Nhịp sinh học đảo lộn và câu hỏi về trục nội tiết

Nhiều người lao động làm ca đêm thường xuyên đối mặt với tình trạng mệt mỏi rã rời khi thức và khó ngủ khi đặt lưng xuống giường vào ban ngày. Thói quen sinh hoạt ngược nhịp tự nhiên này khiến không ít người băn khoăn liệu cơ thể có thể tự thích ứng hoàn toàn hay hệ thống nội tiết đang âm thầm chịu tổn thương.

Câu trả lời từ các bằng chứng khoa học là trục hạ đồi - tuyến yên - tuyến thượng thận (HPA) bị rối loạn chức năng rõ rệt khi chu kỳ ngày đêm bị đảo lộn. Đường cong tiết cortisol bình thường bị bào mòn, đỉnh tiết hormone sau thức dậy bị suy giảm, và nồng độ hormone này xuất hiện nghịch lý: quá thấp lúc cần tỉnh táo làm việc và quá cao lúc chuẩn bị đi ngủ [1].

Cortisol và trục HPA vận hành thế nào trong cơ thể?

Ở người có nhịp sinh hoạt bình thường, cortisol biến thiên theo nhịp ngày đêm dưới sự chỉ huy của trục HPA. Nồng độ hormone này thường đạt mức cao nhất vào buổi sáng sau khi thức dậy nhằm chuẩn bị năng lượng cho ngày mới, sau đó giảm dần đều trong ngày và chạm đáy vào ban đêm khi ngủ [1].

Hiện tượng nồng độ cortisol tăng vọt trong khoảng 30-45 phút đầu sau khi mở mắt được gọi là phản ứng cortisol khi thức dậy (CAR) [2], [3]. Tuy nhiên, việc thức dậy đơn thuần không đủ để kích hoạt tuyến thượng thận tiết hormone mạnh mẽ nếu thời điểm thức không trùng với pha nhịp sinh học tự nhiên của cơ thể [3]. Khi chu kỳ ngủ - thức bị đảo lộn, sự phối hợp giữa giấc ngủ và nhịp tiết cortisol bị phá vỡ [1].

Phản ứng thức dậy bị suy giảm: Nghiên cứu trên nhân viên y tế và cảnh sát

Nghiên cứu năm 2022 trên 66 nữ nhân viên bệnh viện làm việc theo ca (tuổi trung bình 37,3) so sánh với 21 nhân viên không làm ca (tuổi trung bình 47,0) đã đo lường mức cortisol nước bọt ngay khi thức dậy (C1) và sau 30 phút (C2) [2]. Kết quả cho thấy nhân viên làm ca trước ca ngày có nồng độ C1 thấp hơn người không làm ca (exp = 0,58; KTC 95% 0,42 - 0,81) [2]. Sau các ca làm việc ban đêm, chỉ số CAR của nhân viên làm ca giảm đáng kể so với trước ca ngày (hệ số = -11,07; KTC 95% -15,64 - -6,50), phản ánh sự lệch pha giữa thời điểm thức dậy và đỉnh tiết cortisol tự nhiên [2]. Hiện tượng suy giảm CAR này rõ rệt nhất ở nhóm người có xu hướng dậy sớm (hệ số = -16,61; KTC 95% -27,87 - -5,35) [2].

Một nghiên cứu khác vào năm 2012 đánh giá tác động làm ca lâu dài trên 65 cảnh sát được chọn ngẫu nhiên, dựa trên bảng phân ca làm việc trong suốt 6-8 năm [4]. Kết quả đo 4 mẫu nước bọt cách nhau 15 phút sau thức dậy cho thấy những cảnh sát làm ca đêm triền miên bị ức chế phản ứng cortisol khi thức dậy so với nhóm làm ca chiều và ca ngày [4]. Đáng chú ý, tỷ lệ phần trăm giờ làm việc ở ca nửa đêm tỷ lệ nghịch với tổng lượng cortisol tiết ra sau khi thức giấc [4].

Các thử nghiệm trong phòng lab năm 2008 trên 8 nam giới có xu hướng sinh hoạt buổi sáng và 8 nam giới có xu hướng buổi tối (19-27 tuổi) cũng xác nhận CAR sau giấc ngủ ban ngày nhỏ hơn đáng kể so với sau giấc ngủ ban đêm [5]. Ngoài ra, nghiên cứu năm 2004 theo dõi 24 y tá làm ca và 31 sinh viên nữ cho thấy mức cortisol sau thức dậy ở ca sáng sớm (thức lúc 04:00-05:30) tăng mạnh hơn hẳn so với ca muộn (thức lúc 06:00-09:00) và ca đêm (thức lúc 11:00-14:00) [3].

Đường cong cortisol bị làm phẳng và đảo chiều nghịch lý

Nghiên cứu công bố năm 2024 khảo sát 68 nữ nhân viên làm ca (37 +- 10 tuổi) và 21 nhân viên không làm ca (45 +- 10 tuổi) thông qua 6-8 mẫu nước bọt mỗi ngày kết hợp đo đa ký giấc ngủ [1]. Ở ca làm việc ban ngày, người tham gia giữ được đường cong cortisol dốc xuống bình thường [1]. Tuy nhiên, khi chuyển sang làm ca đêm, đường cong biến thành dạng chữ U phẳng đáy sau đỉnh thức dậy, với độ dốc từ đỉnh đến lúc ngủ xấp xỉ bằng 0 [1].

Cụ thể, nồng độ cortisol của nhân viên ca đêm thấp hơn vào khoảng 42-56 phút và từ 1,8-11,9 giờ sau thức dậy, nhưng lại cao hơn vào khoảng 14,9-22 giờ sau thức dậy so với ca ngày [1]. Điều này tạo nên hiện tượng nghịch lý: hormone duy trì tỉnh táo bị hụt vào ban đêm khi đang cần làm việc, nhưng lại tăng cao vào lúc chuẩn bị đi ngủ ban ngày sau ca trực [1].

Tình trạng đường cong cortisol bị làm phẳng này cũng được ghi nhận ở 102 người làm việc ca đêm cố định, biểu hiện cả trong ngày làm việc lẫn ngày nghỉ [6].

Cơ chế thích ứng cục bộ: Sự phân ly các mốc nhịp sinh học

Nghiên cứu năm 1996 tiến hành lấy mẫu máu định kỳ 10 phút một lần trên 11 người làm ca đêm và 11 người làm việc ban ngày nhằm phân tích cấu trúc nhịp tiết 24 giờ [7]. Kết quả cho thấy khi giấc ngủ bị dời đi 8 giờ, nhịp tiết cortisol bị biến dạng chứ không dịch chuyển đồng bộ [7].

Cụ thể, thời điểm nồng độ đỉnh (acrophase) dịch chuyển khoảng 6,5 giờ, nhưng giai đoạn tĩnh lặng (quiescent period) của tuyến thượng thận chỉ dịch chuyển khoảng 3 giờ và kéo dài khoảng 5 giờ [7]. Trục HPA chỉ thích nghi một phần với lịch trình ban đêm, dựa trên sự phân ly nội bộ giữa các mốc chỉ báo nhịp cortisol, dù mối liên kết giữa việc tiết cortisol và các giai đoạn ngủ sâu vẫn được duy trì [7].

Mất bao lâu để trục HPA phục hồi sau chuỗi ca đêm?

Nghiên cứu năm 2015 theo dõi 29 nam nhân viên làm việc ngoài khơi theo ca 12 giờ kéo dài 2 tuần (gồm 15 người làm ca ngày và 14 người làm ca đêm) trong 11 ngày nghỉ liên tục [8]. Kết quả kiểm tra cortisol vào ngày nghỉ thứ 1, 4, 7 và 11 cho thấy nhóm làm ca ngày phục hồi hoàn toàn vào ngày thứ 4 [8].

Ngược lại, nhóm làm ca đêm có đường cong cortisol phẳng hơn đáng kể vào ngày nghỉ đầu tiên, nồng độ cortisol thấp hơn sau thức 30 phút ở ngày thứ 4, thấp hơn lúc thức dậy ở ngày thứ 7, và độ suy giảm nồng độ về chiều tối vẫn kém hơn ở cả ngày thứ 4 và ngày thứ 11 [8]. Điều này chứng minh trục HPA chưa thể hồi phục hoàn toàn ngay cả sau 11 ngày nghỉ ngơi [8].

Mặc dù vậy, nghiên cứu năm 2007 ghi nhận rằng những công nhân chuyển từ ca đêm cố định sang lịch xoay ca nhanh tiến tới (gồm sáng, chiều, đêm) không bị xáo trộn đường cong cortisol; ở những người từ ca ngày chuyển sang ca xoay, đường cong ban đầu bị làm phẳng nhưng có xu hướng bình thường hóa sau một thời gian thích nghi ngắn [6].

Giới hạn của các bằng chứng khoa học hiện tại

Các kết quả nghiên cứu hiện có cung cấp bằng chứng rõ ràng về sự biến đổi của trục HPA, tuy nhiên vẫn tồn tại một số hạn chế nhất định. Đa số các công trình tập trung vào các nhóm ngành nghề đặc thù có cường độ căng thẳng cao như điều dưỡng bệnh viện [2], [1], [3], cảnh sát [4], hoặc công nhân giàn khoan ngoài khơi [8].

Ngoài ra, nhiều nghiên cứu có cỡ mẫu khá nhỏ, ví dụ thử nghiệm trên 16 nam giới [5] hoặc 22 đối tượng lấy mẫu máu [7]. Do đó, mức độ rối loạn nội tiết có thể dao động tùy thuộc vào tính chất công việc, độ tuổi, giới tính và thời gian duy trì lịch làm ca.

Ai nên thận trọng khi làm việc lệch nhịp ngày đêm?

Những người thuộc nhóm "thích dậy sớm" (early chronotypes) cần đặc biệt lưu ý vì mức độ suy giảm phản ứng cortisol sau giấc ngủ ngày ở nhóm này diễn ra mạnh hơn so với người có thiên hướng sinh hoạt về đêm [2].

Những người làm ca đêm liên tục trong nhiều năm hoặc làm các ca kéo dài (như ca 12 giờ) có nguy cơ tích lũy tình trạng ức chế trục nội tiết và cần thời gian hồi phục dài ngày [4], [8]. Người đang mắc các bệnh lý liên quan đến rối loạn nội tiết, chuyển hóa hoặc suy nhược thần kinh cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi đảm nhận các công việc phải đảo lộn chu kỳ ngày đêm.

Gợi ý thích ứng trong thực tế đời sống

  • Thiết lập phòng ngủ ban ngày tối hoàn toàn và yên tĩnh để giảm nồng độ cortisol trước khi ngủ sau ca đêm, tạo điều kiện thuận lợi cho giấc ngủ sâu [1], [7].
  • Bố trí ánh sáng hợp lý tại nơi làm việc ban đêm để hỗ trợ sự tỉnh táo trong khoảng thời gian cortisol bị suy giảm tự nhiên [2], [1].
  • Nếu có quyền lựa chọn lịch làm việc, ưu tiên hình thức xoay ca nhanh tiến tới (ca sáng, ca chiều rồi đến ca đêm) thay vì làm ca đêm cố định kéo dài để giúp trục HPA ít bị xáo trộn hơn [6].
  • Tận dụng các đợt nghỉ dài ngày sau chuỗi ngày làm việc ca đêm vì hệ thần kinh nội tiết cần nhiều hơn một tuần để cân bằng lại nhịp tiết [8].

Sự biến đổi đường cong cortisol là phản ứng sinh học rõ rệt của cơ thể khi bị cưỡng ép hoạt động ngược nhịp tự nhiên. Hiểu đúng về sự suy giảm và lệch pha của trục HPA giúp người làm việc ca đêm chủ động sắp xếp thời gian biểu nghỉ ngơi khoa học để bảo vệ sức khỏe lâu dài.