschlecht, Rauchgewohnheiten und Sportverhalten) und berufsspezifischen Angaben (Schichtdienst, Dauer der Tätigkeit) genutzt.

Die subjektive Schlafqualität und -quantität wurde mit dem Pittsburgh Sleep Quality Index (PSQI) (Buysse et al. 1989) erfasst. Über einen Zeitraum der letzten vier Wochen wurde die Schlafqualität beurteilt. Maximal sind 21 Punkte möglich. Je höher der Punktwert ausfällt, desto eher liegt eine Schlafstörung vor. Ein Punktwert von > 5 Punkten gilt nach Buysse et al. (1989) als Cut-off-Wert zur Einteilung in gute und schlechte Schläfer. Cronbachs Alpha als Maß für die interne Konsistenz wurde aus den Daten berechnet und ist mit 0,747 akzeptabel.

Mit der Skala E des Fragebogens zur Analyse belastungsrelevanter Anforderungsbewältigung (FABA-E) wurde die Fähigkeit zur Erholung bestimmt (Richter et al. 1996). Dieser Fragebogen beinhaltet sechs Fragen (z. B. „Ich schlafe schlecht ein, weil mir oft Berufsprobleme durch den Kopf gehen“), die auf einer 4-stufigen Likertskala von „stimme gar nicht zu“ (1 Punkt) bis hin zu „stimme voll zu“ (4 Punkte) zu beantworten sind. Je höher der Gesamtpunktwert ausfällt, desto weniger kann sich die betreffende Person erholen. Eine „auffällige“ Erholungsunfähigkeit liegt entsprechend dem Manual ab der 75. Perzentil vor, ein erreichter Punktwert ab der 90. Perzentile steht für eine „sehr auffällige“ Erholungsunfähigkeit. Der berechnete Wert für Cronbachs Alpha ist mit 0,798 akzeptabel.

Statistik

Die Daten wurden mit dem Programm IBM SPSS Statistik 28 (IBM, Armonk, NY, USA) statistisch ausgewertet. Mittels X²-Test beziehungsweise exaktem Fisher-Test wurden Unterschiede bei kategorialen Daten berechnet. Bei ordinalskalierten beziehungsweise nicht normalverteilten Daten fand der Mann-Whitney-U-Test Anwendung. Das Signifikanzniveau wurde auf 5 % festgelegt.

Ergebnisse

Hinsichtlich Alter unterschieden sich die Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer und die KG nicht, das Geschlecht war jedoch in den beiden Gruppen unterschiedlich verteilt (p = 0,008). Bezüglich weiterer soziodemografischer Daten wurden keine statistisch signifikanten Gruppenunterschiede gefunden.

Vegetative Tonuslage

Die Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer wiesen eine durchschnittlich kürzere RR-Intervalldauer über 24 h (748,2 ± 69,2 ms vs. 793,0 ± 74,6 ms der KG, p = 0,032) auf. In der Nachtphase über 6 Stunden waren keine Unterschiede mehr vorhanden (➥ Tabelle 1). In allen HRV-Parametern wurden keine Gruppenunterschiede detektiert.

Die Bus- und/oder Straßenbahnfahrenden empfinden ihre Schlafqualität weniger gut im Vergleich zur KG (p = 0,038; s. Tabelle 2). Die Durchschnittswerte in beiden Gruppen liegen über der Punkzahl von 5 und deuten auf eine schlechte Schlafqualität hin.

Die niedrigere Punktzahl im Fragebogen FABA-E im Vergleich zu der KG spricht dagegen für eine bessere Erholungsfähigkeit der Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer (p = 0,015; ➥ Tabelle 2).

Werden die an der Studie Teilnehmenden je nach erreichter Punktzahl in gute und schlechte Schläfer beziehungsweise Personen mit chronischen Schlafstörungen unterteilt, so gehören 69 % der Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer zu den schlechten Schläfern (➥ Abb. 1). Bezüglich der Erholungsfähigkeit war in der Häufigkeitsverteilung (normal vs. auffällig) der Unterschied in den untersuchten Gruppen nicht mehr zu detektieren.

Diskussion

Die vegetative Tonuslage der Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern unterscheidet sich nicht von der der KG. Trotzdem bewerten sie die Qualität ihres Schlafes als schlechter. Möglicherweise liegt dies an einer verkürzten Schlafdauer, wie sie für Schichtarbeit charakteristisch ist. Bus- und Straßenbahnfahrende müssen nach einer (kurzen) Nacht sehr früh aufstehen, wenn sie rechtzeitig ihren Frühdienst antreten wollen. Dies deckt sich mit den Ergebnissen von Folkard u. Barton (1993). Das Schlafdefizit ist außerdem mit einem erhöhten Unfallrisiko verbunden. Haben Fahrerinnen und Fahrer nur fünf oder weniger Stunden geschlafen, verdreifachte sich das Unfallrisiko (Connor et al. 2002).

Dagegen war die Fähigkeit zur Erholung bei den Mitarbeitenden aus der Verwaltung eingeschränkter als bei den Bus- und/oder Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern. Man könnte dies einerseits durch offensichtlich gute Arbeitsbedingungen, aber auch durch einen „Healthy-Worker“-Effekt (Baillargeon 2001) erklären. Bus- und/oder Straßenbahnfahrende mit gesundheitlichen Problemen sind durch Selbstselektion aus dem Schichtdienst ausgeschieden, nur gesunde Beschäftigte bleiben im Unternehmen tätig.

Aufgrund des in dieser Studie hohen Anteils von Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrern (69 %) mit eingeschränkter Schlafqualität besteht jedoch Handlungsbedarf zur Verbesserung der Schlafqualität. Präventiv sollte im Unternehmen darauf geachtet werden, dass alle Beschäftigten ausreichend Zeit für die Regeneration haben. Durch eine Änderung des Schichtsystems, beispielsweise durch regelmäßigere Schichtanfangszeiten, könnte die schlechte Schlafqualität verbessert werden. Damit sich kein Schlafdefizit aufbaut, sollte darauf geachtet werden, dass auf Tagen mit Spätschicht keine Tage mit Frühschicht folgen. Verhältnispräventiv ist eine Vorwärtsrotation der Schichtfolge mit ausreichend langen Freizeitblöcken angeraten (Deutsche Gesellschaft für Arbeits- und Umweltmedizin 2021). Das Thema „Schlaf“ könnte im Rahmen des betrieblichen Gesundheitsmanagements oder ähnlicher Programme aufgriffen werden. Auf diesem Weg kann der Arbeitgeber gegenüber den Beschäftigten Wertschätzung ausdrücken. Gleichzeitig werden neben einer reduzierten Unfallgefahr während der Arbeitszeit und einer Reduzierung von Folgeerkrankungen durch schlechten Schlaf mit einem möglichweise besseren Schlafverhalten der Beschäftigten auch positive Wirkungen auf ein funktionierendes Sozial- und Familienleben der Beschäftigten erzielt (Wohlers u. Hombrecher 2017).

Auch Betriebsärztinnen und Betriebsärzte könnten verhaltenspräventiv die Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer mit Schichtdienst über Schlafhygiene beraten. Zu nennen wären hier eine optimale Raumtemperatur im Schlafzimmer zwischen 18 und 21 °C, eine gute Raumlüftung vor dem Schlafengehen, Ernährungsberatung sowie die Nutzung von Entspannungstechniken wie Yoga (Wohlers u. Hombrecher 2017). Zur Verbesserung der vegetativen Tonuslage ist die Wirksamkeit von Yoga (Pascoe et al. 2017) wie auch von achtsamkeitsbasierten Stressreduktionsprogrammen (Pascual et al. 2023; Voss et al. 2020) belegt. Darüber hinaus sollten Smartphones oder Tablets vor dem Schlafengehen nicht mehr genutzt werden, um die Melatonin-Produktion aufgrund des hohen Blaulichtanteils nicht zu unterdrücken und so den Schlaf nicht zu beeinträchtigen (Chang et al. 2015).

Schlussfolgerungen

Die vegetative Tonuslage der Bus- und Straßenbahnfahrerinnen und -fahrer unterscheidet sich zwar nicht von der der KG. Trotzdem sollte aufgrund verminderter Schlafqualität präventiv darauf geachtet werden, dass alle Beschäftigten ausreichend Zeit für die Regeneration haben.▪

Interessenkonflikt: Das Autorenteam gibt an, dass keine Interessenkonflikte vorliegen.

Literatur

Anund A, Ihlström J, Fors C, Kecklund G, Filtness A: Factors associated with self-reported driver sleepiness
and incidents in city bus drivers. Ind Health 2016; 54: 337–346. doi:10.2486/indhealth.2015-0217 (Open Access).

Chen C-C, Shiu L-J, Li Y-L, Tung K-Y, Chan K-Y, Yeh C-J, Chen S-C, Wong R-H: Shift work and arteriosclerosis risk in professional bus drivers. Ann Epidemiol 2010; 20: 60–66. doi:10.1016/j.annepidem.2009.07.093.

Deutsche Gesellschaft für Arbeits- und Umweltmedizin: Gesundheitliche Aspekte und Gestaltung von Nacht- und Schichtarbeit“. DGAUM, 2021.

Henst RHP, Pienaar PR, Roden LC, Rae DE: The effects of sleep extension on cardiometabolic risk factors: A systematic review. J Sleep Res 2019; 28: e12865. doi:10.1111/jsr.12865.

Killick R, Stranks L, Hoyos CM: Sleep deficiency and cardiometabolic disease. Sleep Med Clin 2023; 18: 331–347. doi:10.1016/j.ccm.2022.02.011.

Sammito S, Thielmann B, Klussmann A, Deußen A, Braumann K-M, Böckelmann I: Guideline for the application of heart rate and heart rate variability in occupational medicine and occupational health science. J Occup Med Toxicol 2024; 19: 15. doi:10.1186/s12995-024-00414-9 (Open Access).

Wang PD, Lin RS: Coronary heart disease risk factors in urban bus drivers. Public Health 2001 [cited 2022 Sep 12]; 115: 261–264.

Die komplette Literaturliste mit allen Quellen kann auf der Homepage der ASU beim Beitrag eingesehen werden (asu-arbeitsmedizin.com).

Online-Quelle

Wohlers K, Hombrecher M: Schlaf gut, Deutschland –
TK-Schlafstudie 2017

https://www.tk.de/resource/blob/2033604/118707bfcdd95b0b1ccdaf06b30226e…

Koautor und Koautorin

Prof. Dr. med. habil. Stefan Sammito

Bereich Arbeitsmedizin, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg, und Zentrum für Luft- und Raumfahrt­medizin der Luftwaffe, Köln

Prof. Dr. med. habil. Irina Böckelmann

Bereich Arbeitsmedizin, Otto-von-Guericke Universität Magdeburg

Kontakt

Dr. med. Sabine Darius

Bereich Arbeitsmedizin der Medizinischen Fakultät,Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg; Leipziger Str. 44; 39120 Magdeburg

sabine.darius@med.ovgu

Foto: privat