Efeitos da Máscara Cirúrgica na Função Cardiopulmonar em Indivíduos Saudáveis

Resumo

Estudamos o efeito da máscara cirúrgica na função cardiopulmonar a partir de um teste de exercício cardiopulmonar (TECP). Este estudo mostra que as máscaras cirúrgicas reduzem a capacidade de exercício cardiopulmonar e a ventilação em jovens saudáveis e o uso de máscaras pode afetar mais a capacidade de exercício aeróbico em indivíduos do sexo feminino do que no sexo masculino.

Resumo

Estudamos o efeito da máscara cirúrgica na função cardiopulmonar a partir de um teste de exercício cardiopulmonar (TECP). Este estudo mostra que as máscaras cirúrgicas reduzem a capacidade de exercício cardiopulmonar e a ventilação em jovens saudáveis e o uso de máscaras pode afetar mais a capacidade de exercício aeróbico em indivíduos do sexo feminino do que no sexo masculino.

Introdução

O uso de máscara facial em áreas públicas pode impedir a propagação de uma doença infecciosa, impedindo tanto a inalação de gotículas infecciosas quanto sua subsequente expiração e disseminação¹. Embora o efeito da redução do risco de transmissão de vírus respiratórios permaneça controverso, o uso de máscaras continua sendo uma das principais maneiras que as pessoas na comunidade têm escolhido para prevenir a disseminação de gotículas entre os indivíduos na vida diária ^2,3,4.

Diferentes tipos de máscaras têm diferentes efeitos no aumento da resistência expiratória e da resistência inspiratória⁵. Enquanto isso, durante uma pandemia de doenças respiratórias, as pessoas (incluindo pessoas saudáveis e pacientes com doenças cardiopulmonares) podem precisar usar máscaras por um longo tempo para realizar atividades diárias. Entretanto, existem poucos estudos sobre o efeito do uso de máscara na função cardiopulmonar.

O teste cardiopulmonar de exercício (TECP) é um importante meio de avaliação de risco para reabilitação cardiovascular, por refletir vários parâmetros da função cardiopulmonar do organismo durante o exercício com o aumento da carga, sendo considerado o padrão-ouro para o teste de reserva^{cardiopulmonar2}. Usamos o TCPE em diferentes condições (mask-on e mask-off) para estudar as alterações nos parâmetros de função cardiopulmonar de indivíduos jovens saudáveis, para avaliar a interferência das máscaras objetiva e quantitativamente na reserva cardiorrespiratória e na resistência ao exercício a partir de uma nova perspectiva metodológica para orientar a aplicação de máscaras em particular pandemia de doenças infecciosas respiratórias. Embora tenha sido sugerido que FFP2/N95 é mais eficaz do que as máscaras cirúrgicas na redução da exposição a infecções virais, as máscaras médico-cirúrgicas são mais convenientes e comuns de obter e usar do que as máscaras faciais FFP2/N95. Assim, este estudo enfoca apenas os efeitos das máscaras médico-cirúrgicas sobre a função cardiopulmonar.

Protocolo

O projeto clínico foi aprovado pela Associação de Ética Médica do Quinto Hospital Afiliado da Universidade de Medicina de Guangzhou (nº. KY01-2020-06-06) e foi registrado no Centro de Registro de Ensaios Clínicos da China (No. ChiCTR2000033449) e intitulado "Os efeitos das máscaras na função cardiopulmonar e dos membros inferiores".

1. Recrutamento de participantes

1. Incluir sujeitos entre 18 e 26 anos: que podem passar no teste PAR-Q⁶; são fisicamente saudáveis; sem experiência profissional em treinamento esportivo; e capaz de entender o experimento e cooperar voluntariamente com todo o processo de teste.
2. Excluir sujeitos: com doenças cardiovasculares e doenças respiratórias; com disfunção motora dos membros inferiores causada por outras doenças; que não podem cooperar com o experimento; e tabagistas⁷.
3. Obter consentimento informado por escrito de cada sujeito antes de sua participação.
4. Informar ao sujeito que atividades extenuantes são proibidas 48 h antes do teste e durante o teste, e que alimentos e bebidas (exceto água) não são permitidos 2 h antes do teste.
5. Coletar as informações básicas dos sujeitos (nome, sexo, data de nascimento, altura, peso).
6. Alocar aleatoriamente os sujeitos em dois grupos pela tabela de dígitos gerada pelo SPSS. O grupo 1 recebeu primeiro o TCPE na condição de máscara-on, seguido por 48 h de washout, e depois recebeu o TCPE na condição de mask-off. O grupo 2 recebeu primeiro o TCPE na condição de máscara-off, seguido por 48 h de washout, depois recebeu o TCPE na condição mask-on.

2. Configurações do laboratório e preparação do equipamento

1. Ajuste a temperatura do laboratório para 25 °C e equipe-se com equipamento de primeiros socorros.
2. Calibrar o analisador de função cardiopulmonar para garantir a precisão do teste CPET, incluindo calibração do sensor de fluxo, calibração do ar interno, calibração da análise de gás e calibração da frequência respiratória.
   NOTA: Para calibração de análise de gases, utilizar concentrações de 5% de CO₂ e 16% de O₂ e N₂ para balanceamento.

3. Espirometria

1. Peça ao sujeito que se sente ereto, sem se apoiar no encosto da cadeira, com os pés no chão, mas sem inclinar os pés. Peça-lhes que mantenham a cabeça em um nível natural ou ligeiramente inclinada para cima, mas não que dobrem a cabeça para baixo ou se inclinem.
2. Teste de Capacidade Vital Forçada (CVF): Peça ao sujeito que respire calmamente por 5 s, inspire fortemente e expire fortemente por 6 s. Por fim, inspire de volta e continue respirando com calma. Realize todo o procedimento sob a orientação de um médico ou um fisiologista do exercício formalmente treinado.
3. Teste de ventilação voluntária máxima (VVM): Peça ao sujeito que respire calmamente quatro ou cinco vezes. Em seguida, repita a respiração continuamente por 12 s ou 15 s na amplitude respiratória máxima e a velocidade respiratória mais rápida após a linha de base com volume expiratório esteja estável (Figura 1).
   OBS: Caso o sujeito não tenha bom desempenho durante o teste de função pulmonar estática, será solicitado que o sujeito realize os testes mais uma vez após 3 min de repouso. Se o sujeito falhar no teste duas vezes, exclua o sujeito.

4. Teste de exercício cardiopulmonar (TECP)

1. Preparação da disciplina para o CPET
   1. Apresente brevemente o processo ao assunto.
   2. Raspe os pelos do corpo na posição dos eletrodos do eletrocardiógrafo (ECG) (V1 a V6) e, em seguida, use álcool 75% para remover pelos e graxa extras.
      OBS: V1 é o 4º espaço intercostal à direita do esterno. V2 é o 4º espaço intercostal, à esquerda do esterno, V3 está entre os eletrodos V2 e V4, V4 é o 5º espaço intercostal na linha hemiclavicular, V5 é o 5º espaço intercostal, na linha axilar anterior, e V6 é o 5º espaço intercostal na linha axilar média esquerda. Coloque eletrodos de membros para os braços nas áreas subclaviculares e coloque eletrodos de membros para as pernas colocados no tronco ao nível da costela inferior. A colocação do eletrodo deve ser lateral para evitar o excesso de movimentação do artefato durante o ciclismo.
   3. Coloque os eletrodos de ECG e conecte-os aos fios de ECG de 12 derivações.
   4. Fixe o aparelho de ECG no tórax com uma cinta (Figura 2).
   5. Escolha uma máscara que se ajuste ao tamanho do rosto do sujeito e fixe-a firmemente ao rosto para garantir que não haja espaço entre a máscara e o rosto (Figura 3).
      NOTA: O testador pode usar a mão para pressionar suavemente o colete e expirar levemente para garantir que não haja folga.
   6. Fixe o medidor de vazão no respiro e, em seguida, fixe o dispositivo K4 no colete (Figura 4).
   7. Sente-se no assento e ajuste a altura do guidão para uma posição confortável para o sujeito.
   8. Pegue o guidão com as duas mãos e pise nos pedais com os pés bilaterais para garantir que a articulação do joelho direito se dobre com flexão a 30°.
   9. Coloque um manguito de pressão arterial no braço superior direito para registro dinâmico da pressão arterial. Coloque um dedo pulsar oxigênio no dedo indicador esquerdo para registro dinâmico de oxigênio no sangue.
   10. Calcular os parâmetros de resistência ao exercício/incremento aumentado por min (W) e definir o plano de resistência progressiva para a fase⁸ do exercício.
       NOTA: Resistência ao exercício (masculino) = [(altura - idade) * 20 - (150 + 6 * peso)] / 100
       Resistência ao exercício (feminino) = [(altura - idade) * 14 - (150 + 6 * peso)] / 100
2. Fase de execução do CPET
   OBS: Solicitar ao sujeito que não fale durante todo o procedimento para evitar expiração e inspiração extras durante a fala, o que pode afetar a acurácia dos dados cardiopulmonares. Peça ao sujeito que levante a mão para indicar se há alguma dúvida ou desconforto que resulte na interrupção do teste.
   1. Clique no botão Iniciar para ativar o cicloergômetro pelo testador.
   2. Mantenha uma postura sentada estática por 2 min (Estágio de repouso).
   3. Comece a pedalar por 2 min (Fase de aquecimento: resistência a 0 W, velocidade a 60 rpm).
   4. Continue pedalando até o momento em que o sujeito não conseguiu manter ou mostrar os sinais finais (Etapa de exercício em rampa: resistência incremental, resistência de X watt por minuto, 60 rpm).
      NOTA: A resistência de X watts por minuto baseia-se nas fórmulas do passo 4.1.10.
   5. Peça ao sujeito para pedalar por 3 min (estágio de resfriamento: resistência a 0 W, velocidade a 40 rpm).
   6. Manter a postura sentada estática por 3 min para observação dos sinais vitais (etapa de observação).
      NOTA: Os critérios para a interrupção são os seguintes: Os indivíduos são encorajados a se exercitar até sua máxima resistência ou até que os praticantes terminem o exercício devido a sintomas como alterações isquêmicas no ECG, ectopia complexa, bloqueio cardíaco de segundo ou terceiro grau, queda da pressão sistólica >20 mm Hg do valor mais alto durante o teste, hipertensão (>250 mm Hg sistólica; >120 mm Hg diastólica), dessaturação grave (saturação da oxihemoglobina (SpO₂) ≤ 80%), sintomas e sinais de hipoxemia grave (palidez súbita, perda de coordenação, confusão mental, tontura, desmaio), sinais de insuficiência respiratória ou exaustão (Borg ≥ 17-18 pontos) falharam na manutenção da velocidade de ciclismo (menor que 40 rpm). O teste será encerrado imediatamente se os sujeitos apresentarem cansaço verbal ou físico^extremo7, inferior a 40rpm.
   7. Remova o equipamento de aquisição de dados, máscara facial, colete e eletrodos de ECG.

5. Pós-teste do TCPE

1. Utilizar a escala Rating of Perceived Exertion (PSE) para medir níveis de intensidade de atividade física que aparentemente estão relacionados à frequência cardíaca (FC) durante o exercício ^9,10.
2. Utilizar a escala de Borg (escala 6-20) para avaliar o esforço do treinamento resistido ¹¹. Um escore de 6 representa atividade de repouso sem esforço e um escore de 20 representa exercício exaustivo.

6. Análise estatística

1. Analisar os dados utilizando o software SPSS (versão 25) e a metodologia referenciada no estudo anterior¹².
2. Apresentar os dados paramétricos como média e desvio padrão (DP) se normalmente distribuído ou mediana se não.
3. Alocar os sujeitos em grupos masculino ou feminino para análise estatística, respectivamente.
4. Use o teste t pareado para comparar as diferenças dos parâmetros do TCPE entre os indivíduos na condição mask-on e mask-off. A significância estatística encontrada é de P < 0,05.

Resultados

Dez indivíduos (cinco homens e cinco mulheres) do Departamento de Medicina de Reabilitação da Universidade Médica de Guangzhou foram recrutados neste estudo piloto. Os participantes apresentaram características basais semelhantes, como idade (média de idade: masculino 21,00 ± 1,58 anos; feminino 21,20 ± 0,45 anos) e aptidão física [atividade esportiva e índice de massa corporal (IMC)]. Não houve diferenças significativas em idade, estatura e IMC entre os grupos masculino e fe...

Discussão

O TCPE fornece informações valiosas sobre as funções abrangentes dos sistemas cardiovascular, ventilatório e muscular esquelético¹³. Propusemos um protocolo de TCPE sobre as condições mask-on e mask-off para explorar o efeito da máscara cirúrgica na função cardiopulmonar em jovens saudáveis.

O delineamento desse protocolo baseou-se em três pontos principais. Primeiro, recrutamos jovens universitários saudáveis como sujeitos para o estudo devido à intens...

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cardiopulmonary test system	COSMED Srl - Italy	K4b2	Pulmonary Function Equipment
Cycle for CPET	COSMED Srl - Italy	ergoline 100P	cycle ergometer 100 P w/BP
Eectrocardiograph	COSMED Srl - Italy	Quark T12x	12-Channel ECG Street Test Unit
Mask	COSMED Srl - Italy	Small,Medium,Large	V2 Mask
Software	COSMED Srl - Italy	PFT SUITE	PC Software
Surgical masks