Influencia de las máscaras faciales en el deterioro subjetivo en diferentes cargas de trabajo físico

Apr 02, 2023

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

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Para cuantificar el deterioro subjetivo y cognitivo causado por el uso de mascarillas en el trabajo, 20 hombres y 20 mujeres (mediana de edad 47 años, rango 19-65) fueron evaluados bajo diferentes cargas de trabajo de ergómetro mientras usaban mascarilla quirúrgica, mascarilla comunitaria, respirador FFP2 o sin mascarilla. en un diseño aleatorizado y parcialmente doble ciego. También se usaron máscaras en el lugar de trabajo durante cuatro horas. El deterioro subjetivo se registró mediante cuestionarios. El rendimiento 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 FFP2. Incluso cuando estaban cegados, los participantes con FFP2 informaron dificultad para respirar ya en reposo. Durante el esfuerzo físico, las personas con baja tolerancia a la incomodidad informaron un deterioro significativamente mayor (OR 1,14, IC del 95 %: 1,02 a 1,27). En cuanto 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 una influencia significativa del uso de máscaras en el rendimiento cognitivo. El uso de una máscara no tuvo ningún efecto sobre el rendimiento cognitivo, pero generó 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 máscara durante el esfuerzo físico.

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

El uso de máscaras durante el ejercicio físico hasta la carga máxima de trabajo provoca estrés cardiopulmonar en los sujetos evaluados en varios estudios. Las revisiones7,8,9 resumieron que el uso de una máscara 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 el esfuerzo percibido de los sujetos en su revisión. 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 las condiciones con mascarilla y 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 sobre el primero, el esfuerzo respiratorio percibido fue significativamente mayor con SM, CM y FFP2 (con válvula de exhalación) que sin máscara12.

Sin embargo, como se mencionó anteriormente, en muchos estudios sobre el uso de máscaras bajo estrés físico, se realizaron cargas a corto plazo de hasta 300 vatios y más en bicicletas ergométricas13, 14 o solo se incluyeron sujetos jóvenes y bien entrenados11, que no representaban las condiciones típicas en la vida cotidiana o en los lugares de trabajo alemanes. Además, en la mayoría de los estudios durante la prueba de esfuerzo cardiopulmonar (CPET), las máscaras se usaron debajo de una máscara de CPET de silicona, lo que ya se ha discutido como un factor influyente15 y que tampoco permitió el cegamiento de la situación de máscara y no máscara, 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 enfoque de nuestro estudio parcialmente doble ciego, que se publicó recientemente, fue sobre los parámetros cardiopulmonares. Mostró que el uso de máscaras faciales en reposo y bajo carga de trabajo cambió el patrón de respiración en el sentido de compensación fisiológica16. En general, los datos indicaron que el uso de mascarillas no genera ningún riesgo para la salud de los sujetos sanos, pero conduce a una mayor resistencia a la respiración debido al material de la mascarilla en combinación con una mayor humedad y temperatura detrás de la mascarilla.

Si bien la percepción general de calor durante una caminata de 1 h con SM aumentó de manera similar que 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, hace una diferencia si se preguntó a los sujetos por el esfuerzo percibido en general (escala de Borg) o por el impacto directo de la máscara en la región boca-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 aleatorizado parcialmente doble ciego presentado aquí fue el deterioro subjetivo de los participantes del estudio al usar tres tipos diferentes de mascarillas en comparación con la situación sin máscara y cómo cambia la discapacidad con el aumento del esfuerzo físico y el tiempo de uso más prolongado. Además, debe examinarse 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 en condiciones de uso de máscara en reposo. Como los empleadores tienen que determinar un tipo de mascarilla adecuado y los períodos tolerables de tiempo de uso recomendados para los trabajadores, surgió la pregunta de si la sensación subjetiva durante el uso de la mascarilla está influenciada por factores individuales como la edad, el sexo, la atopia o una disposición "sensible".

Un total de 40 sujetos que cubrían un amplio rango de edad participaron en el estudio. Fueron reclutados a través de información en el sitio web de nuestro instituto. Los criterios de exclusión fueron contraindicaciones absolutas y relativas para CPET según la American Thoracic Society18. Los sujetos se sometieron a un examen inicial que constaba de 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 (atopia 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 a 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 se probó 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 consistió en dos módulos en los que se examinaron las máscaras que se usan 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 máscara a los sujetos en un entorno doble ciego utilizando un adaptador de máscara especial16. En resumen, se colocó una muestra redonda de la máscara probada (o nada para la situación sin máscara) 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 realizaron todos en nuestro instituto, también fue aleatorio. Para el esfuerzo físico (ergometría, CPET), se probaron un máximo de dos situaciones de máscara por día, con un tiempo de regeneración entre ellas suficientemente largo. Los exámenes del lugar de trabajo con las cuatro situaciones de máscara 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 por 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 al trabajo ligero (descanso y post), moderado (E1), pesado (E2) y muy pesado (E3)16. Durante el examen de 4 h en el lugar de trabajo, las máscaras se usaban normalmente durante el trabajo ligero/moderado en la oficina o el laboratorio.

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

Durante el examen de referencia, los participantes completaron cuestionarios que incluían preguntas sobre el estado de salud y escalas de sensibilidad específicas que permitían una caracterización retrospectiva del grupo de estudio en términos de identificación de individuos "sensibles". Este último no tenía relevancia para la inclusión o exclusión de individuos.

Una de las escalas de sensibilidad fue la Escala de Intolerancia al Malestar (DIS) que mide el nivel de acuerdo con afirmaciones sobre tolerancia al malestar19. Dos subfactores distintos titulados Intolerancia a la incomodidad o el dolor (DIS-I) (2 ítems; p. ; 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 Programa de Afectividad Positiva y Negativa (PANAS) que mide en qué medida el sujeto experimenta emociones positivas o negativas en general21. Para el propósito 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 los productos químicos. 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, mareos y náuseas) y olfativas (p. ej., el malestar percibido) cuando se exponen a sustancias químicas como pintura u olores cotidianos como perfume22. El enfoque principal de la Escala de Sensibilidad Química (CSS, 21 ítems) está en las reacciones afectivas y las alteraciones del comportamiento 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. Excepto por el EWS, los factores de sensibilidad fueron medianamente divididos: MD(DIS) ≥ 17; MD(DIS-I) ≥ 4; DM(DIS-A) ≥ 8; MD(PANAS-NA) ≥ 16; DM(COS) ≥ 10; MD(CSS) ≥ 50. Con respecto a la EWS, los sujetos fueron contados como sujetos con mayor preocupación ambiental si estaban total o parcialmente de acuerdo en al menos uno de los cinco ítems24.

Comfort Score y Symptom Score se evaluaron con mascarilla (o sin ella en la situación de NM) antes (pre) y después (post) de la ergometría y CPET, y Comfort Score 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 Comfort Score y Symptom Score 30 min antes del uso de la mascarilla (pre), 30, 60, 90, 120, 150, 210 y 240 min durante el uso de la mascarilla, así como 30 min (post). ) después del final del uso de la máscara. Además, se evaluó el rendimiento cognitivo al principio y al final del examen del lugar de trabajo.

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

La aparición y la intensidad de las deficiencias más generales provocadas por el uso de una máscara (p. ej., 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 graduada de 5 puntos (1 = nada, 2 = levemente, 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 h 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 fue 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 tenían que realizar aritmética mental simple. Las tareas consistían en multiplicar dos números entre 1 y 10 y restar un número de uno o dos dígitos de este producto (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 las 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 contabilizó el número de respuestas correctas y falsas, las omisiones y el tiempo medio de respuesta.

Los datos (puntuaciones sin procesar) de Comfort y Symptom Scores se expresan como mediana (mínimo-máximo) y rango intercuartílico (IQR 75-25) y se presentan mediante diagramas de caja (caja: mediana, percentil 25-75; bigotes: percentil 5-95).

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

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

Se consideró estadísticamente significativo un valor de p < 0,05. 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 Ruhr-University Bochum dio su aprobación para realizar el estudio (Reg. No.: 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 normativas pertinentes. El estudio se realizó de acuerdo con la última revisión de las normas éticas establecidas por la Declaración de Helsinki.

Cuarenta sujetos (20 mujeres, 20 hombres) entre 19 y 65 años participaron en el estudio. Aproximadamente dos tercios de los participantes eran empleados de nuestro instituto (IPA) y trabajaban en la oficina o en el laboratorio. Los otros sujetos eran externos con diferentes profesiones, pero todos hicieron trabajo liviano de oficina/computadora en nuestro instituto durante los exámenes de 4 horas en el lugar de trabajo. Los participantes del estudio tenían un entrenamiento de moderado a bueno y la proporción de sujetos bien entrenados fue similar para hombres y mujeres (Tabla 1). En general, más mujeres que hombres fueron categorizadas como "sensibles" según las diferentes escalas de sensibilidad.

Los datos completos para Comfort Score (región boca-nariz) y Symptom Score (síntomas más generales) se muestran en las Tablas S1 y S2. Como ejemplo, las sumas de Comfort y Symptom Score durante la ergometría, el CPET y el examen en el lugar de trabajo se representan como diagramas de caja en la Fig. 1.

Suma de la puntuación de comodidad y síntomas durante la ergometría (a), la CPET (b) y el examen en el lugar de trabajo (c) en 40 sujetos sin 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 la CPET, la puntuación de comodidad y síntomas se evaluaron antes (pre) y después (post), y la puntuación de comodidad también en los últimos 20 s de cada nivel de carga. Los niveles de carga corresponden a trabajo ligero (pre y post), moderado (E1), pesado (E2) y muy pesado (E3).

En general, los valores de la suma con máscara, especialmente con FFP2, fueron más altos que sin máscara en cada nivel de carga (E1, E2, E3) o tiempo de medición. La puntuación aumentó con el aumento del esfuerzo físico durante la ergometría y la CPET, incluso sin mascarilla. En CPET, debe tenerse en cuenta que debido al hecho de que los sujetos siempre usaron una máscara CPET de silicona ajustada, es decir, también en la situación sin máscara, se informaron deficiencias y síntomas incluso sin máscara (Fig. 1b).

Teniendo en cuenta los datos que se muestran en la Tabla S1, la comparación del Comfort Score 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 máscara (Tabla 2a). Incluso en el escenario ciego (CPET), los sujetos se sintieron significativamente más afectados en la respiración y la comodidad e informaron más humedad y calor cuando usaban un FFP2 (Tabla 2b). Después del examen de 4 horas en el lugar de trabajo, el deterioro subjetivo con máscara ya era significativamente más pronunciado después de 30 minutos que sin máscara. Nuevamente, esto se relacionó particularmente con la humedad, el calor, la dificultad para respirar y el malestar general, pero se informaron puntajes significativamente más altos para todas las preguntas excepto "salado" cuando se usó FFP2 durante 60 minutos o más (Tabla 2c).

Como se puede ver en la Tabla S2, se informaron puntajes de síntomas bastante bajos incluso después del esfuerzo físico o de una duración de uso más prolongada. Para una mejor visualización, el delta (∆, después menos antes) para cada síntoma se muestra en la Fig. 2a y b. Después de la ergometría, se notificó en particular una mayor sensación de calor y una respiración más rápida/profunda. Estos cambios también ocurrieron sin máscara, pero fueron más pronunciados con los tres tipos de máscara. La mayor diferencia con respecto al valor basal se notificó con el FFP2 (∆: 1,33 de 4,0) (fig. 2a). En comparación con la ergometría, los cambios en los diferentes síntomas debido 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 solo se refieren a la sensación de calor, sino que también se informaron síntomas específicos como dolor de cabeza y somnolencia después de usar las máscaras durante 4 h por parte de algunos sujetos.

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

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

La evaluación de los factores influyentes (edad, sexo, atopia, tabaquismo, nivel de entrenamiento (bien entrenado o no) y "sensibilidad" según las siete escalas de sensibilidad) sobre la suma del Comfort Score resultó en la observación de que la "sensibilidad" según a la escala de sensibilidad DIS se asoció significativamente con valores de suma más altos de Comfort Score (deterioro más fuerte) durante la ergometría (OR 1.14, 95% CI 1.02–1.27, p = 0.018). Durante el examen del lugar de trabajo, las mujeres mostraron puntajes de comodidad significativamente más bajos que los hombres (OR 0,84, IC del 95 % 0,72–0,99, p = 0,043) y también con el aumento de la edad (cada 10 años) se informaron puntajes de comodidad más bajos (OR 0,95, IC del 95 % 0,92). –0,98, p = 0,001). Por el contrario, los sujetos atópicos obtuvieron puntuaciones significativamente más altas que los no atópicos (OR 1,16, 1,06-1,27, p = 0,002). Sin embargo, aquellos atópicos que padecían síntomas alérgicos (n = 10) no mostraron puntajes de comodidad significativamente más altos 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 la boca y la 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 máscara que sin máscara. Tanto la humedad como la temperatura medianas más altas se midieron detrás del FFP2. En buen acuerdo con esto, las puntuaciones de "húmedo" y "caliente" hasta el máximo de 10 se informaron exclusivamente con FFP2.

Presentación gráfica de la concordancia entre los valores medianos medidos de humedad (a) y temperatura (b) con máscara y sin máscara y los valores de "Húmedo" y "Caliente" del cuestionario Comfort Score. Se consideraron los datos de 40 sujetos en todos los niveles de ergometría. NM sin mascarilla, mascarilla quirúrgica SM, mascarilla comunitaria CM, pieza facial 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 máscara, especialmente FFP2, hubo una correlación de moderada a fuerte, especialmente entre los ítems "húmedo" y "caliente" de Comfort Score con lactato y escala de Borg, respectivamente.

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

Se realizaron pruebas de matemáticas y ortografía antes y después de un examen de 4 h en el lugar de trabajo para investigar la influencia del uso de máscaras en el rendimiento cognitivo. Las proporciones de respuestas correctas (falsas) y omisiones fueron comparables con y sin máscara, e incluso después de las 4 h de uso de la máscara, 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 máscara como sin ella. El tiempo de reacción en la prueba de matemáticas fue consistentemente más alto 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, incluso cuando se evaluaron los factores que influyen en el rendimiento cognitivo.

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

Aunque algunos autores ya informaron sensaciones subjetivas de usar una máscara, la mayoría de los estudios solo encuestaron 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 tanto a ejercicios ergométricos como a exámenes de 4 horas en el lugar de trabajo, y además del esfuerzo percibido de los sujetos, se administraron dos cuestionarios específicos y probados, los cuestionarios Comfort y Symptom Score.

Como fortaleza particular de nuestro estudio, llevamos a cabo una evaluación subjetiva del uso de máscaras durante el esfuerzo físico de manera doble ciego (CPET). Aunque esto no se correspondía con el uso normal de la máscara debido a la máscara CPET ajustada, confirmó los principales resultados de la ergometría. El cegamiento parece ser particularmente importante en el caso de las evaluaciones subjetivas, ya que es bien sabido que el cegamiento dificulta el sesgo de los resultados de manera intencional o no y, por lo tanto, ayuda a garantizar la credibilidad de las conclusiones del estudio29, 30. Según nuestro conocimiento, el cegamiento solo se intentó en un estudio previo14, 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 gran pieza de material en el centro de un SM y se colocó debajo de la máscara de CPET de silicona. La prueba de máscara real (SM y FFP2) no se pudo cegar de esta manera. 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 la ausencia de 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, aumenta cuando se usa una máscara, especialmente FFP2, está en buen acuerdo con los resultados de un estudio anterior en el que se utilizó el cuestionario Comfort Score en diez sujetos que usaron diferentes tipos de máscara durante 100 min durante ejercicio intermitente en una cinta rodante25. Además, Fikenzer et al.13 utilizaron este cuestionario para estudiar la comodidad/incomodidad de usar una máscara en 12 sujetos masculinos durante el ejercicio máximo en CPET. De acuerdo con nuestro hallazgo, las máscaras provocan molestias subjetivas severas durante el ejercicio y FFP2/N95 se perciben más incómodos que SM. Fikenzer y colaboradores13 informaron que la resistencia a la respiración, el calor, la opresión y la incomodidad general fueron los elementos con mayor influencia en el sentimiento subjetivo. Sin embargo, dado que probaron las máscaras bajo una máscara de CPET ajustada, esto puede explicar la fuerte sensación de tirantez que no observamos. Esto ilustra el beneficio de realizar CPET (para observar el patrón de respiración y como un escenario ciego) y ergometría (niveles de carga idénticos con el uso normal de máscara) en paralelo.

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

Liu y colaboradores28 examinaron a 12 estudiantes varones que usaban diferentes máscaras durante unos 100 minutos en reposo. Los resultados de las pruebas de imágenes térmicas fueron consistentes con la sensación térmica y húmeda 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. Usando imágenes infrarrojas, se detectaron cambios de temperatura significativamente más bajos con N95 durante el acto de respiración 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 portaban el N95 lo tocaron 25 veces para moverlo, mientras que los que portaban el SM realizaron este gesto 8 veces. Los autores concluyeron que es mejor usar correctamente un SM que un respirador (N95, FFP2), lo que lleva a la retirada temporal de la máscara 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, Comfort Scores se correlacionó bien con el puntaje de Borg y los parámetros fisiológicos para el esfuerzo físico (HF, lactato). Esto podría estar en línea con el hallazgo de otro estudio de que, especialmente, las personas menos entrenadas (fuerte aumento de la IC) parecen experimentar síntomas como disnea o sensación de calor, especialmente con FFP2, a veces incluso a niveles bajos de esfuerzo32. Sin embargo, el estado de entrenamiento como factor influyente 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 a las molestias según la escala de sensibilidad DIS, percibieron más molestias durante la ergometría, mientras que los sujetos masculinos y atópicos percibieron más molestias durante las mediciones en el lugar de trabajo.

Dado que se descubrió que la intolerancia a la incomodidad influye en la notificación de efectos agudos en la salud en respuesta a un estresor biológico en sujetos sanos33, parece plausible que las personas con una puntuación DIS elevada también informen puntuaciones de comodidad más altas. Los puntajes de comodidad más altos en los atópicos también se pueden explicar en vista de la discusión sobre si los atópicos reaccionan con más fuerza a varios estímulos. Sin embargo, la investigación de la influencia de la atopia en los efectos irritantes del acrilato de etilo en 22 sujetos mostró que los sujetos atópicos no informaron índices más altos de intensidad de irritación en los ojos o la nariz que los no atópicos34. Mientras que en un estudio de 104 sujetos que usaban un respirador N95 durante tareas de trabajo 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 reportaron síntomas con más frecuencia que los hombres36. Sin embargo, esto a menudo se asoció con estrés laboral psicosocial y peores condiciones de trabajo para las mujeres, y presumiblemente estos factores no desempeñaron un papel en nuestra población de estudio.

Los síntomas que no afectaron directamente la región de la boca y la nariz y la comodidad de la respiración se mencionaron con bastante poca frecuencia, 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 reportaron dolores de cabeza asociados con las mascarillas faciales N9538. Ambos estudios mostraron que los dolores de cabeza tenían más probabilidades 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 rara vez y bastante débiles. 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 con el estrés físico y mental diario de los trabajadores de la salud en áreas hospitalarias de alto riesgo. Se puede suponer que el estrés mental y de larga duración y las condiciones de tensión promueven aún más el desarrollo de dolores de cabeza.

Un posible deterioro adicional por el uso de máscaras se refiere al rendimiento cognitivo, razón por la cual se llevó a cabo una prueba de matemáticas y ortografía para simular el trabajo de oficina. De acuerdo con otros estudios, no se detectó ningún impacto negativo del uso de mascarillas en el rendimiento cognitivo. influencia en la concentración y la cognición40.

Nuestro hallazgo de que el número de errores en la prueba de matemáticas fue menor en la segunda medición con y sin máscara probablemente se puede atribuir a un efecto de 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, quienes no pudieron demostrar diferencias específicas de género en la capacidad de concentración de 104 voluntarios con y sin N95, en nuestro estudio no se pudieron identificar factores que influyan en el rendimiento cognitivo en relación con el uso de máscaras.

Aunque en este estudio se probaron diferentes tipos de mascarillas 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 de intervalos de alta intensidad en ambientes calurosos42.

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

El uso de una máscara no tuvo ningún efecto sobre el rendimiento cognitivo durante el trabajo ligero a moderado, pero resultó en una incomodidad subjetiva, en particular dificultad para respirar y la sensación de humedad y calor debajo de la máscara. La sensación de incomodidad aumentó con 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 máscara. 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 la incomodidad en general tenían más probabilidades de reportar una mayor incomodidad cuando usaban 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 máscara que se utilizará y la duración del uso de la máscara, 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 pedido 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 Open Access Publication Funds 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 Laboral del Seguro Social Alemán de Accidentes, Instituto de la Ruhr-University 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 métodos: EMM, BJ, KS Adquisición de datos: EMM, MU, VvK, BJ, KS Exámenes médicos: SW, FH Lectura y verificación de 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 Ruhr-University 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 máscaras faciales en el deterioro subjetivo en diferentes cargas de trabajo físico. Informe científico 13, 8133 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34319-0

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Recibido: 13 enero 2023

Aceptado: 27 de abril de 2023

Publicado: 19 mayo 2023

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

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