明らかに健康な男性における最大増分ランニングプロトコル中の心肺反応とVO2に対する布製フェイスマスクの影響

Sep 26, 2023

Scientific Reports volume 12、記事番号: 22292 (2022) この記事を引用

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メトリクスの詳細

私たちは、布製フェイスマスクの着用が、心肺反応、ピーク酸素摂取量 (Vo2)、呼吸筋の努力、および漸進的な運動中の運動耐性に及ぼす影響を判断することを目的としました。 この研究はランダム化されたクロスオーバーデザインを採用しました。11人の一見健康な若い男性が、布製フェイスマスクを着用した状態（CFM）とCFMを使用していない状態（CON）の2つの条件で、ブルースプロトコルのトレッドミルテストをランダムな順序で実施しました。 分時換気量と酸素摂取量は、質量分析代謝分析装置を使用して測定されました。 心拍出量 (CO) は、インピーダンス CO モニターを使用して測定されました。 呼吸筋の努力を評価するために、口圧 (Pm) が測定され、積分 Pm として計算されました。 最大分時換気量は、CON 条件よりも CFM 条件の方が 13.4 ± 10.7% 低かった (P < 0.001)。 ピーク Vo2 (CFM および CON でそれぞれ 52.4 ± 5.6 および 55.0 ± 5.1 mL/kg/min) と CO は、2 つの条件間で有意な差はありませんでした。 ただし、Pm の積分値は有意に高く (P = 0.02)、疲労までの走行時間は CFM 条件の方が CON 条件よりも 2.6 ± 3.2% 低かった (P = 0.02)。 私たちの結果は、布製フェイスマスクを着用すると、健康な若い男性の呼吸筋努力が増加し、換気量が減少することを示唆しています。 ただし、Vo2は変化しませんでした。 運動耐性も若干低下しました。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）は、主に呼吸、咳、くしゃみ時の飛沫への曝露によって広がります。 そのため、世界保健機関（WHO）は、新型コロナウイルス感染症の感染を防ぐために、鼻と口を覆うフェイスマスクの着用を推奨しています1,2。 運動中は激しい呼吸が伴うため、飛沫の拡散がさらに大きくなります3,4。 したがって、WHOは休息中および運動中に社会的距離（> 1 m）を確保することを推奨しました。 ただし、激しい身体活動中にフェイスマスクを着用することはお勧めできません1。

いくつかの研究で、N95 マスクとサージカルマスクの影響が調査されています5、6、7、8、9、10、11、12。 運動中にサージカルマスクや N95 マスクを着用すると、不快感が増し、運動耐性が低下する可能性があることが指摘されています 7、8、9。 逆に、一部の研究では、サージカルマスクの着用は呼吸困難、肺ガス交換、または運動パフォーマンスに影響を及ぼさなかったと報告しています10、11、12。 運動中の生理学的反応に対するフェイスマスクの着用の主な影響には、呼吸抵抗と死腔の増加が含まれ、その結果、低酸素と二酸化炭素の再呼吸によるガス交換障害が生じます13,14。 フェイスマスクを着用すると通気抵抗が増加し、肺換気量が低下します5、6。 激しい運動中の不適切な過換気は、動脈血酸素ヘモグロビン飽和度 (SaO2) の低下につながる可能性があります 15。 2 つの研究で、サージカルマスクの使用により最大酸素摂取量 (Vo2max) が低下し、それによって運動耐性が低下することが報告されています 6,8。

さらに、高強度の運動中の最高分時換気量 (VE) は呼吸仕事量 (Wb) を増加させ、その結果、呼吸筋への血流が優先され、その結果、活動している筋肉への血流が損なわれ、結果的に運動量が制限される可能性があります。運動耐性18. フェイスマスクの空気流が一定であるとフィルターの流れ抵抗がわずかに増加するため、高強度の運動中であっても抵抗 Wb は増加しないと考えられています14。 しかし、人間は一定の流量で呼吸をしているわけではありません。 したがって、激しい運動中の Wb は、フェイスマスクを着用しているときの方が大きくなる可能性があります。 したがって、運動中にフェイスマスクを着用することが生理学的に不利になるのか、それとも健康上のリスクがあるのか​​については、興味深いが議論の余地がある。

N95 マスクは医療専門家によって職場で一般的に使用されており、スポーツ活動で使用される可能性はほとんどありません。 スポーツ活動中にサージカルマスクが使用されることがあります1。 しかし最近では、運動時に使用することを目的とした布製マスクも販売されています。 布製フェイスマスクは、サージカルマスクや N9514 よりも通気抵抗が低いと予想されます。 したがって、布製フェイスマスクの着用は、運動中の心肺反応や呼吸筋活動に実質的な影響を及ぼさないという仮説を立てました。 しかし、酸素摂取量（Vo2）、ひいては運動耐容能に対するその影響は依然として不明である。 したがって、この研究の主な目的は、運動中に布製フェイスマスクを着用することが増分ランニング中の心肺反応に及ぼす影響を調べることであり、第二の目的は、運動中の口圧とVo2を調べることでした。