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Jul 24, 2023

Influencia de las mascarillas en el deterioro subjetivo ante diferentes cargas de trabajo físico.

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 8133 (2023) Citar este artículo 404 Accesos 1 Citas 3 Detalles de Altmetric Metrics Para cuantificar el deterioro subjetivo y cognitivo causado por el uso

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 8133 (2023) Citar este artículo

404 Accesos

1 Citas

3 altmétrico

Detalles de métricas

Para cuantificar el deterioro subjetivo y cognitivo causado por el uso de mascarillas en el trabajo, 20 hombres y 20 mujeres (edad media 47 años, rango 19-65) fueron evaluados bajo diferentes cargas de trabajo en ergómetro mientras usaban mascarilla quirúrgica, mascarilla comunitaria, respirador FFP2 o sin mascarilla. en un diseño aleatorio y parcialmente doble ciego. También se usaron máscaras en el lugar de trabajo durante cuatro horas. El deterioro subjetivo se registró mediante cuestionarios. El desempeño cognitivo se evaluó antes y después del examen en el lugar de trabajo. La sensación subjetiva de calor, humedad y dificultad para respirar aumentó con el aumento del esfuerzo físico y el tiempo de uso para los tres tipos de mascarillas, sobre todo para las FFP2. Incluso cuando estaban cegados, los participantes con FFP2 informaron dificultad para respirar ya en reposo. Durante el esfuerzo físico, los individuos con baja tolerancia al malestar informaron un deterioro significativamente mayor (OR 1,14; IC del 95 %: 1,02 a 1,27). Con respecto al trabajo ligero, los sujetos de mayor edad (OR 0,95, IC 95% 0,92-0,98) y las mujeres (OR 0,84, IC 95% 0,72-0,99) mostraron un deterioro significativamente menor y los sujetos atópicos más fuertes (OR 1,16, IC 95% 1,06-1,27). No se detectó ninguna influencia significativa del uso de mascarillas en el rendimiento cognitivo. El uso de una mascarilla no tuvo ningún efecto sobre el rendimiento cognitivo, pero provocó molestias que aumentaron con el esfuerzo físico y el tiempo de uso. Las personas que toleran mal las molestias se sienten más perjudicadas al usar una mascarilla durante el esfuerzo físico.

Durante la pandemia de SARS-CoV-2, en la mayoría de los países se recomendó u obligatorio el uso de mascarillas en instituciones médicas, áreas públicas y lugares de trabajo1. Dependiendo del tipo de mascarilla, su uso protege de la transmisión del virus2,3,4. Las máscaras filtrantes (respiradores, por ejemplo, N95, FFP2) proporcionan una mejor eficiencia de protección que las mascarillas quirúrgicas (SM) y las mascarillas comunitarias (máscaras de tela, CM) debido a su mayor eficiencia de filtración y su capacidad para proporcionar un mejor ajuste5, 6.

En varios estudios, el uso de mascarillas durante el ejercicio físico hasta la carga de trabajo máxima provoca estrés cardiopulmonar en los sujetos examinados. Las revisiones7,8,9 resumieron que el uso de una mascarilla durante la actividad física puede aumentar la disnea, pero tiene poco efecto sobre el trabajo respiratorio, los gases sanguíneos y otros parámetros fisiológicos, incluso durante el ejercicio máximo.

Shaw et al.9 también consideraron en su revisión el esfuerzo percibido por los sujetos. En la mayoría de los estudios, se utilizó la escala de Borg para calificar el esfuerzo percibido durante la actividad física y tanto SM como N95 aumentaron significativamente el esfuerzo percibido en comparación con la situación sin máscara. En contraste con esto, otros estudios no encontraron diferencias significativas en el esfuerzo percibido subjetivamente entre el uso de mascarilla y las condiciones sin mascarilla10, 11. En otro estudio, se hizo una distinción entre el esfuerzo físico percibido y el esfuerzo respiratorio percibido. Mientras que durante la ergometría no hubo efecto en el primero, el esfuerzo respiratorio percibido fue significativamente mayor con SM, CM y FFP2 (con válvula exhaladora) que sin máscara12.

Sin embargo, como se mencionó anteriormente, en muchos estudios sobre el uso de máscaras bajo estrés físico, se realizaron cargas breves de hasta 300 vatios y más en bicicleta ergómetro13, 14 o solo se incluyeron sujetos jóvenes y bien entrenados11, que no representan condiciones típicas en en la vida cotidiana o en los lugares de trabajo alemanes. Además, en la mayoría de los estudios durante la prueba de ejercicio cardiopulmonar (CPET), se usaron mascarillas debajo de una mascarilla CPET de silicona, lo que ya se ha comentado como un factor influyente15 y que tampoco permitía el cegamiento de la situación con y sin mascarilla, respectivamente.

Por lo tanto, investigamos la influencia de tres tipos de máscaras de uso común (SM, CM, FFP2) en una cohorte normalmente entrenada bajo diferentes cargas de trabajo correspondientes a los lugares de trabajo alemanes. Otro foco de nuestro estudio parcialmente doble ciego, que se publicó recientemente, fueron los parámetros cardiopulmonares. Se demostró que el uso de mascarillas en reposo y bajo carga de trabajo cambiaba el patrón respiratorio en el sentido de compensación fisiológica16. En general, los datos indicaron que el uso de mascarillas no causa ningún riesgo para la salud de los sujetos sanos, pero conduce a una mayor resistencia respiratoria debido al material de la mascarilla en combinación con una mayor humedad y temperatura detrás de la mascarilla.

Si bien la percepción general del calor durante una caminata de 1 h con SM aumentó de manera similar a como sin SM, las quejas de calor facial constituyeron la queja más frecuente (52%) con SM17. Esto sugiere que, especialmente en el caso del esfuerzo físico, hay una diferencia si a los sujetos se les preguntó por el esfuerzo percibido en general (escala de Borg) o por el impacto directo de la mascarilla en la región de la boca y la nariz o por síntomas específicos como dolor de cabeza.

Dado que, además de la carga para la salud física, la angustia psicológica también juega un papel en la evaluación de riesgos en el lugar de trabajo, el objetivo del estudio cruzado, aleatorio, parcialmente doble ciego que se presenta aquí fue el deterioro subjetivo de los participantes del estudio al usar tres tipos diferentes de máscaras en comparación con la situación sin máscara y cómo la discapacidad cambia con el aumento del esfuerzo físico y el mayor tiempo de uso. Además, se debe comprobar si la percepción subjetiva del calor y la humedad se corresponde con los datos realmente medidos. Dado que el deterioro subjetivo incluye el rendimiento cognitivo, esto también se probó bajo condiciones de uso de mascarilla en reposo. Como los empleadores tienen que determinar un tipo de máscara adecuado y los períodos tolerables de uso recomendados para los trabajadores, surgió la pregunta de si la sensación subjetiva al usar la máscara está influenciada por factores individuales como la edad, el sexo, la atopia o una disposición "sensible".

En el estudio participaron un total de 40 sujetos de un amplio rango de edades. Fueron reclutados a través de información en el sitio web de nuestro instituto. Los criterios de exclusión fueron las contraindicaciones absolutas y relativas para la CPET según la American Thoracic Society18. Los sujetos se sometieron a un examen inicial que consistió en historial médico, cuestionario de reclutamiento, examen físico, pruebas de laboratorio de rutina, electrocardiograma, una prueba de función pulmonar y un CPET inicial.

Los anticuerpos IgE específicos (sIgE) contra aeroalérgenos ubicuos (atopy screen sx1, Phadiatop) se midieron con el sistema ImmunoCAP 250 (ThermoFisher Scientific, Phadia AB, Uppsala, Suecia). Se asumió un estado atópico positivo en caso de una concentración de sIgE de sx1 ≥ 0,35 kU/l.

El diseño del estudio prospectivo, aleatorizado y cruzado se describió en detalle en un manuscrito anterior que trata sobre la influencia de las máscaras en el rendimiento cardiopulmonar16. Todas las partes del estudio, incluido el reclutamiento, se realizaron entre septiembre de 2020 y julio de 2021.

Cada sujeto fue evaluado con cuatro situaciones de mascarilla: sin mascarilla (NM) como referencia, mascarilla quirúrgica (SM; Tipo II, MedicalCare & Serve Industry®, Wilfried Rosbach GmbH, Willich, Alemania), mascarilla comunitaria (CM; van Laack® GmbH, Mönchengladbach, Alemania) y una pieza facial filtrante (FFP2; Dräger X-plore® 1920 NR D, Dräger® Safety AG, Lübeck, Alemania) en orden aleatorio. El estudio cruzado constaba de dos módulos en los que se examinaban las mascarillas utilizadas normalmente (incluidas las fugas) durante el esfuerzo físico en una bicicleta ergométrica (ergometría) y en condiciones normales de trabajo (examen en el lugar de trabajo). En un tercer módulo (CPET) con un esfuerzo físico idéntico al de la ergometría, se presentó el material de la mascarilla a los sujetos en un entorno doble ciego utilizando un adaptador de mascarilla especial16. En resumen, se colocó una muestra redonda de la mascarilla probada (o nada para la situación sin mascarilla) en un filtro bacteriano abierto y vacío disponible comercialmente y se cerró herméticamente con cinta adhesiva y una abrazadera de metal. Luego, este adaptador de máscara se colocó entre la máscara CPET de silicona y los dispositivos de medición (Fig. S1). El orden de los tres módulos, que se llevaron a cabo en nuestro instituto, también fue aleatorio. Para el esfuerzo físico (ergometría, CPET), se probaron un máximo de dos situaciones de mascarilla por día, con un tiempo de regeneración suficientemente largo entre ellas. Los exámenes en el lugar de trabajo con las cuatro situaciones de mascarilla se llevaron a cabo en cuatro días diferentes. En todos los módulos, cada sesión se llevó a cabo a una hora comparable del día.

Niveles de carga determinados individualmente que dan como resultado una ventilación minuto de 10 L/min (reposo), 30 L/min (ejercicio (E1)), 50 L/min (E2), > 60 L/min (E3) y 10 L/min. (post), cada uno con una duración de seis minutos, se utilizaron para el esfuerzo físico durante la ergometría y CPET. Según el Seguro Social Alemán de Accidentes, esto corresponde a trabajos ligeros (descanso y post), moderados (E1), pesados ​​(E2) y muy pesados ​​(E3)16. Durante el examen de 4 horas en el lugar de trabajo, las máscaras se usaron normalmente durante el trabajo ligero/moderado en la oficina o el laboratorio.

Se midieron los parámetros cardiopulmonares y gases en sangre y se solicitó el esfuerzo percibido (escala de Borg) como se describió anteriormente16. La temperatura y la humedad relativa se registraron utilizando un registrador de datos climáticos (PeakTech 5185®, Ahrensburg, Alemania), que se fijó con cinta adhesiva entre la nariz y la boca.

Durante el examen inicial, los participantes completaron cuestionarios que incluían preguntas sobre el estado de salud y escalas de sensibilidad específicas que permitieron una caracterización retrospectiva del grupo de estudio en términos de identificar individuos "sensibles". Esto último no tenía relevancia para la entrada o exclusión de individuos.

Una de las escalas de sensibilidad fue la Discomfort Intolerance Scale (DIS) que mide el nivel de acuerdo con afirmaciones sobre la tolerancia al malestar19. Dos subfactores distintos titulados Intolerancia al malestar o al dolor (DIS-I) (2 ítems; por ejemplo, “Puedo tolerar una gran cantidad de malestar físico”, puntuación inversa) y Evitación del malestar físico (DIS-A) (3 ítems ; por ejemplo, “tomo medidas extremas para evitar sentirme físicamente incómodo”) se calcularon aparte de la puntuación DIS global. También se incluyó un cuestionario sobre preocupación ambiental (Environmental Worry Scale (EWS), 5 ítems) construido para expresar posibles pensamientos negativos y asociaciones hacia efectos negativos y amenazas personales por factores ambientales como por ejemplo “A menudo pienso en el hecho de que estoy tomando contaminantes en mi cuerpo”20, y el Calendario de Afectividad Positiva y Negativa (PANAS) que mide el grado en que el sujeto experimenta generalmente emociones positivas o negativas21. Para los fines del presente estudio, solo se utilizó la subescala de afectividad negativa (PANAS-NA) que contiene 10 ítems negativos (molesto, culpable, asustado, hostil, irritable, avergonzado, nervioso, nervioso, asustado, angustiado) para evaluar el rasgo. como tendencia a experimentar estados afectivos negativos. Además, las herramientas de reclutamiento incluyeron dos cuestionarios sobre la sensibilidad autoinformada a las sustancias químicas. La Escala de Sensibilidad al Olor Químico (COSS) es una escala de 11 ítems para evaluar las respuestas mediadas por el trigémino (p. ej., dificultad para respirar, tos, náuseas y náuseas) y olfativas (p. ej., malestar percibido) cuando se exponen a sustancias químicas como pintura u olores cotidianos como perfume22. El objetivo principal de la Escala de Sensibilidad Química (CSS, 21 ítems) son las reacciones afectivas y las alteraciones del comportamiento causadas por sustancias químicas23.

A partir de estos datos se calculó una puntuación de corte relativa para dividir a los sujetos en personas "sensibles" más bajas o más altas. A excepción del EWS, los factores de sensibilidad se dividieron en mediana: DM(DIS) ≥ 17; DM(DIS-I) ≥ 4; DM(DIS-A) ≥ 8; DM(PANAS-NA) ≥ 16; DM(COSS) ≥ 10; MD(CSS) ≥ 50. En cuanto al EWS, los sujetos se contaron como sujetos con mayor preocupación ambiental si estaban total o parcialmente de acuerdo en al menos uno de los cinco ítems24.

La puntuación de comodidad y la puntuación de síntomas se evaluaron con máscara (o sin ella en la situación de NM) antes (pre) y después (post) de la ergometría y CPET, y la puntuación de comodidad también dentro de los últimos 20 s de cada nivel de carga. Durante el examen de 4 h en el lugar de trabajo, se evaluaron la puntuación de comodidad y la puntuación de síntomas 30 minutos antes del uso de la mascarilla (antes), 30, 60, 90, 120, 150, 210 y 240 minutos durante el uso de la mascarilla, así como 30 minutos (después del uso de la mascarilla). ) después de finalizar el uso de la mascarilla. Además, se evaluó el rendimiento cognitivo al inicio y al final del examen laboral.

El cuestionario Comfort Score con diez ítems (humedad, calor, resistencia respiratoria, picazón, opresión, salinidad, sensación de incapacidad, olor, fatiga y malestar general) se utilizó en traducción al alemán para cuantificar la percepción de comodidad/incomodidad al usar una máscara. Las sensaciones debían calificarse en una escala de calificación de 10 puntos, donde 1 representaba "nada", 5 representaba "levemente" y 10 representaba "fuertemente"13, 25. La suma de la puntuación de comodidad fue la suma de todos los ítems excepto malestar general. Se utilizó el Comfort Score para determinar el impacto directo de las mascarillas en la región boca-nariz y en la comodidad respiratoria.

La aparición y la intensidad de deterioros más generales causados ​​por el uso de una máscara (por ejemplo, dolor de cabeza, mareos) se registraron con el cuestionario Symptom Score en traducción al alemán. La puntuación de síntomas consta de 16 quejas y 4 quejas ficticias que han demostrado ser sensibles a los efectos de la inhalación de CO226. Cada una de estas quejas se calificó en una escala de 5 puntos (1 = nada, 2 = ligeramente, 3 = medio, 4 = fuerte y 5 = muy fuerte). La puntuación total de las quejas (suma de la puntuación de los síntomas) fue la suma de estas 16 quejas (16—80).

Después del comienzo y antes del final del examen de 4 horas en el lugar de trabajo, los sujetos realizaron una prueba de matemáticas y ortografía para examinar los posibles efectos del uso de máscaras en el rendimiento cognitivo. La duración de cada prueba, que se ejecutó automáticamente en una computadora, fue de 11 minutos y la prueba de ortografía se administró después de la prueba de matemáticas.

Después de la instrucción, que se mostró durante 5 s, cada una de las 93 tareas estuvo visible durante 7 s. El tiempo transcurrido se mostraba en forma de barra de progreso debajo de la tarea. Se pidió a los sujetos que respondieran lo más rápida y correctamente posible. En la prueba de matemáticas, los sujetos debían realizar cálculos mentales simples. Las tareas consistían en multiplicar dos números entre 1 y 10 y restar a este producto un número de uno o dos dígitos (p. ej. (9 × 5) − 17 = 28). Los sujetos tenían que decidir si el resultado del cálculo correcto era menor, mayor o igual en comparación con el número de solución dado. En la prueba de ortografía, los sujetos debían reconocer palabras mal escritas. Estas palabras tenían uno o dos errores o estaban escritas correctamente.

Si los sujetos no respondían dentro del tiempo asignado, se presentaba automáticamente la siguiente tarea y la tarea se calificaba como error (omisión). Se contó el número de respuestas correctas y falsas, omisiones y el tiempo medio de respuesta.

Los datos (puntuaciones brutas) de las puntuaciones de comodidad y síntomas se expresan como mediana (mínimo-máximo) y rango intercuartil (RIC 75-25) y se presentan mediante diagramas de caja (cuadro: mediana, percentil 25-75; bigotes: percentil 5-95).

Se utilizó un modelo lineal generalizado mixto (GLM), junto con ecuaciones de estimación generalizadas (GEE), sobre los valores de suma logaritmizada de Comfort Score y Symptom Score como variable dependiente. El procedimiento GEE amplía el GLM para permitir el análisis de mediciones repetidas. En este caso se incluyeron como factores influyentes el nivel de carga y el tiempo de medición. Este enfoque permite la comparación intraindividual en los diferentes momentos de examen (es decir, cada sujeto se compara consigo mismo). Las medias de mínimos cuadrados se calcularon basándose en estos modelos. Se tomó como referencia la situación sin máscara en cada nivel de carga (pre, E1, E2, E3, post) o en cada momento de medición (pre, 30, 60, 90, 120, 150, 210, 240, post). También se consideraron factores influyentes como el sexo, la edad (cada 10 años) y la altura (cada 10 cm). Se probaron otros factores que influyen en la suma del puntaje de comodidad y la función cognitiva incluyéndolos individualmente como factores potenciales para el modelo.

Dado que el modelo GLM solo era aplicable a la suma de Comfort y Symptom Score, procesamos los datos para las preguntas individuales mediante análisis de varianza (prueba de Friedman, prueba de comparaciones múltiples de Dunn como prueba post-hoc). Para Comfort Score, en cada nivel de carga (pre, E1, E2, E3, post) o cada momento de medición (pre, 30, 60, 90, 120, 150, 210, 240, post) los datos con máscara se compararon con la respectiva situación sin máscara (referencia).

Se utilizó la prueba de chi-cuadrado de Pearson para examinar posibles diferencias entre hombres y mujeres relacionadas con las diferentes escalas de sensibilidad. La correlación de rango de Spearman se calculó para predecir la asociación monótona entre parámetros para las correlaciones. Esto se visualiza aún más contrastando los parámetros en un mapa de calor.

Un valor de p <0,05 se consideró estadísticamente significativo. Los análisis se realizaron utilizando SAS 9.4 (SAS Institute, Cary, NC, EE. UU.). Las figuras se redactaron con SAS 9.4 y GraphPad Prism versión 9 (GraphPad Software, San Diego, CA, EE. UU.).

El Comité de Ética de la Facultad de Medicina de la Universidad del Ruhr en Bochum aprobó la realización del estudio (n.º de registro: 20–7024) y todos los sujetos dieron su consentimiento informado por escrito. La persona que se muestra en la Fig. S1 dio su consentimiento informado por escrito para la publicación de imágenes de identificación en una publicación en línea de acceso abierto. Todos los métodos se realizaron de acuerdo con las directrices y regulaciones pertinentes. El estudio se realizó de acuerdo con la última revisión de los estándares éticos establecidos por la Declaración de Helsinki.

Participaron en el estudio cuarenta sujetos (20 mujeres, 20 hombres) entre 19 y 65 años. Aproximadamente dos tercios de los participantes eran empleados de nuestro instituto (IPA) y trabajaban en la oficina o el laboratorio. Los demás sujetos eran externos con diferentes profesiones, pero todos realizaron trabajos ligeros de oficina/informática en nuestro instituto durante los exámenes laborales de 4 horas. Los participantes del estudio estaban entre moderados y bien entrenados y la proporción de sujetos bien entrenados fue similar para hombres y mujeres (Tabla 1). En general, se categorizó a más mujeres que hombres como “sensibles” según las diferentes escalas de sensibilidad.

Los datos completos para la puntuación de comodidad (región boca-nariz) y la puntuación de síntomas (síntomas más generales) se muestran en las Tablas S1 y S2. A modo de ejemplo, las sumas de la puntuación de comodidad y síntomas durante la ergometría, la CPET y el examen en el lugar de trabajo se representan como diagramas de caja en la figura 1.

Suma de puntuación de comodidad y síntomas durante la ergometría (a), CPET (b) y examen en el lugar de trabajo (c) en 40 sujetos que no usaban mascarilla (azul), mascarilla quirúrgica (amarilla), mascarilla comunitaria (verde) y mascarilla FFP2 (roja) . Los valores de P se muestran en la Tabla 3. Durante la ergometría y CPET, se evaluaron la puntuación de comodidad y síntomas antes (pre) y después (post), y la puntuación de comodidad también dentro de los últimos 20 s de cada nivel de carga. Los niveles de carga corresponden a trabajos livianos (pre y post), moderados (E1), pesados ​​(E2) y muy pesados ​​(E3).

En general, los valores sumarios con mascarilla, especialmente con FFP2, fueron mayores que sin mascarilla en cada nivel de carga (E1, E2, E3) o momento de medición. La puntuación aumentó al aumentar el esfuerzo físico durante la ergometría y CPET, incluso sin máscara. En CPET hay que tener en cuenta que, debido a que los sujetos siempre llevaban una máscara CPET de silicona ajustada, es decir, también en la situación sin máscara, se informaron alteraciones y síntomas incluso sin máscara (Fig. 1b).

Teniendo en cuenta los datos mostrados en la Tabla S1, la comparación del puntaje de comodidad con máscara en cada nivel de esfuerzo en ergometría con la situación sin máscara, mostró una sensación significativamente mayor de humedad, calor y dificultad para respirar, pero también una incomodidad general con la máscara (Tabla 2a). Incluso en el escenario ciego (CPET), los sujetos se sintieron significativamente más afectados en cuanto a respiración y comodidad y reportaron más humedad y calor cuando usaban una FFP2 (Tabla 2b). Después del examen de trabajo de 4 h, el deterioro subjetivo con máscara ya era significativamente más pronunciado después de 30 minutos que sin máscara. Nuevamente, esto estuvo particularmente relacionado con la humedad, el calor, la dificultad para respirar y el malestar general, pero se informaron puntuaciones significativamente más altas en todas las preguntas excepto en "salado" cuando se usó FFP2 durante 60 minutos o más (Tabla 2c).

Como se puede observar en la Tabla S2, se informaron puntuaciones de síntomas bastante bajas incluso después de un esfuerzo físico o de un uso más prolongado. Para una mejor visualización, el delta (∆, después menos antes) para cada síntoma se muestra en las figuras 2a y b. Después de la ergometría, se informó en particular de una mayor sensación de calor y de una respiración más rápida/profunda. Estos cambios también ocurrieron sin máscara, pero fueron más pronunciados con los tres tipos de máscara. La mayor diferencia en comparación con el valor inicial se informó con el FFP2 (∆: 1,33 de 4,0) (Fig. 2a). En comparación con la ergometría, los cambios en los diferentes síntomas debidos al examen en el lugar de trabajo fueron menores (∆ máx.: 0,28 de 4,0) y en algunos casos se informaron puntuaciones incluso más bajas después del período de uso de 4 h que antes (∆ negativo) (Fig. 2b). Sin embargo, las deficiencias mencionadas no se refieren sólo a la sensación de calor, sino que algunos sujetos también informaron síntomas específicos como dolor de cabeza y somnolencia después de usar las máscaras durante 4 horas.

Visualización gráfica de las diferencias en la puntuación de síntomas antes y después de la ergometría (a) y la medición de 4 h en el lugar de trabajo (b). Para cada síntoma, el valor medio de los 40 sujetos antes del examen se restó del valor medio después del examen. Dado que la puntuación de síntomas osciló entre 1 y 5, el delta máximo esperado sería 4,0.

El uso de la suma de Comfort y Symptom Score permitió el análisis mediante el modelo GLM (Tabla 3). Con todos los tipos de máscara, los sujetos ya informaron valores totales significativamente más altos de puntuación de comodidad desde el primer nivel de carga (E1) o tiempo de medición (30 min) que sin máscara, excepto uno (CM en el nivel E1) en ergometría y examen en el lugar de trabajo. La fuerza de los efectos presumiblemente se redujo (menor ∆) en el CPET por la máscara CPET ajustada, pero también aquí las puntuaciones aumentaron más con máscara que sin ella y fueron significativamente más altas con FFP2 en los niveles E2 y E3 (Tabla 3a). El efecto del uso de mascarilla sobre la suma de las puntuaciones de síntomas fue más débil. Aunque los tres tipos de mascarillas provocaron un aumento en la puntuación (∆ positivo), en la mayoría de los casos esto solo fue significativo para FFP2 (Tabla 3b).

La evaluación de los factores que influyen (edad, sexo, atopia, tabaquismo, estado de entrenamiento (bien entrenado o no) y "sensibilidad" según las siete escalas de sensibilidad) sobre la suma del Comfort Score dio como resultado la observación de que la "sensibilidad" según las siete escalas de sensibilidad. a la escala de sensibilidad DIS se asoció significativamente con valores de suma más altos de Comfort Score (mayor deterioro) durante la ergometría (OR 1,14, IC 95% 1,02–1,27, p = 0,018). Durante el examen en el lugar de trabajo, las mujeres mostraron puntuaciones de comodidad significativamente más bajas que los hombres (OR 0,84, IC 95 % 0,72–0,99, p = 0,043) y también con el aumento de la edad (cada 10 años) se informaron puntuaciones de comodidad más bajas (OR 0,95, IC 95 % 0,92 –0,98, p = 0,001). En contraste con esto, los sujetos atópicos tuvieron puntuaciones significativamente más altas que los no atópicos (OR 1,16, 1,06–1,27, p = 0,002). Sin embargo, los atópicos que padecían síntomas alérgicos (n = 10) no mostraron puntuaciones de comodidad significativamente más altas que los atópicos sin síntomas alérgicos (n = 12) (p = 0,27 examen en el lugar de trabajo; p = 0,43 ergometría).

La Figura 3 muestra la correlación de la humedad y la temperatura medidas durante la ergometría entre boca y nariz con o sin máscara (ver datos 16) con la información correspondiente del cuestionario Comfort Score. La humedad y la temperatura fueron más altas con los tres tipos de mascarillas que sin ellas. Tanto la humedad como la temperatura medias más altas se midieron detrás del FFP2. En buena concordancia con esto, las puntuaciones para "húmedo" y "caliente" hasta un máximo de 10 se informaron exclusivamente con FFP2.

Presentación gráfica de la concordancia entre los valores medianos medidos de humedad (a) y temperatura (b) debajo de la máscara y sin máscara y los valores de "Húmedo" y "Caliente" del cuestionario Comfort Score. Se consideraron datos de 40 sujetos en todos los niveles de ergometría. NM sin mascarilla, mascarilla quirúrgica SM, mascarilla comunitaria CM, mascarilla filtrante FFP2 clase 2.

Los datos seleccionados del Comfort Score se correlacionaron positivamente con los parámetros fisiológicos (p. ej., frecuencia cardíaca (HF), lactato) durante la ergometría (Fig. 4). Para la situación con mascarilla, especialmente FFP2, hubo una correlación de moderada a fuerte, especialmente entre los ítems "húmedo" y "caliente" del Comfort Score con lactato y la escala de Borg, respectivamente.

Mapa de calor de la correlación entre parámetros fisiológicos (frecuencia cardíaca (IC), porcentaje de IC máxima, lactato) y esfuerzo físico percibido (escala de Borg) con ítems seleccionados y la suma del cuestionario Comfort Score. Se consideraron datos de 40 sujetos en todos los niveles de ergometría. NM sin mascarilla, mascarilla quirúrgica SM, mascarilla comunitaria CM, mascarilla filtrante FFP2 clase 2.

Se llevaron a cabo pruebas de matemáticas y ortografía antes y después de un examen en el lugar de trabajo de 4 horas de duración para investigar la influencia del uso de mascarillas en el rendimiento cognitivo. Las proporciones de respuestas correctas (falsas) y omisiones fueron comparables con y sin máscara, e incluso después de usar la máscara durante 4 h, el número de errores (respuestas falsas y omisiones) no aumentó (Tabla 4). Por el contrario, en la prueba de matemáticas el número de errores fue menor en la segunda medición tanto con como sin mascarilla. El tiempo de reacción en la prueba de matemáticas fue consistentemente mayor que en la prueba de ortografía. En general, en cuanto al rendimiento cognitivo, no se pudieron detectar diferencias significativas entre la situación con y sin máscara. Los análisis estadísticos no arrojaron resultados significativos, ni siquiera cuando se probaron los factores que influyen en el rendimiento cognitivo.

Según nuestro estudio cruzado, aleatorizado y parcialmente doble ciego, el uso de SM, CM o especialmente FFP2 provoca molestias subjetivas, que incluyen dificultad para respirar y una sensación incómoda de humedad y calor debajo de la mascarilla. La sensación de malestar aumenta con un mayor esfuerzo físico y en menor medida con un mayor tiempo de uso. Además, en el escenario CPET ciego, los sujetos informan un deterioro significativamente mayor con FFP2 que sin máscara. Los síntomas que no afectan directamente a la región boca-nariz son bastante raros. Sin embargo, ocasionalmente se produjeron dolor de cabeza y somnolencia después de un examen de 4 horas en el lugar de trabajo. No se encontraron cambios en el rendimiento cognitivo como resultado del uso de una máscara.

Aunque algunos autores ya han informado de sensaciones subjetivas al usar una máscara, la mayoría de los estudios encuestaron únicamente el esfuerzo percibido de los sujetos utilizando la escala de Borg. En estudios que utilizaron instrumentos adicionales, los sujetos fueron entrevistados en reposo28 o en esfuerzo moderado17 o máximo13. Por el contrario, en nuestro estudio, todos los sujetos se sometieron a ergometría de ejercicio y a un examen laboral de 4 h, y además del esfuerzo percibido de los sujetos, se administraron dos cuestionarios específicos y probados, los cuestionarios Comfort y Symptom Score.

Como punto fuerte particular de nuestro estudio, realizamos una evaluación subjetiva del uso de mascarillas durante el esfuerzo físico de forma doble ciego (CPET). Aunque esto no correspondía al uso normal de la mascarilla debido al ajuste ajustado de la mascarilla CPET, confirmó los principales resultados de la ergometría. El cegamiento parece ser particularmente importante en el caso de evaluaciones subjetivas, ya que es bien sabido que el cegamiento dificulta sesgar los resultados de manera intencional o no y, por lo tanto, ayuda a garantizar la credibilidad de las conclusiones del estudio29, 30. Hasta donde sabemos, el cegamiento solo se intentó en un caso. estudio anterior14, donde se registró el esfuerzo percibido de los sujetos mediante la escala de Borg durante el esfuerzo físico con máscaras (SM y FFP2). Para el cegamiento simple de la situación sin máscara, se cortó una pieza grande de material en el centro de un SM y se usó debajo de la máscara CPET de silicona. Las pruebas de mascarillas reales (SM y FFP2) no se pudieron realizar de esta manera a ciegas. Sin embargo, también en el estudio de Mapelli y colaboradores14, en el ejercicio máximo, todos los sujetos revelaron valores de esfuerzo percibido progresivamente más altos desde sin máscara hasta SM y FFP2. Además, los análisis basados ​​en el modelo GLM utilizados en nuestro estudio permitieron una comparación intraindividual en los diferentes momentos del examen (es decir, cada sujeto se compara consigo mismo) y una consideración de mediciones repetidas.

Otra ventaja de nuestro estudio es la medición de la temperatura y la humedad debajo de la máscara, así como el registro de parámetros fisiológicos16 de los mismos 40 sujetos en paralelo a su sensación subjetiva al usar máscaras. Por lo tanto, pudimos buscar asociaciones entre datos subjetivos y físicos/fisiológicos.

El hallazgo de que, en particular, la sensación de humedad, calor y dificultad para respirar, pero también la incomodidad general, aumentan al usar una mascarilla, especialmente FFP2, concuerda con los resultados de un estudio anterior en el que se utilizó el cuestionario Comfort Score en diez sujetos que usaron diferentes tipos de máscaras durante 100 minutos durante el ejercicio intermitente en una cinta rodante25. Además, Fikenzer et al.13 utilizaron este cuestionario para estudiar la comodidad/incomodidad del uso de una máscara en 12 sujetos masculinos durante el ejercicio máximo en CPET. De acuerdo con nuestro hallazgo, las mascarillas provocan una incomodidad subjetiva grave durante el ejercicio y las FFP2/N95 se percibieron más incómodas que las SM. Fikenzer y colaboradores13 informaron que la resistencia respiratoria, el calor, la opresión y el malestar general fueron los elementos con mayor influencia en el sentimiento subjetivo. Sin embargo, dado que habían probado las mascarillas bajo una mascarilla CPET ajustada, esto puede explicar la fuerte sensación de opresión que no observamos. Esto ilustra el beneficio de realizar CPET (para observar el patrón respiratorio y como escenario ciego) y ergometría (niveles de carga idénticos con el uso normal de una mascarilla) en paralelo.

La humedad y la temperatura fueron más altas con la FFP2 y mostraron una buena concordancia con la percepción subjetiva de humedad y calor debajo de la mascarilla en nuestro estudio. Otros autores también midieron la temperatura y la humedad debajo de la máscara o preguntaron sobre las molestias asociadas, pero sólo unos pocos estudios hicieron ambas cosas.

Liu y sus compañeros de trabajo28 examinaron a 12 estudiantes varones que llevaban diferentes máscaras durante unos 100 minutos en reposo. Los resultados de las pruebas de imágenes térmicas fueron consistentes con la sensación térmica y de humedad subjetiva y el uso de un respirador KN95 proporcionó la mayor incomodidad28.

Scarano et al.31 investigaron a 20 sujetos mientras usaban un SM el primer día y un respirador N95 el segundo día, cada uno durante 1 h. Utilizando imágenes infrarrojas, se detectaron cambios de temperatura significativamente más bajos con N95 durante el acto respiratorio y después de quitarse la máscara se observó una temperatura facial perioral significativamente más alta en comparación con SM (p <0,05). De acuerdo con las imágenes infrarrojas, la sensación subjetiva de humedad, calor, dificultad para respirar y malestar fue significativamente mayor para N95 (p < 0,01). Los sujetos que llevaban el N95 lo tocaron 25 veces para moverlo, mientras que los que llevaban el SM realizaron este gesto 8 veces. Los autores concluyeron que es mejor usar correctamente una SM que un respirador (N95, FFP2), lo que lleva a la retirada temporal de la mascarilla de la cara debido a la incomodidad31.

Se observaron correlaciones de moderadas a fuertes entre el esfuerzo percibido de los sujetos en general (puntuación de Borg) y los sentimientos específicos preguntados en el cuestionario Comfort Score. En el caso del esfuerzo físico con FFP2, los Comfort Scores se correlacionaron bien con el puntaje de Borg y los parámetros fisiológicos para el esfuerzo físico (HF, lactato). Esto podría estar en consonancia con el hallazgo de otro estudio según el cual, especialmente las personas menos entrenadas (fuerte aumento de la insuficiencia cardíaca) parecen experimentar síntomas como disnea o sensación de calor, especialmente con FFP2, a veces incluso con niveles de esfuerzo bajos32. Sin embargo, el estado de entrenamiento como factor que influye en la suma de la Escala de Confort no mostró ningún resultado significativo en nuestro estudio. Esto puede deberse a una estimación inexacta del estado de entrenamiento (bien entrenado o no) utilizando el PWC130.

Los sujetos que fueron categorizados como más intolerantes al malestar según la escala de sensibilidad DIS, percibieron más malestar durante la ergometría, mientras que los hombres y los sujetos atópicos percibieron más malestar durante las mediciones en el lugar de trabajo.

Dado que se descubrió que la intolerancia al malestar influye en la notificación de efectos agudos en la salud en respuesta a un factor estresante biológico en sujetos sanos33, parece plausible que los individuos con una puntuación DIS elevada también informen puntuaciones de comodidad más altas. Las puntuaciones de comodidad más altas en los atópicos también pueden explicarse en vista de la discusión sobre si los atópicos reaccionan con más fuerza a diversos estímulos. Sin embargo, la investigación de la influencia de la atopia sobre los efectos irritativos del acrilato de etilo en 22 sujetos mostró que los sujetos atópicos no reportaron índices de intensidad de irritación ocular o nasal más altos que los no atópicos34. Mientras que en un estudio con 104 sujetos que usaban un respirador N95 durante tareas laborales simuladas estandarizadas, el sexo femenino se asoció con efectos más fuertes en varias escalas autoinformadas35, esto fue exactamente lo contrario en nuestro estudio, donde los sujetos masculinos experimentaron más molestias durante el examen en el lugar de trabajo. En varios estudios, las mujeres informaron síntomas con más frecuencia que los hombres36. Sin embargo, esto a menudo se asoció con estrés laboral psicosocial y peores condiciones laborales para las mujeres, y presumiblemente estos factores no desempeñaron un papel en nuestra población de estudio.

Los síntomas que no afectaban directamente a la zona de la boca y la nariz y a la comodidad respiratoria se mencionaron bastante raramente, pero algunos participantes del estudio informaron dolor de cabeza y somnolencia al final del examen de 4 horas en el lugar de trabajo. Los dolores de cabeza fueron un síntoma destacado informado por el 81 % de 158 trabajadores de la salud de áreas hospitalarias de alto riesgo mientras usaban respiradores N95 durante un promedio de 6 h por día durante la pandemia de SARS-CoV-237. En un estudio realizado durante el brote del síndrome respiratorio agudo severo (SARS), el 37 % de 212 trabajadores de la salud informaron dolores de cabeza asociados con las mascarillas N9538. Ambos estudios demostraron que los dolores de cabeza tenían mayor probabilidad de ocurrir en sujetos que usaron una máscara durante más de 4 horas y tenían dolores de cabeza preexistentes. Los participantes de nuestro estudio no informaron dolores de cabeza preexistentes. Esto podría explicar por qué los sujetos que usaron máscaras durante 4 h en nuestro estudio sufrieron dolores de cabeza sólo en raras ocasiones y de forma bastante débil. Además, nuestro examen del lugar de trabajo representaba un trabajo ligero/moderado y los participantes eran conscientes de que se trataba de una situación de estudio a corto plazo, difícilmente comparable al estrés físico y mental diario de los trabajadores sanitarios en zonas hospitalarias de alto riesgo. Se puede suponer que las condiciones de tensión y estrés mentales y duraderas favorecen aún más el desarrollo de dolores de cabeza.

Otro posible deterioro del uso de máscaras es el rendimiento cognitivo, por lo que se llevó a cabo una prueba de matemáticas y ortografía para simular el trabajo de oficina. Según otros estudios10, 39, no se detectó ningún impacto negativo del uso de mascarillas en el rendimiento cognitivo. Además, en un estudio con 133 niños de 11 a 14 años, el uso de mascarillas (SM o FFP2) durante 90 minutos no tuvo efectos significativos. influencia sobre la concentración y la cognición40.

Nuestro hallazgo de que el número de errores en la prueba de matemáticas fue menor en la segunda medición, tanto con como sin máscara, probablemente puede atribuirse a un efecto del entrenamiento. El tiempo de reacción consistentemente más largo en la prueba de matemáticas en comparación con la prueba de ortografía probablemente se deba a una mayor complejidad de las tareas. De acuerdo con Haber et al.35, que no pudieron demostrar diferencias específicas de género en la capacidad de concentración de 104 voluntarios con y sin N95, en nuestro estudio no se pudo identificar ningún factor que influyera en el rendimiento cognitivo en relación con el uso de mascarillas.

Aunque en este estudio se probaron diferentes tipos de máscaras e intensidades de ejercicio (niveles de carga), no se consideró la influencia de la temperatura ambiente. Ahora se sabe que la percepción subjetiva del calor y la humedad debajo de la máscara depende de la temperatura ambiente41 y que estos efectos se amplifican durante el ejercicio en intervalos de alta intensidad en ambientes calurosos42.

Aunque en nuestro colectivo se incluyeron algunos sujetos con asma leve, no fue posible realizar un análisis de subgrupos de, por ejemplo, asmáticos. Los efectos fisiológicos y subjetivos del uso de mascarillas en sujetos con enfermedades respiratorias como asma o enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) deberían aclararse más en estudios futuros. Un estudio anterior informó interacciones significativas de tal manera que el estado de la enfermedad modificaba el efecto del tipo de respirador35. Según esto, los asmáticos pueden ser más propensos a detectar cargas inspiratorias y a respuestas de tipo pánico que los sujetos sanos o los pacientes con EPOC, que tienen una resistencia crónicamente aumentada al flujo de aire.

El uso de una máscara no tuvo ningún efecto sobre el rendimiento cognitivo durante el trabajo ligero a moderado, pero provocó molestias subjetivas, en particular dificultad para respirar y sensación de humedad y calor debajo de la máscara. La sensación de malestar aumentó a medida que avanzaba el tiempo de uso de la mascarilla y el aumento del esfuerzo físico. Los efectos se correlacionaron bien con los parámetros fisiológicos y con la temperatura y la humedad debajo de la mascarilla. Validado mediante pruebas doble ciego, se demostró que el deterioro subjetivo era similar con SM y CM y más pronunciado con FFP2. Los sujetos con un índice más alto de intolerancia y evitación de molestias generalmente tenían más probabilidades de informar una mayor molestia al usar una máscara durante el esfuerzo físico. Por lo tanto, la consideración de factores individuales y el asesoramiento de expertos son importantes al determinar las medidas de protección, como el tipo de mascarilla que se utilizará y la duración del uso de la mascarilla, como parte de la evaluación de riesgos.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

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Los autores agradecen a Susann Widmer, Vanessa Thiele, Karla Bosse, Raphael Kollenberg y Philipp Zaghow por su excelente asistencia técnica. Un agradecimiento especial a todos los participantes involucrados en los experimentos. Además, agradecemos el apoyo de los Fondos de Publicaciones de Acceso Abierto de la Ruhr-Universität Bochum.

Financiamiento de Acceso Abierto habilitado y organizado por Projekt DEAL. Este estudio fue financiado por el Seguro Social Alemán de Accidentes (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung, DGUV).

Instituto de Prevención y Medicina del Trabajo del Seguro Social Alemán de Accidentes, Instituto de la Universidad del Ruhr en Bochum (IPA), Bürkle-de-la-Camp-Platz 1, 44789, Bochum, Alemania

Vera van Kampen, Eike-Maximillian Marek, Kirsten Sucker, Birger Jettkant, Benjamin Kendzia, Bianca Strauß, Melanie Ulbrich, Anja Deckert, Hans Berresheim, Christian Eisenhawer, Frank Hoffmeyer, Simon Weidhaas, Thomas Behrens, Thomas Brüning y Jürgen Bünger

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Concepción del estudio: EMM, VvK, JB Organización del estudio: VvK, EMM, MU, BJ, AD, JB, CE, T.Br. Contribución sobre los métodos: EMM, BJ, KS Adquisición de datos: EMM, MU, VvK, BJ, KS Exámenes médicos: SW, FH Lectura y control de los datos: BJ, HB, EMM, VvK, KS Análisis estadístico: BK, BS, KS, VvK Interpretación de datos: VvK, BK, BS, KS, EMM, JB Preparación del manuscrito: VvK Edición del manuscrito: JB, BK, BS, KS, T.Be., SW, BJ, FH, EM Todos los autores aprobaron el manuscrito final .

Correspondencia a Vera van Kampen.

Todos los autores declaran no tener intereses en competencia. Todos los autores son empleados del Instituto de Prevención y Medicina del Trabajo del Seguro Social Alemán de Accidentes, Instituto de la Universidad del Ruhr en Bochum (IPA). Los autores son independientes del Seguro Social Alemán de Accidentes en el diseño del estudio, el acceso a los datos recopilados, la responsabilidad del análisis y la interpretación de los datos y el derecho de publicación.

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Reimpresiones y permisos

van Kampen, V., Marek, EM., Sucker, K. et al. Influencia de las mascarillas en el deterioro subjetivo ante diferentes cargas de trabajo físico. Representante científico 13, 8133 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34319-0

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Recibido: 13 de enero de 2023

Aceptado: 27 de abril de 2023

Publicado: 19 de mayo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34319-0

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