サイクルエクササイズにおけるサージカルマスクと布製マスクの着用による影響

Impact of wearing a surgical and cloth mask during cycle exercise.

抄録

中強度の運動に対する心肺反応に布製マスクまたはサージカルマスクを着用した場合の影響を明らかにすることを目的とした。12名の被験者（＝女性5名）が、非再呼吸弁（実験室管理）、布製、または外科用マスクで呼吸しながら、8分間のサイクリング試行を3回実施した。心拍数（HR），酸素ヘモグロビン飽和度（SpO），呼吸回数，口圧，潮末二酸化炭素分圧（PCO）および酸素分圧（PO），呼吸困難が運動中に測定された．6名の被験者がマスクなしでの運動を行った（生態学的対照）。呼吸回数、HR、SpOに条件間の差はなかった（すべて>0.05）。口圧変動は、実験室対照（4.7±0.9cmHO［平均±SD］）と比較して、サージカルマスクでは小さく（0.9±0.7、＜0.0001）、布マスクでは同程度（3.6±4.8cmHO、＜0.66）であった。布製マスクの装着は、生態学的対照に比べてPOを減少させ（-3.5±3.7mmHg）、PCOを増加させた（+2.0±1.3mmHg）（いずれも<0.05）。マスク条件と実験室コントロールの間で、呼気終末ガスに差はなかった（ともに> 0.05）。呼吸困難は、対照条件とサージカルマスクの間で同様であったが（> 0.05）、布製マスクでは実験室対照条件（+0.9±1.2）および生態系対照条件（+1.5±1.3）に対して大きかった（いずれも< 0.05）。短時間の中強度の運動でマスクを装着すると、呼吸困難が増加する可能性があるが、心肺反応への影響は少ない。 サージカルマスクや布製マスクの装着は、呼吸回数、潮量、酸素化、心拍数に影響を与えないが、吸気・排気ガス分画には生理的に無関係な変化がある。健康な若年者では、最高速度以下の運動時にサージカルマスクや布製マスクを装着しても、生理的な影響はほとんどありません。

We sought to determine the impact of wearing cloth or surgical masks on the cardiopulmonary responses to moderate-intensity exercise. Twelve subjects ( = 5 females) completed three, 8-min cycling trials while breathing through a non-rebreathing valve (laboratory control), cloth, or surgical mask. Heart rate (HR), oxyhemoglobin saturation (SpO), breathing frequency, mouth pressure, partial pressure of end-tidal carbon dioxide (PCO) and oxygen (PO), dyspnea were measured throughout exercise. A subset of  = 6 subjects completed an additional exercise bout without a mask (ecological control). There were no differences in breathing frequency, HR or SpO across conditions (all  > 0.05). Compared with the laboratory control (4.7 ± 0.9 cmHO [mean ± SD]), mouth pressure swings were smaller with the surgical mask (0.9 ± 0.7;  < 0.0001), but similar with the cloth mask (3.6 ± 4.8 cmHO;  = 0.66). Wearing a cloth mask decreased PO (-3.5 ± 3.7 mm Hg) and increased PCO (+2.0 ± 1.3 mm Hg) relative to the ecological control (both  < 0.05). There were no differences in end-tidal gases between mask conditions and laboratory control (both  > 0.05). Dyspnea was similar between the control conditions and the surgical mask ( > 0.05) but was greater with the cloth mask compared with laboratory (+0.9 ± 1.2) and ecological (+1.5 ± 1.3) control conditions (both  < 0.05). Wearing a mask during short-term moderate-intensity exercise may increase dyspnea but has minimal impact on the cardiopulmonary response. Wearing surgical or cloth masks during exercise has no impact on breathing frequency, tidal volume, oxygenation, and heart rate However, there are some changes in inspired and expired gas fractions that are physiologically irrelevant. In young healthy individuals, wearing surgical or cloth masks during submaximal exercise has few physiological consequences.