겉보기에 건강한 남성의 최대 증분 달리기 프로토콜 동안 천 안면 마스크가 심폐 반응 및 VO2에 미치는 영향

Nov 18, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 22292(2022) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

우리는 천 마스크 착용이 심폐 반응, 최대 산소 섭취량(Vo2), 호흡 근육 노력 및 점진적 운동 중 운동 내성에 미치는 영향을 확인하는 것을 목표로 했습니다. 이 연구는 무작위 교차 설계로 이루어졌습니다. 겉보기에 건강한 청년 11명이 천 안면 마스크(CFM)를 착용하고 CFM을 착용하지 않은(CON) 두 가지 조건에서 무작위 순서로 Bruce 프로토콜 런닝머신 테스트를 수행했습니다. 분당 환기 및 산소 섭취량은 질량 분석기 대사 분석기를 사용하여 측정되었습니다. 심박출량(CO)은 임피던스 CO 모니터를 사용하여 측정되었습니다. 호흡근 노력을 평가하기 위해 구강 압력(Pm)을 측정하고 적분 Pm으로 계산했습니다. 최대 분당 환기량은 CON 조건에 비해 CFM 조건에서 13.4 ± 10.7% 더 낮았습니다(P < 0.001). 피크 Vo2(CFM 및 CON에서 각각 52.4 ± 5.6 및 55.0 ± 5.1 mL/kg/min)와 CO는 두 조건 간에 크게 다르지 않았습니다. 그러나 Pm의 적분값은 CON 조건에 비해 CFM 조건에서 유의하게 높았고(P = 0.02), 피로까지의 실행 시간은 2.6 ± 3.2% 더 낮았습니다(P = 0.02). 우리의 결과는 천으로 된 안면 마스크를 착용하는 것이 건강한 젊은 남성의 호흡 근육 활동을 증가시키고 환기량을 감소시키는 것을 시사합니다. 그러나 Vo2는 변경되지 않았습니다. 운동 내성도 약간 감소했습니다.

신종 코로나바이러스 질환(COVID-19)은 주로 호흡, 기침, 재채기 중 비말 노출을 통해 전파됩니다. 따라서 세계보건기구(WHO)는 코로나19 감염 전파를 예방하기 위해 코와 입을 가리는 안면 마스크 착용을 권장했습니다1,2. 격렬한 호흡이 수반되기 때문에 운동 중에 물방울의 확산이 더 커집니다3,4. 이에 WHO는 휴식과 운동 시 사회적 거리두기(1m 이상)를 권고했다. 그러나 격렬한 신체 활동 중에는 안면 마스크를 착용하지 않는 것이 좋습니다1.

여러 연구에서 N95 마스크와 수술용 마스크5,6,7,8,9,10,11,12의 영향을 조사했습니다. 운동 중에 수술용 마스크나 N95 호흡기를 착용하면 불편함이 증가하고 운동 내성이 감소할 수 있는 것으로 나타났습니다7,8,9. 반대로, 일부 연구에서는 수술용 마스크 착용이 호흡 곤란, 폐가스 교환 또는 운동 능력에 영향을 미치지 않는다고 보고했습니다10,11,12. 운동 중 생리적 반응에 대한 안면 마스크 착용의 주요 효과에는 호흡 저항 및 사강 증가가 포함되며, 이로 인해 저산소증 및 이산화탄소 재호흡으로 인한 가스 교환 장애가 발생합니다13,14. 안면 마스크를 착용하면 공기 흐름 저항이 증가하여 폐 환기가 감소합니다5,6. 집중적인 운동 중 부적절한 과호흡은 동맥의 산소-헤모글로빈 포화도(SaO2)를 감소시킬 수 있습니다15. 두 연구에서는 수술용 마스크를 사용하면 최대 산소 섭취량(Vo2max)이 감소하여 운동 내성이 감소한다고 보고했습니다6,8.

또한, 고강도 운동 중 가장 높은 분당 환기(VE)는 호흡 일(Wb)을 증가시켜 호흡 근육으로의 혈류 흐름을 선호하게 되어 결과적으로 활동 근육으로의 혈류를 손상시키고 결과적으로 제한할 수 있습니다. 운동 내성 18. 안면 마스크의 일정한 공기 흐름에 따라 필터 흐름 저항이 약간 증가하므로 저항성 Wb는 고강도 운동 중에도 증가하지 않는 것으로 여겨집니다14. 그러나 인간은 일정한 유속으로 호흡하지 않습니다. 따라서 집중 운동 중 Wb는 안면 마스크를 착용하는 동안 더 커질 수 있습니다. 따라서 운동 중 안면 마스크를 착용하는 것이 생리학적으로 불리한지, 아니면 건강에 위험을 주는지는 흥미롭고 논쟁의 여지가 있습니다.

N95 마스크는 의료 전문가가 직장에서 일반적으로 사용하며 스포츠 활동에는 사용되지 않습니다. 수술용 마스크는 스포츠 활동 중에 가끔 사용됩니다1. 그러나 최근에는 운동 중에 사용하도록 설계된 천 마스크가 출시되었습니다. 천 안면 마스크는 수술용 마스크나 N9514보다 공기 흐름 저항이 더 낮을 것으로 예상됩니다. 따라서 우리는 천으로 된 안면 마스크를 착용하는 것이 운동 중 심폐 반응과 호흡근 활동에 실질적인 영향을 미치지 않을 것이라는 가설을 세웠습니다. 그러나 산소 섭취량(Vo2)과 그에 따른 운동 내성에 미치는 영향은 불분명합니다. 따라서 본 연구의 1차 목적은 운동 중 천 마스크 착용이 증분 달리기 중 심폐 반응에 미치는 영향을 조사하는 것이었고, 2차 목적은 운동 중 입압과 Vo2를 조사하는 것이었다.