Перевод научной статьи Facemasks in the COVID-19 era: A health hypothesis

Абстракт

Многие страны по всему миру использовали медицинские и немедицинские маски для лица в качестве немедикаментозного вмешательства для снижения передачи и заразности коронавирусной болезни-2019 (COVID-19). Несмотря на отсутствие научных данных, подтверждающих эффективность масок, неблагоприятные физиологические, психологические и медицинские последствия установлены. Было высказано предположение, что маски для лица имеют сниженный профиль безопасности и эффективности и их следует избегать. В данной статье всесторонне обобщены научные доказательства относительно ношения масок в эпоху COVID-19, предоставляя полезную информацию для общественного здравоохранения и принятия решений.

Вступление

Маски для лица являются частью немедикаментозных вмешательств, обеспечивающих некоторый дыхательный барьер для рта и носа, которые используются для снижения передачи респираторных патогенов. Лицевые маски могут быть медицинскими и немедицинскими, при этом два типа медицинских масок в основном используются медицинскими работниками. Первый тип — это маска N95, сертифицированная Национальным институтом охраны труда (NIOSH), фильтрующий лицевой респиратор, а второй тип — хирургическая маска. Спроектированное и предполагаемое использование N95 и хирургических масок различается по типу защиты, которую они потенциально обеспечивают. N95 обычно состоят из электретного фильтрующего материала и плотно прилегают к лицу пользователя, тогда как хирургические маски, как правило, свободно прилегают и могут содержать или не содержать электретный фильтрующий материал. N95 предназначены для уменьшения воздействия на человека при вдыхании инфекционных и вредных частиц из окружающей среды, например, во время уничтожения насекомых. Напротив, хирургические маски предназначены для обеспечения барьерной защиты от брызг, слюны и других биологических жидкостей, распыляемых пользователем (например, хирургом) в стерильную среду (пациент во время операции) для снижения риска заражения.

Третий тип масок — это немедицинские тканевые или тканевые маски. Немедицинские маски для лица изготавливаются из различных тканых и нетканых материалов, таких как полипропилен, хлопок, полиэстер, целлюлоза, марля и шелк. Хотя немедицинские тканевые или тканевые маски для лица не являются ни медицинским устройством, ни средствами индивидуальной защиты, некоторые стандарты были разработаны Французской ассоциацией стандартизации (AFNOR Group) для определения минимальных характеристик фильтрации и воздухопроницаемости [2]. В данной статье рассматриваются научные доказательства безопасности и эффективности ношения масок, описываются физиологические и психологические эффекты и потенциальные долгосрочные последствия для здоровья.

Гипотеза

30 января 2020 г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о глобальной чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения, связанной с тяжелым острым респираторным синдромом-коронавирусом-2 (SARS-CoV-2), вызывающим болезнь коронавируса-2019 (COVID-19). По состоянию на 1 октября 2020 года во всем мире было зарегистрировано 34 166 633 случая заболевания, из которых 1018 876 умерли в результате диагноза вируса. Интересно, что 99% выявленных случаев SARS-CoV-2 протекают бессимптомно или имеют легкую форму, что противоречит названию вируса (тяжелый острый респираторный синдром-коронавирус-2). Хотя уровень смертности от инфекций (количество случаев смерти, разделенное на количество зарегистрированных случаев) изначально кажется довольно высоким — 0,029 (2,9%), эта завышенная оценка связана с ограниченным количеством тестов на COVID-19, проведенных в сторону более высоких показателей. Учитывая тот факт, что количество бессимптомных или минимально симптоматических случаев в несколько раз превышает количество зарегистрированных случаев, летальность значительно ниже 1%. Это подтвердил глава Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США, заявив, что «общие клинические последствия COVID-19 аналогичны последствиям тяжелого сезонного гриппа», при этом показатель летальности составляет примерно 0,1%. Кроме того, данные госпитализированных пациентов с COVID-19 и широкой общественности указывают на то, что большинство смертей приходилось на пожилых и хронически больных людей, что подтверждает возможность того, что вирус может усугублять существующие состояния, но редко вызывает смерть сам по себе. SARS-CoV-2 в первую очередь поражает дыхательную систему и может вызывать такие осложнения, как острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), дыхательная недостаточность и смерть [3], [9]. Однако неясно, каковы научные и клинические основания для ношения масок в качестве защитной стратегии, учитывая тот факт, что маски для лица ограничивают дыхание, вызывают гипоксемию и гиперкапнию и увеличивают риск респираторных осложнений, самозагрязнения и обострения существующих хронических состояний.

Следует отметить, что гипероксия или добавление кислорода (вдыхание воздуха с высоким парциальным давлением O2, превышающим уровень моря) хорошо зарекомендовали себя в качестве терапевтической и лечебной практики при различных острых и хронических состояниях, включая респираторные осложнения. Фактически, в настоящее время стандарт медицинской помощи госпитализированным пациентам с COVID-19 предусматривает вдыхание 100% кислорода. Несмотря на то, что несколько стран обязали носить маски в учреждениях здравоохранения и общественных местах, отсутствуют научные данные, подтверждающие их эффективность для снижения заболеваемости или смертности, связанной с инфекционными или вирусными заболеваниями. Таким образом, была выдвинута гипотеза: 1) практика ношения лицевых масок поставила под угрозу профиль безопасности и эффективности, 2) как медицинские, так и немедицинские лицевые маски неэффективны для снижения передачи от человека человеку и инфекционности SARS-CoV-2 и COVID. -19, 3) Ношение масок имеет неблагоприятные физиологические и психологические последствия. 4) Долгосрочные последствия ношения масок для здоровья пагубны.

Эволюция гипотезы

Физиология дыхания

Дыхание — одна из важнейших физиологических функций для поддержания жизни и здоровья. Человеческому организму требуется постоянное и адекватное снабжение кислородом (O2) всех органов и клеток для нормального функционирования и выживания. Дыхание также является важным процессом для удаления побочных продуктов метаболизма [углекислого газа (CO2)], возникающих во время клеточного дыхания. Хорошо известно, что острый значительный дефицит O2 (гипоксемия) и повышенные уровни CO2 (гиперкапния) даже в течение нескольких минут могут быть очень опасными и смертельными, в то время как хроническая гипоксемия и гиперкапния вызывают ухудшение здоровья, обострение существующих состояний, заболеваемость и, в конечном итоге, смертность. Неотложная медицина демонстрирует, что 5–6 минут тяжелой гипоксемии во время остановки сердца вызовут смерть мозга с чрезвычайно низкой выживаемостью. С другой стороны, хроническая гипоксемия и гиперкапния легкой или средней степени тяжести, например, от ношения лицевых масок, приводит к переходу на более высокий вклад анаэробного энергетического метаболизма, снижению уровня pH и увеличению клеток и кислотности крови, токсичности, окислительного стресса, хронического воспаления, иммунодепрессии и т. Д. ухудшение здоровья.

Эффективность масок для лица

Физические свойства медицинских и немедицинских масок для лица предполагают, что маски для лица неэффективны для блокирования вирусных частиц из–за их разницы в масштабе. Согласно имеющимся данным, вирус SARS-CoV-2 имеет диаметр от 60 до 140 нм [нанометров (миллиардная часть метра)], а диаметр нити медицинских и немедицинских масок варьируется. от 55 мкм до 440 мкм [микрометры (одна миллионная метра), что более чем в 1000 раз больше. Из–за разницы в размерах диаметра SARS-CoV-2 и диаметра резьбы лицевой маски (вирус в 1000 раз меньше), SARS-CoV-2 может легко проходить через любую лицевую маску. Кроме того, эффективность фильтрации лицевых масок низка: от 0,7% в нехирургической тканевой маске из хлопка и марли до 26% в более сладком хлопковом материале. Что касается хирургических лицевых масок и медицинских масок N95, эффективность фильтрации падает до 15% и 58% соответственно, когда существует даже небольшой зазор между маской и лицом.

Клинические научные данные ставят под сомнение эффективность масок для блокирования передачи инфекции от человека человеку или заразности. Рандомизированное контролируемое исследование (РКИ) с участием 246 участников [123 (50%) с симптомами)], которым были назначены либо ношение, либо отсутствие хирургической маски для лица, для оценки передачи вирусов, включая коронавирус. Результаты этого исследования показали, что среди лиц с симптомами (с лихорадкой, кашлем, болью в горле, насморком и т. Д.) Не было разницы между ношением и отсутствием лицевой маски для передачи капель коронавируса частиц размером> 5 мкм. Среди бессимптомных людей не было обнаружено ни капель, ни аэрозолей коронавируса от любого участника с маской или без нее, что позволяет предположить, что бессимптомные люди не передают и не заражают других людей. Это было дополнительно подтверждено исследованием инфекционности, в котором 445 бессимптомных людей были подвержены бессимптомному носителю SARS-CoV-2 (были положительными на SARS-CoV-2) при тесном контакте (общее карантинное пространство) в течение в среднем от 4 до 5 дней. Исследование показало, что ни один из 445 человек не был инфицирован SARS-CoV-2, подтвержденным полимеразой обратной транскрипции в реальном времени.

Мета-анализ среди медицинских работников показал, что по сравнению с отсутствием масок хирургическая маска и респираторы N95 не были эффективны против передачи вирусных инфекций или гриппоподобных заболеваний на основе шести РКИ. Используя отдельный анализ 23 обсервационных исследований, этот метаанализ не обнаружил защитного действия медицинской маски или респираторов N95 против вируса SARS. Недавний систематический обзор 39 исследований, включающих 33 867 участников в условиях сообщества (самоотчет о болезни), не обнаружил различий между респираторами N95 и хирургическими масками и хирургической маской и масками в отношении риска развития гриппа или гриппоподобного заболевания, что свидетельствует об их неэффективности. блокирования передачи вируса в условиях сообщества.

Другой метаанализ 44 исследований, не включенных в РКИ (n = 25 697 участников), изучающих потенциальное снижение риска лицевых масок против SARS, ближневосточного респираторного синдрома (MERS) и передачи COVID-19. Метаанализ включал четыре конкретных исследования передачи COVID-19 (5929 участников, в основном медицинские работники, использовали маски N95). Хотя общие результаты показали снижение риска передачи вируса через маски, анализ имел серьезные ограничения, позволяющие сделать выводы. В одном из четырех исследований COVID-19 не было случаев инфицирования в обеих группах, и оно было исключено из метааналитических расчетов. В двух других исследованиях COVID-19 использовались нескорректированные модели, и они также были исключены из общего анализа. Метааналитические результаты были основаны только на одном исследовании COVID-19, одном исследовании MERS и 8 исследованиях SARS, что привело к высокому смещению результатов отбора исследований и искажению результатов между разными вирусами. Основываясь на четырех исследованиях COVID-19, метаанализ не смог продемонстрировать снижение риска лицевых масок для передачи COVID-19, где авторы сообщили, что результаты метаанализа имеют низкую достоверность и неубедительность.

В ранней публикации ВОЗ заявила, что «маски для лица не требуются, поскольку отсутствуют доказательства их полезности для защиты здоровых людей» [14]. В той же публикации ВОЗ заявила, что «тканевые (например, хлопчатобумажные или марлевые) маски не рекомендуются ни при каких обстоятельствах» [14]. Напротив, в более поздней публикации ВОЗ заявила, что использование тканевых масок для лица (полипропилен, хлопок, полиэстер, целлюлоза, марля и шелк) является общей практикой сообщества для «предотвращения передачи вируса от инфицированного носителя другим людям и / или предложения защита здорового человека от инфекции (профилактика) ». Эта же публикация также противоречила самой себе, заявив, что из–за более низкой фильтрации, воздухопроницаемости и общих характеристик тканевых масок для лица использование тканевых масок, таких как ткань, и / или нетканых материалов, следует рассматривать только для инфицированных людей, а не для практики профилактики у бессимптомных лиц. Центр по контролю и профилактике заболеваний (CDC) дал аналогичную рекомендацию, заявив, что только пациенты с симптомами должны рассматривать возможность ношения маски, в то время как для бессимптомных лиц такая практика не рекомендуется. В соответствии с CDC, ученые-клиницисты из Департамента инфекционных заболеваний и микробиологии Австралии выступают против использования лицевых масок медицинскими работниками, утверждая, что такой практике нет оправдания, в то время как нормальные заботливые отношения между пациентами и медицинским персоналом могут быть нарушены. Более того, ВОЗ неоднократно заявляла, что «в настоящее время нет прямых доказательств (из исследований COVID-19) об эффективности маскировки лица здоровых людей в сообществе для предотвращения заражения респираторными вирусами, включая COVID-19». Несмотря на эти разногласия, были четко признаны потенциальный вред и риск ношения масок. К ним относятся самозагрязнение из–за ручной работы или отсутствие замены маски, когда маска влажная, загрязненная или поврежденная, развитие поражений кожи лица, раздражающий дерматит или обострение прыщей и психологический дискомфорт. Уязвимые группы населения, такие как люди с психическими расстройствами, нарушениями развития, проблемами слуха, люди, живущие в жаркой и влажной среде, дети и пациенты с респираторными заболеваниями, подвергаются значительному риску осложнений и вреда для здоровья.

Физиологические эффекты ношения масок

Ношение лицевой маски механически ограничивает дыхание, увеличивая сопротивление движению воздуха как во время вдоха, так и во время выдоха. Хотя периодическое (несколько раз в неделю) и повторяющееся (10–15 вдохов за 2–4 подхода) увеличение сопротивления дыханию может быть адаптивным для укрепления дыхательных мышц, длительный и продолжительный эффект ношения лицевой маски неадекватен. и может быть вредным для здоровья. В нормальных условиях на уровне моря воздух содержит 20,93% O2 ​​и 0,03% CO2, обеспечивая парциальное давление этих газов в артериальной крови 100 мм рт.ст. и 40 мм рт.ст. соответственно. Эти концентрации газов значительно изменяются, когда дыхание происходит через лицевую маску. Захваченный воздух, остающийся между ртом, носом и лицевой маской, повторно вдыхается в тело и из него, содержащий низкие концентрации O2 и высокие концентрации CO2, вызывая гипоксемию и гиперкапнию. Тяжелая гипоксемия также может спровоцировать сердечно-легочные и неврологические осложнения и считается важным клиническим признаком в сердечно-легочной медицине. Низкое содержание кислорода в артериальной крови может вызвать ишемию миокарда, серьезные аритмии, дисфункцию правого или левого желудочка, головокружение, гипотензию, обмороки и легочную гипертензию. Хроническая гипоксемия низкой степени и гиперкапния в результате использования маски для лица могут вызвать обострение существующих сердечно-легочных, метаболических, сосудистых и неврологических состояний.

Физиологические и психологические эффекты ношения маски для лица и их потенциальные последствия для здоровья.

Физиологические эффекты:

• Гипоксемия

• Гиперкапния.

• Сбивчивое дыхание

• Повышение концентрации лактата.

• Снижение уровня pH

• Ацидоз

• Токсичность

• Воспаление

• Самозагрязнение

• Повышение уровня гормонов стресса (адреналина, норадреналина и кортизола)

• Повышенное мышечное напряжение.

• Иммуносупрессия

Психологические эффекты:

• Активация стрессовой реакции «бей или беги».

• Хроническое стрессовое состояние.

• Страх

• расстройства настроения.

• Бессонница

• Усталость

• Снижение когнитивных способностей

• Повышенная предрасположенность к вирусным и инфекционным заболеваниям.

Последствия для здоровья:

• Головные боли.

• Беспокойство

• Депрессия

• Гипертония

• Сердечно-сосудистые заболевания.

• Рак

• Сахарный диабет

• Болезнь Альцгеймера

• Обострение существующих состояний и заболеваний.

• Ускоренный процесс старения

• Ухудшение здоровья

• Преждевременная смертность.

Помимо гипоксии и гиперкапнии, при дыхании через лицевую маску на внутреннем и внешнем слое маски остаются бактериальные и микробные компоненты. Эти токсичные компоненты многократно возвращаются обратно в организм, вызывая самозагрязнение.

Дыхание через лицевую маску также увеличивает температуру и влажность в пространстве между ртом и маской, что приводит к выделению токсичных частиц из материалов маски. Систематический обзор литературы показал, что уровни аэрозольного загрязнения лицевых масок включают от 13 до 202 549 различных вирусов. Повторное вдыхание загрязненного воздуха с высокими концентрациями бактерий и токсичных частиц наряду с низким уровнем O2 и высоким уровнем CO2 постоянно нарушает гомеостаз организма, вызывая самотоксичность и иммуносупрессию.

Исследование 39 пациентов с почечной недостаточностью показало, что ношение лицевой маски N95 во время гемодиализа значительно снижает артериальное парциальное давление кислорода (с PaO2 101,7 до 92,7 мм рт. Ст.), Увеличивает частоту дыхания (с 16,8 до 18,8 вдохов / мин) и увеличивает частоту дыхательных движений. дискомфорт и респираторный дистресс. Стандарты защиты органов дыхания Управления по охране труда и здоровья Министерства труда США заявляют, что вдыхание воздуха с концентрацией O2 ниже 19,5% считается кислородной недостаточностью, вызывающей физиологические и неблагоприятные для здоровья последствия. К ним относятся учащенное дыхание, учащенное сердцебиение и когнитивные нарушения, связанные с мышлением и координацией. Хроническое состояние легкой гипоксии и гиперкапнии было показано как основной механизм развития когнитивной дисфункции на основании исследований на животных и исследований у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких.

Неблагоприятные физиологические эффекты были подтверждены в исследовании с участием 53 хирургов, которые использовали хирургическую маску во время крупной операции. После 60 минут ношения лицевой маски сатурация кислорода снизилась более чем на 1%, а частота сердечных сокращений увеличилась примерно на пять ударов в минуту. Другое исследование среди 158 медицинских работников, использующих средства индивидуальной защиты, в основном маски N95, показало, что у 81% (128 работников) появились новые головные боли во время рабочих смен, поскольку они стали обязательными из–за вспышки COVID-19. Для тех, кто использовал маску N95 более 4 часов в день, вероятность развития головной боли во время рабочей смены была примерно в четыре раза выше [Отношение шансов = 3,91, 95% ДИ (1,35–11,31) p = 0,012], тогда как 82,2 У% пользователей N95 головная боль появлялась уже в пределах от ≤10 до 50 минут.

Психологические эффекты ношения масок

Психологически ношение маски оказывает негативное влияние на человека, который ее носит, и на окружающих его людей. Базовая связь человека с человеком через выражение лица ставится под угрозу, а самоидентификация в некоторой степени устраняется. Эти бесчеловечные движения частично стирают уникальность и индивидуальность человека, носящего маску, а также связанного с ним человека. Социальные связи и отношения являются основными человеческими потребностями, которые врожденно наследуются у всех людей, тогда как сокращение межчеловеческих связей связано с плохим психическим и физическим здоровьем. Несмотря на эскалацию технологий и глобализацию, которые предположительно будут способствовать социальным связям, научные данные показывают, что люди становятся все более социально изолированными, а распространенность одиночества увеличивается в последние несколько десятилетий. Плохие социальные связи тесно связаны с изоляцией и одиночеством, которые считаются значительными факторами риска для здоровья.

Метаанализ 91 исследования с участием около 400 000 человек показал, что риск нравственности на 13% выше среди людей с низкой частотой контактов по сравнению с высокой частотой контактов. Другой метаанализ 148 проспективных исследований (308 849 участников) показал, что плохие социальные отношения были связаны с повышением риска смертности на 50%. У людей, которые были социально изолированными или одинокими, риск смертности повышался на 45% и 40% соответственно. Эти результаты совпадали по возрасту, полу, исходному состоянию здоровья, причинам смерти и периодам наблюдения. Важно отметить, что повышенный риск смертности был сопоставим с курением и превышал установленные факторы риска, такие как ожирение и отсутствие физической активности. Общий обзор 40 систематических обзоров, включая 10 метаанализов, продемонстрировал, что скомпрометированные социальные отношения были связаны с повышенным риском общей смертности, депрессии, тревожности, самоубийств, рака и общего физического заболевания.

Как описано ранее, ношение лицевых масок вызывает гипоксическое и гиперкапническое состояние, которое постоянно нарушает нормальный гомеостаз и активирует стрессовую реакцию «бей или беги», важный механизм выживания в организме человека. Реакция на острый стресс включает активацию нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой и иммунной систем. К ним относятся активация лимбической части мозга, высвобождение гормонов стресса (адреналин, нейроадреналин и кортизол), изменения распределения кровотока (вазодилатация периферических кровеносных сосудов и сужение сосудов висцеральных кровеносных сосудов) и активация ответа иммунной системы (секреция макрофагов и естественных клеток-киллеров). Встреча с людьми, которые носят маски, активирует врожденную эмоцию стресса и страха, которая имеет фундаментальное значение для всех людей, находящихся в опасности или угрожающих жизни ситуациях, таких как смерть или неизвестный, непредсказуемый исход. В то время как острая реакция на стресс (от секунд до минут) является адаптивной реакцией на вызовы и частью механизма выживания, хроническое и продолжительное состояние стресса-страха неадекватно и пагубно сказывается на физическом и психическом здоровье. Повторно или непрерывно активированная реакция стресса-страха заставляет организм работать в режиме выживания, поддерживая повышение артериального давления, провоспалительное состояние и иммуносупрессию.

Долгосрочные последствия ношения масок для здоровья

Длительная практика ношения масок может иметь разрушительные последствия для здоровья. Длительное гипоксически-гиперкапническое состояние нарушает нормальный физиологический и психологический баланс, ухудшает здоровье и способствует развитию и прогрессированию существующих хронических заболеваний. Например, ишемическая болезнь сердца, вызванная гипоксическим повреждением миокарда, является наиболее распространенной формой сердечно-сосудистых заболеваний и является причиной номер один смерти во всем мире (44% всех неинфекционных заболеваний), при этом в 2016 году умерло 17,9 миллиона человек. Гипоксия также играет важную роль в бремени рака. Клеточная гипоксия имеет сильные механистические свойства, способствующие возникновению, прогрессированию, метастазированию рака, прогнозированию клинических исходов и обычно снижает выживаемость больных раком. Большинство солидных опухолей представляют собой некоторую степень гипоксии, которая является независимым предиктором более агрессивного заболевания, устойчивости к терапии рака и худших клинических исходов. Следует отметить, что рак является одной из основных причин смерти во всем мире: в 2018 г., по оценкам, было зарегистрировано более 18 миллионов новых случаев заболевания и 9,6 миллиона смертей, связанных с раком.

Что касается психического здоровья, то глобальные оценки показывают, что COVID-19 вызовет катастрофу из–за сопутствующего психологического ущерба, такого как карантин, блокировки, безработица, экономический коллапс, социальная изоляция, насилие и самоубийства. Хронический стресс наряду с гипоксическими и гиперкапническими состояниями выводит тело из равновесия и может вызвать головные боли, усталость, проблемы с желудком, мышечное напряжение, расстройства настроения, бессонницу и ускоренное старение. Это состояние подавляет иммунную систему для защиты организма от вирусов и бактерий, снижает когнитивные функции, способствует развитию и обострению основных проблем со здоровьем, включая гипертонию, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, рак, болезнь Альцгеймера, повышенную тревожность и депрессивные состояния, вызывает социальную изоляцию, одиночество и повышение риска преждевременной смерти.

Заключение

Существующие научные данные ставят под сомнение безопасность и эффективность ношения лицевой маски в качестве профилактического вмешательства при COVID-19. Данные свидетельствуют о том, что как медицинские, так и немедицинские маски для лица неэффективны для блокирования передачи от человека к человеку вирусных и инфекционных заболеваний, таких как SARS-CoV-2 и COVID-19, что поддерживает запрет на использование масок для лица. Доказано, что ношение масок оказывает существенное неблагоприятное физиологическое и психологическое воздействие. К ним относятся гипоксия, гиперкапния, одышка, повышенная кислотность и токсичность, активация страха и реакции на стресс, повышение уровня гормонов стресса, иммуносупрессия, усталость, головные боли, снижение когнитивных функций, предрасположенность к вирусным и инфекционным заболеваниям, хронический стресс, беспокойство и депрессия. Долгосрочные последствия ношения маски для лица могут привести к ухудшению здоровья, развитию и прогрессированию хронических заболеваний и преждевременной смерти. Правительствам, политикам и организациям здравоохранения следует использовать подход, основанный на научных данных, в отношении ношения масок, когда последнее считается профилактическим вмешательством для общественного здравоохранения.

Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7680614/

Адаптация на русский язык Mary Anaskina.