口と鼻を覆うマスクは、日常生活で好ましくない副作用はなく、潜在的な危険性がないのか？
概要
SARS-CoV-2対策として、多くの国で公共空間でのマスク着用が導入され、2020年には一般的なものになる。これまで、マスクが引き起こす健康への悪影響について、包括的な調査は行われていなかった。そこで、マスク着用による副作用について、科学的に証明されたものを探し出し、試験、評価、集計することを目的としました。定量的な評価では、主に実験的な研究を44件、実質的な評価では、65件の文献を参照しました。その結果、多くの分野でマスクの副作用が明らかになった。この論文では、様々な分野で一貫して繰り返され、統一された表現であることから、心理的・身体的な悪化や複数の症状について、
マスク誘発性消耗症候群（MIES）と
呼ぶことにしました。
O2低下と疲労の有意な相関（p<0.05）、
呼吸障害とO2低下（67%）、
N95マスクとCO2上昇（82%）、
N95マスクとO2低下（72%）、
N95マスクと頭痛（60%）、
呼吸障害と温度上昇（88%）、
さらにマスク下の温度上昇と水分（100%）の
クラスター共起によりマスク装着者の呼吸生理の
変化が客観的に評価され、立証された。
一般人によるマスク着用の延長は、多くの医療分野で関連する影響や結果をもたらす可能性がある。
キーワード：個人防護具，マスク，N95マスク，サージカルマスク，リスク，悪影響，長期的悪影響，禁忌，健康リスク評価，過呼吸，低酸素，頭痛，呼吸困難，身体的労作，MIES症候群
1.はじめに
新型肺炎球菌SARS-CoV-2が蔓延した当初は、明確な科学的データがないにもかかわらず、重大な決断を迫られた。当初は，公衆衛生システムの急性脅威を効果的かつ迅速に軽減するために，パンデミック緊急対策が設定されることが前提であった。
2020年4月、世界保健機関（WHO）は、症状のある病人や医療従事者にのみマスクの使用を推奨し、その普及は推奨していませんでした。
2020年6月には、この推奨を変更し、人混みなどでのマスクの一般的な使用を推奨するようになりました[1,2]。WHOが委託したメタアナリシス研究（エビデンスレベルIa）では、マスク着用による中程度または強いエビデンスのある明確で科学的に把握できる利点は導き出されていません[3]。
SARS-CoV-2の拡散に関して、少なくとも1メートルの距離を保つことは中程度の証拠を示したが、日常使用（非医療環境）におけるマスクのみについては、せいぜい弱い証拠しか見つからなかった[3]。同年行われた別のメタアナリシスでも、マスクの科学的根拠が弱いことが確認された[4]。
したがって、WHOは一般人へのマスクの一般的な使用や無批判な使用を推奨せず、わずか2ヶ月でリスクとハザードリストを拡大しました。2020年4月のガイドラインでは、自己汚染の危険性、呼吸困難の可能性、誤った安心感を強調していましたが、2020年6月のガイドラインでは、頭痛、顔の皮膚病変の発症、刺激性皮膚炎、ニキビ、あるいは不適切なマスク廃棄による公共空間での汚染リスクの増加など、さらなる有害作用の可能性があることがわかりました[1,2]。
しかし、SARS-CoV-2検査の陽性者絶対数の増加によるプレッシャーの下、多くの処方者は、特定の時間や状況に応じてマスク着用をさらに拡大し、常にウイルスの拡散を抑えるという願望によって正当化されている[5]。メディア、多くの機関、そしてほとんどの国民がこのアプローチを支持した。
医療従事者や科学者、医療機器の使用者や観察者の間では、より微妙なアプローチを求める声が同時に上がっていた [6,7,8]。公共の場でのマスクの利点と危険性については、世界中で論争の的となる科学的議論がありましたが、同時に多くの国々で日常生活における新しい社会的姿となりました。
マスク着用義務化を導入した意思決定者の間では、医学的免責が正当化されるというコンセンサスがあるように思われるが、マスク着用義務化の免責をいつ勧めるかを量るのは、最終的には個々の臨床医の責任である。この問題に関して、医師は利益相反状態にあります。一方では、医師はパンデミックとの戦いで当局をサポートする主導的な役割を担っています。その一方で、医師は医療倫理に従い、必要なケアと認知された医学知識の状態に沿って、患者の第三者の利益、福祉、権利を保護しなければならない[9,10,11]。
マスクの潜在的な長期的影響に関して、患者とその施術者にとって、慎重なリスク・ベネフィット分析がますます重要となってきている。一方では法的正当性を、他方では医学的科学的事実を知らないことが、臨床に携わる同業者の間で不確実性を生む原因となっている。
本論文の目的は、特に特定の診断群、患者群、使用者群において考えられるマスクの医学的副作用に焦点を当て、一般的なマスク強制使用の危険性を初めて迅速に科学的に提示することである。
2.材料と方法
目的は、さまざまな種類の口鼻マスクの副作用とリスクについて記録されているものを探すことであった。ここで注目したのは、いわゆるコミュニティ・マスクを含む既製および自作の布製マスクと、医療用、外科用、N95マスク（FFP2マスク）です。
負の効果に焦点を絞った私たちのアプローチは、一見すると意外な感じがします。しかし、このようなアプローチは、より多くの情報を提供するのに役立ちます。この方法論は、同じく悪影響に限定してレビューを行ったVillalonga-OlivesとKawachiの戦略とも一致します[12]。
文献の分析では、口鼻保護具のリスクは、症状またはマスクの悪影響の記述と定義しました。また、測定可能な数値は抽出できないが、研究状況を明確に示し、悪影響を記述したレビューや専門家のプレゼンテーションも、この基準を満たします。
さらに、マスクの定量的な悪影響は、測定された統計的に有意な生理学的パラメータの病的な方向への変化（p < 0.05）、統計的に有意な症状の検出（p < 0.05）、サンプルで検査した人の少なくとも50％における症状の発生（n ≥ 50％）の提示と定義しています。
2020年10月31日まで、PubMed/MEDLINEにおいて、上記の基準に従って、さまざまな種類の口鼻覆いマスクの副作用やリスクに関する科学的研究および論文についてデータベース検索を行った（図1：レビューフローチャートを参照）。検索語は、「フェイスマスク」、「サージカルマスク」、「N95」とし、「リスク」、「有害作用」、「副作用」の用語を組み合わせて検索した。論文の選択基準は、上記のマスクのリスクと副作用の定義に基づくものとした。主に英語とドイツ語の論文で、AHQR（Agency for Healthcare Research and Quality）の勧告によるエビデンスレベルIからIIIのもので、レビュー時に20年以上経過していないものを検討対象とした。また、科学的根拠のない意見のみが反映された症例報告や無関係な編集者への手紙など、レベルIVのエビデンスは評価から除外した。
研究課題とは無関係で、言及した基準（定量化可能、マスクの悪影響、症状やマスクの悪影響に関する記述）を満たさない 1113 件の論文を除外した後、スコーピングレビューの文脈で評価対象となる合計 109 件の関連論文を発見しました（図 1：フローチャート参照）。
マスクに関する 65 の関連出版物が、内容に関する評価の範囲内であるとみなされた。この中には、一次研究のレビュー 14 件とメタアナリシス 2 件が含まれている。定量的評価では、2004 年から 2020 年までの負の効果に関する 44 件の発表が対象となった。このうち31件は実験的研究（70％）、13件は特に皮膚科領域での単純な観察研究の意味でのデータ収集研究（30％）であった。これら44件の論文から観察された研究パラメータと有意な結果（p < 0.05 または n ≥ 50%）を全体表示にまとめました（図2）。このデータに基づいて、観察されたマスク効果の相関分析が行われた。これには、記録された症状と生理的変化の相関計算が含まれる（R、R Foundation for Statistical Computing、ウィーン、オーストリア、バージョン 4.0.2 を用いた Fisher による名目上の尺度、二項対立変数について）。
3.成果
マスクに関する合計65の科学論文が、純粋な内容ベースの評価に適格であった。この中には14のレビューと2つのメタアナリシスが含まれている。
数学的に評価可能で、有意な負のマスク効果（p < 0.05 または n ≥ 50%）を持つ画期的な44件の論文のうち、22件は2020年（50%）に発表され、22件はCOVID-19パンデミック以前に発表されたものであった。これら44件の論文のうち、31件（70％）が実験的性質のものであり、残りは観察研究（30％）であった。当該論文のほとんどは英語であった（98％）。30の論文がサージカルマスク（68％）、30の論文がN95マスク（68％）に関連し、布製マスクに関連する研究は10のみ（23％）であった。
主要研究間の差はあるものの、定量分析において、マスク着用者の血液酸素減少の悪影響と疲労の間に、p=0.0454の統計的に有意な相関関係を示すことができた。
また、図2に示すように、一次試験において統計的に有意なマスクの効果が確認されたものを数学的にグループ化した共通の外観（p < 0.05 かつ n ≥ 50%）を見出すことが出来ました。11の科学論文のうち9つ（82％）で、マスク着用時のN95呼吸保護と二酸化炭素上昇の複合的な発現が確認されました。酸素飽和度の低下と呼吸障害についても、関連する9つの研究のうち6つ（67％）で同調するエビデンスがあり、同様の結果を得た。N95マスクは10件中6件（60%）で頭痛と関連していた。N95呼吸保護具下での酸素欠乏については、主要研究11件中8件（72%）で共通して認められた。マスク下での皮膚温上昇は、50％（主要研究6件中3件）で疲労と関連していた。物理的パラメータである体温上昇と呼吸障害の併発は、8研究中7研究（88％）で認められた。物理的パラメータである体温上昇とマスク下の湿度・水分の複合的な発生は、6つの研究のうち6つ以内で100％に認められ、これらのパラメータが有意に読み取れました（図2）。
文献調査では、マスク着用に伴う関連性のある望ましくない医学的、臓器および臓器系関連現象が内科領域で発生していることが確認された（少なくとも11件の論文、セクション3.2）。神経学（7報、第3.3節）、心理学（10報以上、第3.4節）、精神医学（3報、第3.5節）、婦人科学（3報、第3.6節）、皮膚科学（少なくとも10報、第3.7節）、耳鼻咽喉科学（4報、第3.8節）、歯学（1報、第3.8節）、スポーツ医学（4報、第3.8節）に及びます。9）、社会学（5 件以上、第 3.10 節）、産業医学（14 件以上、第 3.11 節）、微生物学（少なくとも 4 件、第 3.12 節）、疫学（16 件以上、第 3.13 節）、小児科学（4 件、第 3.14 節）、環境医学（4 件、第 3.15 節）である。
ここでは、すべての分野の基礎となる一般的な生理作用を紹介する。続いて、それぞれの専門医学分野での結果を説明し、最後に小児科で締めくくる。
3.1.着用者の一般的な生理的・病態生理学的効果
2005年の時点で、健康な医療従事者（15名、18-40歳）がサージカルマスクを着用すると、30分後に経皮的二酸化炭素値の上昇を伴う測定可能な身体的影響をもたらすことが実験論文（無作為クロスオーバー研究）により実証されている [13]．この論文では、高炭酸ガスに至る途中の血液ガスが、まだ限界値内であるにもかかわらず、大きく変化した（p < 0.05）原因として、デッドスペース量と二酸化炭素保持の役割について考察した。マスクは自然の死腔（鼻、喉、気管、気管支）を外側に、口と鼻を越えて拡張する。
実験的に呼吸時のデッドスペース容積を増やすと、安静時と労作時の二酸化炭素（CO2）保持量が増え、それに伴い血中の二酸化炭素分圧pCO2も増加する（p < 0.05）[14]。
デッドスペースによる二酸化炭素（CO2）の再呼吸の増加に対処するだけでなく、科学者は、マスク使用時の呼吸抵抗の増加の影響についても議論しています[15,16,17]。
科学的データによると、マスク着用者は全体として、マスクに関連する典型的で測定可能な生理学的変化の顕著な頻度を示している。
8人の被験者に行われた最近の介入研究では、マスク下の空気中の酸素（O2 Vol%で測定）と二酸化炭素（CO2 ppmで測定）のガス含有量を測定したところ、安静時でもマスクなしより酸素利用率が低いことが示されました。測定にはMulti-Raeガスアナライザー（RaeSystems®）（米国カリフォルニア州サニーベール）を使用した。研究当時、この装置は最先端のポータブル多変量リアルタイムガス分析器であった。救助医療や作戦上の緊急事態にも使用されている。マスク下の空気中の酸素濃度（O2 Vol%）は、室内空気濃度20.9%に対し、18.3%と有意に低かった（絶対値でマイナス12.4 Vol% O2、p<0.001で統計的に有意であった）。同時に、健康上重要な二酸化炭素濃度（CO2 Vol%）は、通常の室内空気と比較して30倍に増加することが測定された（マスク着用時464ppmに対してマスクなし464ppm、p<0.001で統計的に有意）[18]。
これらの現象は、マスク着用者の血中二酸化炭素（CO2）量の統計的に有意な増加[19,20]の原因となり、一方では、増加したPtcCO2値により経皮的に測定[15,17,19,21,22]、一方では、呼気終末二酸化炭素分圧（PETCO2） [23,24] またはそれぞれ動脈二酸化炭素分圧 (PaCO2) [25] により計測されます。
着用者の血中二酸化炭素（CO2）濃度の上昇（p＜0.05）[13,15,17,19,21,22,23,24,25,26,27,28]に加え、しばしば実験的に証明されているマスクの別の結果は血中酸素飽和度（SpO2）の統計的に有意な低下（p＜0.05） [18,19,21,23,29,30,31,32,33,34] であり、マスク着用者は、この低下した酸素飽和度（SpO2）に対して、より効果的に反応し、より高い酸素飽和度が得られます。血中酸素分圧（PaO2）の低下とそれに伴う心拍数の増加（p < 0.05）［15,23,29,30,34］、および呼吸数の増加（p < 0.05）［15,21,23,35,36］は実証されている。
使い捨てマスク（サージカルマスク）を装着して1時間目（p < 0.01）と2時間目（p < 0.0001）に脈拍数が統計的に有意に増加し、酸素飽和度 SpO2が減少することが、53人の脳神経外科医に対して行ったマスク介入研究で研究者によって報告されています [30]．
別の実験研究（比較研究）では、サージカルマスクとN95マスクは、心拍数の有意な増加（p < 0.01）と、それに対応する疲労感（p < 0.05）を引き起こしました。これらの症状は、男女10人の健康なボランティアにおいて、わずか90分の身体活動後に、マスクの水分透過による熱感（p < 0.0001）およびかゆみ（p < 0.01）を伴っていました[35]。水分の浸透は、センサーを介してログを評価することで判断した（SCXI-1461, National Instruments, Austin, TX, USA）。
これらの現象は、サージカルマスクを装着した 20 名の健常者を対象とした別の実験でも再現された。マスク装着者は、心拍数（p<0.001）と呼吸数（p<0.02）の統計的に有意な増加を示し、経皮二酸化炭素PtcCO2（p<0.0006）の測定可能な有意な増加を伴うことがわかった。彼らはまた、運動中の呼吸困難を訴えた[15]。
マスク着用者の拡大したデッドスペース容積からの二酸化炭素（CO2）の再呼吸の増加は、結果として追加の酸素要求量と酸素消費量と同様に、筋肉労働の増加を伴う呼吸活動の増加を反射的に誘発することがある [17]。これは適応効果という意味で、病的変化に対する反応である。マスクによる血中酸素飽和度（SpO2） [30] または血中酸素分圧（PaO2） [34] の低下は、さらに主観的な胸部苦情を強める [25,34] ことがある。
高炭酸ガス（二酸化炭素/CO2血中濃度の増加）及び低酸素（酸素/O2血中濃度の減少）へ向かうマスクによる血液ガスの変化が記録されていることから、混乱、思考能力の低下及び方向感覚の喪失［23，36，37，38，39］などの非物理的な影響がさらに生じ、全体的に認知能力の低下及び精神運動能力の減少［19，32，38，39，40，41］が生じることが考えられる。このことは、臨床的に関連する心理学的および神経学的影響の原因として、血液ガスパラメータ（O2およびCO2）の変化の重要性を浮き彫りにしている。上記のパラメータと影響（酸素飽和度、二酸化炭素量、認知能力）は、飽和度センサー（Semi-Tec AG, Therwil, Switzerland）を用いた研究で、Borg Rating Scale、Frank Scale、 Roberge Respirator Comfort Scale、 Roberge Subjective Symptoms-during-Work Scale、およびLikertスケールで測定されています [19]．もう一つの主な研究では、二酸化炭素濃度、脈拍、認知能力の測定に、従来の心電図、カプノグラフィー、症状質問票を使用しました[23]。その他の生理学的データ収集はパルスオキシメーター（Allegiance, MCGaw, USA）、主観的不満は5点リカートスケールで評価、運動速度は直線位置変換器（Tendo-Fitrodyne, Sport Machins, Trencin, Slovakia）により記録した [32]。一部の研究者は、マスクに関連する主観的な苦情に関するデータを収集するために、標準化され匿名化された質問票を使用していた [37]。
異なるマスクタイプ（コミュニティ、サージカル、N95）を使用した実験環境において、心拍数の有意な増加（p < 0.04）、マスク（顔）下の皮膚温度の上昇を伴う酸素飽和度SpO2の減少（p < 0.05）、呼吸困難（p < 0.002）が、健康な若い被験者（学生）12人で記録されました。さらに、研究者は、めまい（p < 0.03）、無気力（p < 0.05）、思考障害（p < 0.03）および集中力の問題（p < 0.02）を観察し、これらもマスク着用時に統計的に有意であった[29]。
他の研究者やその出版物によると、マスクは体温調節を妨げ、視野や非言語的・言語的コミュニケーションを損なうとも言われています[15,17,19,36,37,42,43,44,45]。
上記のようなマスクの測定可能かつ定性的な生理学的効果は、医学の様々な専門分野に影響を与える可能性があります。
正常な限界を超えた閾値以上の刺激だけが病気に関連した結果をもたらすわけではないことは病理学から知られている。閾値以下の刺激も、暴露時間が十分に長ければ、病的な変化を引き起こす可能性がある。例えば、硫化水素によるわずかな大気汚染が呼吸器系の問題（喉の炎症、咳、酸素吸収の低下）や神経系の病気（頭痛、めまい）を引き起こすことがある [46]。さらに、窒素酸化物や粒子状物質への閾値以下であるが長期の暴露は、喘息、入院、全死亡率の上昇と関連している[47,48]。また、低濃度の農薬は、突然変異、癌の発症、神経障害など、人間にとって疾病に関連する結果と関連している[49]。同様に、ヒ素の慢性的な閾値以下の摂取は癌のリスク上昇と関連し [50]、カドミウムの閾値以下の摂取は心不全の促進 [51]、鉛の閾値以下の摂取は高血圧、腎臓代謝障害および認知障害 [52] または水銀の閾値以下の摂取は免疫不全および神経障害 [53] と関連しています。また、長期間の紫外線照射は、突然変異促進性の発がん作用（特に白色皮膚がん）を引き起こすことが知られている[54]。
マスクによる有害な変化は一見すると比較的軽微であるが、上記の病因論に従った長期にわたる反復暴露が関係している。マスクによる長期的な疾患関連結果が予想される。マスク着用者と非着用者の間に数学的に明確な差がある研究において、統計的に有意な結果が得られたことは、臨床的に重要なことです。物理的、化学的、生物学的、生理学的、心理学的な条件に繰り返し長時間さらされ、その中にはサブリミナルなものもありますが、病的な領域へと著しく移行することにより、高血圧や動脈硬化、冠動脈疾患（代謝症候群）、神経疾患など健康を損なう変化や臨床像が現れる可能性があるという示唆を与えています。吸入された空気中の二酸化炭素のわずかな増加に対して、この疾病促進効果は、頭痛の発生、喘息に至るまでの呼吸器の炎症、血管の損傷を伴う血圧と心拍数の増加、そして最終的には神経病理学的および心臓血管系の結果によって証明されている[38]。わずかではあるが持続的な心拍数の増加は、炎症性メッセンジャーの増加を介して、内皮機能不全を伴う酸化ストレスを促し、最終的には血管の動脈硬化を刺激することが証明されている[55]。高血圧、心機能障害、脳に供給する血管の損傷を刺激する同様の効果は、長期間にわたってわずかに増加した呼吸数で示唆されている[56,57]。マスクは、吸入二酸化炭素の上昇 [18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28]、心拍数の小さな持続的増加 [15,23,29,30,35] 及び呼吸数の穏やかだが持続的増加 [15,21,23,34,36] という前述の生理変化の原因となるものである。
この文献レビューで紹介したマスクの副作用や危険性をよりよく理解するために、よく知られた呼吸生理学の原理を参照することが可能です（図3）。
成人の呼吸時の平均死腔容量は約150～180mLであり、口と鼻を覆うマスクを装着すると著しく増加する[58]。例えばN95マスクでは、実験的研究において約98～168mLのデッドスペース容積が決定された[59]。これは、成人の場合、マスクに起因する死腔が約65〜112％増加することに相当し、したがって、ほぼ2倍となる。毎分12回の呼吸数では、このようなマスクによる振り子体積呼吸は、したがって、少なくとも毎分2.9〜3.8Lとなる。したがって、マスクによって蓄積されたデッドスペースは、1回の呼吸で肺が利用できるガス交換量を相対的に37%減少させることになる[60]。このことは、我々の研究で報告された呼吸生理学の障害と、健康な人と病気の人の日常使用におけるあらゆるタイプのマスクの結果としての副作用（呼吸数の増加、心拍数の増加、酸素飽和度の低下、二酸化炭素分圧の増加、疲労、頭痛、めまい、思考力の低下など）を大きく説明するものである[36,58]。
しかし、死腔体積呼吸の増加の影響に加えて、マスクに関連する呼吸抵抗も例外的に重要である（図3）[23,36]。
実験によると、N95マスクでは吸気時に126％、呼気時に122％という顕著な気道抵抗の増大が見られる[60]。また、マスク（N95）の保湿により呼吸抵抗がさらに3％増加することが実験的に示されており［61］、したがって気道抵抗は通常の値の2.3倍まで増加する可能性があります。
このことは、マスクの気道抵抗の重要性を明確に示している。ここで、マスクは呼吸の障害要因として働き、呼吸回数の増加と同時に息苦しさを感じるという観察された代償反応をもっともらしくする（呼吸筋の働きが増加する）。マスクによる大きな抵抗に対抗するための呼吸作業の増幅によるこの余分な負担は、心拍数の上昇とCO2産生の増加を伴う疲労の強化にもつながる。マスクの副作用に関する研究のレビュー（図2）でも、有意な呼吸障害と有意な酸素飽和度の低下（全研究結果の約75％）が割合的に集積していることがわかりました。
また、主要論文の評価では、酸素飽和度（SpO2）の低下と疲労の相関が、有意な結果を示したマスク使用研究の58%に共通して認められ、統計的に有意であると判断しました（図2、p<0.05）。
3.2.インターナショナルの副作用と危険性
2012年の時点で、20人のマスク着用者のウォーキングは、マスクなしの同一活動と比較して、心拍数（平均+9.4拍/分、p<0.001）および呼吸数（p<0.02）が有意に増加することが実験で示されています。これらの生理的変化は、対照群と比較したマスク着用者の経皮的な有意な二酸化炭素（PtcCO2）濃度の上昇（p < 0.0006）と同様に呼吸困難を伴っていた[15]。
2020年からの最近の実験的比較研究において、外科用マスクおよびN95マスクを着用した12人の健康なボランティアは、マスクなしの労作と比較して、中程度から激しい身体労作時に、測定された肺機能パラメータだけでなく心肺能力（最大血中乳酸反応の低下）において測定可能な障害を経験しました（p < 0.001）[31]。マスクによる気道抵抗の増大は、呼吸筋と心臓の両方で、酸素消費量と要求量の増加を伴う呼吸作業の増加につながった。呼吸は著しく阻害され（p < 0.001）、参加者は軽度の痛みを報告した。科学者たちは、その結果から、健康な人ではまだ機能していた肺、マスクによる制限の心臓補償が、心拍出量の低下した患者ではおそらくもはや不可能であると結論づけた[31]。
別の最近の研究では、研究者は、サイクルエルゴメーターでの運動中に、26人の健常者に布製マスク（コミュニティマスク）、サージカルマスク、FFP2/N95マスクをテストしました。すべてのマスクは、測定可能な二酸化炭素（CO2）保持量（PtcCO2）（p < 0.001で統計的に有意）と、N95マスクについては、酸素飽和値SpO2の減少（75Wと100Wでそれぞれp < 0.02 とp < 0.005で統計的に有意）を示しました。これらの変化の臨床的意義は、布製マスクでの呼吸回数の増加（p<0.04）と、熱感、息切れ、頭痛など、これまでに述べたマスク特有の訴えの発生に示された。ストレス知覚はBorgスケールで1〜20まで記録された。N95マスク着用時の身体活動では、マスク着用群は非着用群に比べ、疲労感が20段階で14.6対11.9と有意に増加した。暴露中、マスク着用者24名中14名が息切れ（58％）、頭痛4名、熱感2名を訴えた。苦情の多くはFFP2マスクに関するものでした（72％）[21]。
前述した健常者の安静時や労作時のマスクの生理的・主観的身体効果[21,31]は、労作がなくても病人や高齢者に対するマスクの効果を示唆するものである。
20歳から50歳の看護師10人が交代勤務中にN95マスクを着用した観察研究では、呼吸困難（「息ができない」）、疲労感、頭痛（p＜0.001）、眠気（p＜0.001）、酸素飽和度SpO2の低下（p＜0.05）、心拍数の上昇（p＜0.001）などの副作用は肥満（BMI）の上昇と関連して統計的に有意だった [19]．マスク下の症状の発生は、高齢とも関連していた（疲労と眠気はそれぞれp < 0.01、吐き気はp < 0.05、血圧の上昇はp < 0.01、頭痛はp < 0.05、呼吸困難はp < 0.001で統計的に有意な相関）[19].
進行した慢性閉塞性肺疾患（COPD）の患者97人を含む介入研究では、最初の10分間の安静とその後の6分間の歩行を伴うN95マスク（FFP2相当）の使用後に、呼吸数、酸素飽和度と呼気二酸化炭素換算値（カプノメトリ）が好ましくない、有意な変化を示しました。7人の患者は、酸素飽和度値SpO2の低下と病的な二酸化炭素（CO2）貯留、さらに呼気終末二酸化炭素分圧（PETCO2）の上昇という深刻な訴えのために実験を中止した[23]。2人の患者では、PETCO2が正常の限界を超え、50mmHgを超える値に達した。FEV1 < 30%およびmodified Medical Research Council (mMRC) Dyspnea Score Score of ≥ 3は、いずれも進行したCOPDの指標であり、本研究では全体的にマスク不耐性と相関していた。マスク下の症状で最も多かったのは息苦しさで86％であった。また、本研究の脱落者では、めまい（57％）、頭痛もしばしば記録された。マスク耐性のあるCOPD患者では、わずか10分のマスク着用で、安静時でも心拍数、呼吸数、呼気終末二酸化炭素分圧PETCO2の著しい上昇（p＜0.001）が客観的に確認でき、酸素飽和度SpO2の減少（p＜0.001）を伴っていた[23]。エビデンスレベルIIaのこの研究の結果は、COPDのマスク着用者にとって示唆的である。
COPDとサージカルマスクに関する別のレトロスペクティブな比較研究において、検査者は、約+8mmHg（p<0.005）の動脈二酸化炭素分圧（PaCO2）の増加、および+11mmHg（p<0.02）の収縮期血圧のマスク関連の増加を統計的に実証することができました[25]。この増加は、マスク着用によって引き起こされる病的な値域が誘発されるため、高血圧患者だけでなく、血圧の境界値を持つ健常者にも関連性がある。
末期腎不全の血液透析患者39名において、タイプN95マスク（FFP2相当）は、安静時（血液透析中）の患者の70％で、わずか4時間以内に血中酸素分圧（PaO2）の著しい低下をもたらした（p＝0.006）。代償的に呼吸数が増加したにもかかわらず（p < 0.001）、胸痛を伴う倦怠感が生じ（p < 0.001）、さらに被験者の19%で低酸素血症（酸素が正常限界を下回る低下）を引き起こした[34]。研究者たちはこの結果から、高齢者や心肺機能が低下している患者は、マスク着用中に重症呼吸不全を起こすリスクが高いと結論づけた[34]。
COVID-19危機の際に着用したマスクのリスクと利点に関するレビュー論文では、他の著者が、COVID-19肺炎疾患の有無にかかわらず、肺炎患者に対するマスク着用義務について同様に批判的に評価している[16]。
3.3.神経学的な副作用と危険性
手術室での失神の科学的評価では、77人中36人（47％）がマスク着用と関連していた [62]。しかし、他の要因が寄与していることは否定できな かった。
イスラエル、英国、米国の神経科医は、レベルIIIのエビデンスレビューにおいて、マスクは過呼吸を引き起こす可能性があるため、てんかん患者には適さないとしている [63] 。マスクの使用は、呼吸数を約15～20％増加させる [15,21,23,34,64]。しかし、過呼吸につながる呼吸回数の増加は、てんかんの診断における誘発に用いられることが知られており、全般てんかん患者の80％、焦点性てんかん患者の28％までに発作に相当する脳波変化を引き起こす [65]。
ニューヨークの医師は、343人の参加者（標準化された匿名化された質問票を使用して調査）を対象に、医療従事者の外科手術用タイプのマスクとN95のマスク着用の影響を調査した。マスク着用により、認知力の低下（着用者の24％）、頭痛などの検出可能な身体的悪影響が71.4％に認められた。このうち28%は頭痛が持続し、薬物療法を必要とした。頭痛は、1時間未満の着用で15.2%、1時間着用で30.6%、3時間着用で29.7%に発生した。このように、効果は装着時間が長くなるにつれて強まった[37]。
マスク使用による混乱、見当識障害、さらには眠気（リッカート尺度による質問）、運動能力の低下（直線位置変換器で測定）、反応性の低下、全体的なパフォーマンスの低下（Roberge Subjective Symptoms-during-Work Scaleで測定）も他の研究で記録されている［19、23、29、32、36、37］。
科学者たちは、これらの神経学的障害を、マスクによる血中酸素濃度O2の潜在的低下（低酸素に向かって）または血中二酸化炭素濃度CO2の潜在的増加（高炭酸に向かって）により説明する[36]。科学的なデータから見ても、この関連性は議論の余地がないように思われる[38,39,40,41]。
2020年のマスク実験では、使用したすべてのマスクタイプ（布製、外科用、N95マスク）で、わずか100分の装着で有意な思考障害（p＜0.03）と集中力低下（p＜0.02）が認められた[29]。思考障害は、マスク使用中の酸素飽和度の低下（p＜0.001）と有意な相関があった。
N95呼吸保護具に関する別の研究では、21-35歳のマスク着用者158人のうち最大82％が初期頭痛（p < 0.05）を経験し、3分の1（34％）が毎日最大4回頭痛を経験した。参加者は30日間で18.3日マスクを着用し、1日あたりの平均時間は5.9時間でした[66]。
医療従事者を対象とした別の観察研究では、N95マスクだけでなくサージカルマスクについても、有意な頭痛の増加（p＜0.05）が観察された[67]。
別の研究において、研究者は、平均年齢43歳で、異なる種類のマスクを着用する306人の使用者を分類し、そのうちの51％は、サージカルマスク及びN95マスクの使用の増加（1～4時間、p = 0.008）にのみ関連する特定の症状として最初に頭痛を有していた[68]。
シンガポールの研究者は、健康なN95マスク着用者154人を含む試験で、マスクによる血中二酸化炭素濃度（呼気終末二酸化炭素分圧PETCO2によって測定）の有意な上昇と、大脳中膜の脳動脈流量の増加を伴う測定可能に大きい血管拡張が生じることを実証することができた。これは、試験群では頭痛と関連していた（p < 0.001）[27]。
研究者によると、前述の変化は、低酸素と高炭酸への移行を伴うマスクの長時間使用時の頭痛にも寄与しているとのことである。さらに、きついマスクのストラップが神経繊維を圧迫することによる首や頭の部分の頚椎神経の刺激などのストレスや機械的要因も、頭痛の一因となる[66]。
一次研究の分析では、N95マスクと頭痛の関連を検出することができた。10件の研究のうち6件で、有意な頭痛はN95マスクに関連して現れた（全研究の60%、図2）。
3.4.心理的な副作用と危険性
実験的研究によると、サージカルマスクやN95マスクの着用は、心肺能力の低下によるQOLの低下をもたらすこともある[31]。マスクは、使用時間の経過とともに生理的変化や不快感を引き起こすとともに、著しい不快感（p<0.03～p<0.0001）や疲労感（p<0.05～0.0001）にもつながる可能性があります[69]。
一般的な生理学的効果（セクション3.1）で詳述されている高炭酸ガス（CO2の増加）及び低酸素（O2の減少）への血液ガスのシフトに加えて、マスクは、精神運動能力の低下を伴う個人の認知能力（リッカート尺度調査を使用して測定）、結果として反応性の低下（線形位置トランスデューサを使用して測定）及び全体的にパフォーマンス能力の低下（ロベルジ自覚症状-作業中スケールで測定）[29、32、38、39、41] を制限する][。
マスクはまた、視野の障害（特に地面や地面にある障害物に影響する）を引き起こし、また、食べる、飲む、触れる、掻く、顔のそれ以外の覆われていない部分をきれいにするといった習慣的な行動に対する阻害をもたらし、これは意識的にも無意識的にも永久の障害、妨害、制限として認識される［36］。したがってマスクを着用することは、自由を奪われ、自律性と自己決定が失われた感覚を伴い、特にマスクの着用が他者によってほとんど指示され命令されることから、抑圧された怒りと潜在意識下の絶え間ない注意力散漫につながる可能性がある［70,71］。これらの知覚された誠実さ、自己決定、自律性の妨害は、不快感と相まって、しばしば実質的な注意散漫の原因となり、最終的には、生理的にマスクに関連した精神運動能力の低下、反応性の低下、全体的な認知能力の低下と組み合わされることがある。それは、状況判断の誤りだけでなく、遅延、不正確、不適切な行動、マスク着用者の有効性の低下をもたらす[36,37,39,40,41]。
マスクを数時間使用すると、頭痛、局所的なにきび、マスクに関連した皮膚の炎症、かゆみ、熱や湿気の感覚、障害、主に頭部や顔面に影響を与える不快感など、さらに検出可能な副作用を引き起こすことが多い[19,29,35,36,37,71,72,73]。しかし、頭部と顔面は、感受性の高い大脳皮質（ホムンクルス）に多く表われるため、幸福感にとって重要である[36]。
アンケート調査によると、マスクは大人だけでなく子どもにも不安や心理・植物的ストレス反応を頻繁に引き起こし、心身症やストレス関連疾患の増加や抑うつ的自己体験、参加率の低下、社会的引きこもり、健康関連のセルフケアの低下などをもたらすとされている[74]。研究対象となったマスク着用者の50％以上が、少なくとも軽度の抑うつ感情を有していた [74]。さらに、恐怖を誘発し、しばしば誇張されたメディア報道は、これをさらに強める可能性がある。2014年のエボラ出血熱の流行に伴う一般メディアの最近のレトロスペクティブな分析では、公に発表されたすべての情報のうち、科学的真実の内容はわずか38％であったことが示されている[75]。研究者たちは、情報の合計28％を挑発的で偏向的なものとして、42％をリスクを誇張するものとして分類した。加えて、メディアの内容の72％は、健康に関連した否定的な感情をかき立てることを目的としていた。恐怖の感情は、不安や所属したいという人間の原始的な欲求と結びついて[76]、医学的・科学的見地から見ると部分的に根拠のないように見える社会的な動きを引き起こしている。
マスクはもともと純粋に衛生的な目的を果たすものであったが、適合性と擬似的な連帯の象徴に変容している。例えばWHOは、健康な人が公共の場でマスクを使用することの利点として、マスク着用者に対するスティグマの軽減、ウイルス拡散防止への貢献意識、他の対策への注意喚起を挙げている[2]。
3.5.精神医学的な副作用と危険性
先に説明したように、マスクは死腔容量の増加による着用者の二酸化炭素の蓄積を伴う再呼吸の増加を引き起こし [16,17,18,20]（図3）、しばしば統計的に有意な血中二酸化炭素（CO2）濃度の上昇を患う [13,15,17,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28]（図2）となる可能性があります。しかし、過炭酸に至る変化は、パニック発作を誘発することが知られている[77,78]。このため、マスク着用によるCO2の有意な測定可能な増加は、臨床的に適切なものとなる。
興味深いことに、CO2吸入による呼吸誘発試験は、パニック障害や月経前不快気分における不安状態を他の精神医学的臨床像と区別するために用いられている。ここでは、5％CO2の絶対濃度ですでに15～16分以内にパニック反応を誘発するのに十分である [77] 。通常の呼気中のCO2濃度は約4％である。
マスクをしている被験者の実験的研究から、4％を超える上記の範囲の呼吸ガスの濃度変化が、マスクを長時間使用した再呼吸中に起こりうることは明らかである [18,23] 。
CO2による青斑核の活性化は、呼吸ガスを介したパニック反応の発生に利用される[78,79]。これは、小丘が脳幹の制御中枢である植物性ノルアドレナリンニューロンのシステムの重要な一部であり、適切な刺激と血中ガス濃度の変化に反応してストレスホルモンであるノルアドレナリンを放出するからである [78]。
上記の生理学的、神経学的、心理学的な副作用や危険性（3.1節、3.3節、3.4節）から、精神科でのマスクの使用にはさらなる問題が導き出されることになる。認知症、妄想型統合失調症、不安やパニック発作を伴うパーソナリティ障害、さらには閉所恐怖症の要素を持つパニック障害の治療を受けている人は、わずかなCO2の増加でもパニック発作を引き起こしたり、強めたりするので、マスクを必要とすることと折り合いをつけるのが難しい[44,77,78,79]。
ある精神医学的研究によれば、中等度から重度の認知症患者はCOVID-19の保護対策を理解しておらず、常にマスクを着用するよう説得する必要がある[80]。
比較研究によると、統合失調症の患者は、マスク着用に対する同意が54.9%と、通常の診療の患者（61.6%）より低い[81]。マスク着用が統合失調症の症状の悪化にどの程度つながるかについては、まだ詳しく研究されていない。
マスク着用時には、混乱、思考障害、見当識障害（特別な評価尺度やリッカート尺度による標準的な記録、p＜0.05）、場合によっては最高速度や反応時間の低下（線形位置変換器による測定、p＜0.05）が観察された[19,32,36,38,39,40,41]。向精神薬は、精神科患者の精神運動機能を低下させる。このことは、特に、マスク着用時の反応能力のさらなる低下と事故へのさらなる感受性に関して、臨床的に関連する可能性があります。
意図しないCO2トリガー麻酔を避けるために [39]、米国疾病対策予防センター(CDC)の基準に従って、継続的なモニタリングが不可能な固定された患者や医学的に鎮静された患者にマスクをしてはならない。これは、上記のCO2滞留の可能性があり、意識障害、誤嚥、窒息のリスクがあるからである [16,17,20,38,82,83] 。
3.6.婦人科系の副作用と危険性
重要な変数として、妊婦の低血中二酸化炭素レベルは、プロゲステロンによって刺激される呼吸分量の増加を通じて維持される [22] 。妊婦と胎児にとって、胎児-母体間の二酸化炭素（CO2）勾配は代謝的に必要である。胎児血液から胎盤を経由して母体循環に二酸化炭素を拡散させるためには、母親の血中二酸化炭素濃度は常に胎児より低くなければならない。
そのため、呼吸抵抗の増加、死腔容量の増加（図3）、呼気二酸化炭素（CO2）の滞留など呼吸生理学の測定可能な変化など、前述のマスク関連現象（3.1項、3.2項）が重要となる。マスクの下で二酸化炭素がますます再呼吸される場合、この症状は、たとえ亜臨界二酸化炭素の増加であっても、曝露時間と共に増加する胎児-母体二酸化炭素勾配の撹乱変数として作用し、したがって、妊婦の補償予備力の低下に関しても臨床的関連性が生じる可能性がある[20,22,28]。
比較研究において、20分間の運動中にN95マスクを装着した22人の妊婦は、マスクを装着していない22人の妊婦に比べて、平均PtcCO2値が31.3mmHgに対して33.3mmHgと、有意に高い経皮的CO2値を示した（p = 0.04） [22]．妊婦の熱感もまた、マスクによって有意に増加し、p < 0.001であった[22]。
したがって、別の介入研究において、研究者は、N95マスク（FFP2相当）による呼吸が、20人の妊婦の安静時および運動時のガス交換を妨げ、代謝系にさらなるストレスを与えることを実証した[28]。したがって、N95マスクの下では、20人の妊婦は、約14％の酸素摂取能力VO2の減少（統計的に有意、p = 0.013）および約18％の二酸化炭素排出能力VCO2の減少（統計的に有意、p = 0.001）を示しました。呼気酸素および二酸化炭素当量の対応する有意な変化も、呼気二酸化炭素（FeCO2）の増加（p < 0.001）および呼気酸素（FeO2）の減少（p < 0.001）で記録され、これは呼吸マスク閉塞による代謝変化により説明された[28]。
短いマスク装着時間が主体の実験では、母親も胎児も統計的に有意な心拍数の増加や呼吸数・酸素飽和値の変化を示さなかった。しかし、妊婦における長時間のマスク使用の正確な影響は、全体として不明なままである。したがって、妊婦では、サージカルマスクやN95マスクの長期使用は批判的に捉えられる[20]。
また、工業的に製造されたマスクに含まれる、長期間吸入可能な物質（例えば、織物の成分であるホルムアルデヒドや耳バンドの成分であるチラム）が催奇形性を有するかどうかは不明である[20,84]。
3.7.皮膚科学的な副作用と危険性
マスクは、閉じた皮膚の上に着る衣服とは異なり、口や鼻に近い部分、つまり呼吸に関係する身体部位を覆います。
必然的に、これは測定可能な温度上昇をもたらすだけでなく [15,44,85] 、呼気の結露による湿度の深刻な上昇をもたらし、その結果、口腔周囲および鼻周囲領域の自然の皮膚環境をかなり変化させる [36,61,82]。また、赤み、pH値、皮膚上皮からの体液損失、水和の増加、皮脂分泌を測定可能に増加させる[73]。既存の皮膚疾患は、これらの変化により永続化するだけでなく、悪化する。一般的に、皮膚は感染症やにきびに対してより敏感になる。
ある実験的研究の著者らは、20人の健康なボランティアにおいて、サージカルマスクとN95マスクの両方で、マスクを着用してからわずか4時間後に皮膚のバリア機能が乱れたことを証明することができた[73]。さらに、温かく湿った環境のため、マスクの外側と内側に細菌（細菌、真菌、ウイルス）が蓄積されます[86,87,88,89]。これらは、臨床的に関連する真菌、細菌、ウイルス感染を引き起こす可能性がある。2020年からドイツのロベルト・コッホ研究所（RKI）のセンチネル調査でライノウイルスの検出が異常に増加したことも、この現象の表れかもしれない[90]。
さらに，このような刺激に進化的に適応していない皮膚の領域は，機械的ストレスが増加する．全体として、上記の事実は、ニキビ、顔の発疹、痒みの症状といったマスクに関連した有害な皮膚反応を伴う好ましくない皮膚科学的影響を引き起こす[91]。
中国の研究グループは、542人のテスト参加者のN95マスク使用時の皮膚刺激とかゆみを報告し、発生した皮膚障害と暴露時間との間に相関関係（6時間/日以下で68.9%、6時間/日超で81.7%）もあることを報告している[92]。
ニューヨークの研究では、COVID-19のパンデミック時に医療従事者がサージカルマスクタイプとN95マスクを頻繁に着用した場合の影響を343人の無作為サンプルで評価した。マスクを着用すると、参加者の71.4％が頭痛を起こし、さらに23.6％が眠気を感じ、51％が皮膚障害を検出し、53％がニキビを作った[37]。
一方では、特にマスクを頻繁に着脱する場合、せん断力により鼻や頬骨に直接的な機械的皮膚病変が生じる[37,92]。
他方、マスクは不自然に湿った暖かい皮膚局所環境を作り出す [29,36,82]。実際、科学者たちは、被験者が1時間マスクを着用した別の研究において、覆われた顔領域の湿度と温度の有意な上昇を実証することができた[85]。マスクの下の相対湿度は、センサー（Atmo-Tube, San Francisco, CA, USA）を使って測定された。顔面領域の湿度と温度の感覚は、他の身体領域より も幸福感にとって重要である[36,44]。そのため、マスクの下での不快感を増大させる可能性がある。さらに、温度の上昇は細菌の最適化を促進する。
マスクの圧力は、顔のリンパと血管の流れの生理学的な障害も引き起こし、その結果、皮膚機能の障害が増加し [73]、最終的には、全装着者の53％までにニキビ、51％までに他の皮膚刺激も引き起こす原因となる [36、37、82]。
他の研究者は、観察研究でN95マスクを装着した322人の参加者を調査し、副作用として最大59.6％にニキビ、51.4％にかゆみ、35.8％に発赤を検出した[72]。
異なるマスク（コミュニティマスク、サージカルマスク、N95マスク）を着用した1393人のうち、最大19.6％（273人）において、ある研究ではかゆみが客観的に確認でき、9％ではさらに深刻なかゆみが確認された。アトピー素因（アレルギー傾向）は痒みのリスクと相関していた。使用期間は、かゆみのリスクと有意に関連していた（p < 0.0001）[93]。
2020年の別の皮膚科学的研究では、すべてのマスクタイプ（コミュニティマスク、サージカルマスク、N95マスク）の使用者876人の96.9％が、眼鏡の曇り（21.3％）、紅潮（21.3％）、滑舌（12.3％）、呼吸困難（35.9％）を伴うかゆみの著しい増加（p < 0.01） という有害問題を確認しています[71]。
マスク下でのニキビ[37,72,91]の発生率の増加とは別に、工業的に製造されたマスク（サージカルマスク、N95）の成分であるホルムアルデヒド（織物の成分）、チラム（耳バンドの成分）に対する過敏症と関連して接触湿疹や蕁麻疹[94]が一般的に記述される[73,84]。有害物質のチラムは、もともと殺虫剤や腐食剤であるが、ゴム産業では最適化促進剤として使用されている。ホルムアルデヒドは殺生物剤と発癌性物質であり、産業界では殺菌剤として使用されている。
炎症後または色素性接触皮膚炎の結果として孤立した永久的な色素沈着も、皮膚科医によって長期のマスク使用後に報告されている[72,91]。
3.8.耳鼻咽喉科と歯科の副作用と危険性
歯科界からは、マスクの悪影響に関する報告があり、「マスクマウス」と呼ばれている[95]。歯肉炎（歯肉の炎症）、口臭、カンジダ症（カンジダ・アルビカンスによる粘膜の真菌感染）、口唇炎（唇の炎症）、特に口角炎、さらには歯垢や虫歯の誘発は、マスクの過剰で不適切な使用に起因するとされています。挙げた口腔疾患の主な誘因は、唾液量の減少によるドライマウスの増加と、マスク下の開いた口からの呼吸の増加である。口呼吸は、表面脱水と唾液流量の減少（SFR）を引き起こす[95]。マスク着用によるドライマウスは科学的に証明されている[29]。マスク着用時に開いた口で呼吸する悪い習慣は、特にマスクを通して吸入するときに、そのような呼吸パターンが呼吸抵抗の増加を補うので、もっともらしく思われる[60,61]。さらに、皮膚科的副作用（3.7節）で既に述べた、皮膚フローラの変化を伴う外皮の湿気 [71,73,85]は、唇や口角の炎症（口唇炎）の説明として責任があるとされている[95]。このことは、マスクによって引き起こされる自然条件の疾病促進的な逆転を明確に示している。口腔内の外部乾燥による生理的な内部湿潤は、外部湿潤による内部乾燥に変換されるのである。
耳鼻咽喉科医は最近、46人の患者でN95マスクの使用による新しいタイプの刺激性鼻炎を発見した。彼らは、マスク着用者に対して内視鏡検査と鼻腔洗浄を行い、その後、病理学的に評価した。臨床的な問題は、標準化された質問表で記録された。彼らは、マスクによる鼻炎、粘膜のかゆみと腫れ、くしゃみの増加を統計的に有意に認めた（p < 0.01）。内視鏡的には、分泌物の増加を示し、粘膜刺激の引き金としてマスクのポリプロピレン繊維を吸入した証拠が示された[96]。
221人の医療従事者の研究において、耳鼻科医はマスク使用者の33%に音声障害を客観視した。音声障害を測定する1〜10のVHI-10スコアは、これらのマスク使用者で平均5.72高かった（p < 0.001で統計的に有意）。マスクは音響フィルターとして働き、過度に大きな音声を引き起こすだけでなく、マスクが乱れのない音声に必要な圧力勾配を損なうため、声帯の調整障害を誘発するようである[43]。研究者たちはこの結果から、マスクは既存の障害を悪化させるだけでなく、新しい音声障害を誘発する潜在的なリスクをもたらす可能性があると結論づけた。
9.スポーツ医学的な副作用と危険性
文献によると、心肺機能の最適化や酸素摂取能力の向上に関するマスクのパフォーマンス向上効果は証明されていません。
例えば、実験的参考研究（1群12名）では、高地トレーニングを模倣したとされるトレーニングマスク（ETM：Elevation Training Mask）は、呼吸筋のトレーニング効果しかありませんでした。しかし、マスク着用者は運動中の酸素飽和値（SpO2％）が有意に低く（マスク着用者SpO2 94％対マスクなし96％、p＜0.05）［33］、これはデッドスペース容量の増加や呼吸時の抵抗増加で説明できる。酸素飽和度の測定値は、マスク着用群では正常値より有意に低く、臨床的な関連性が示唆された。
健康なスポーツ選手における呼吸筋の適応効果が証明されていることから [33]、マスクが呼吸生理を乱す効果があることが明確に示唆された。
重量挙げ選手のマスク使用に関する別の介入研究では、研究者は、注意力の低下（アンケート記録、リッカート尺度）およびセンサーによって検出される最大動作速度の低下（いずれもp＜0.001で有意）の統計的に有意な効果を記録し、研究者は、スポーツにおけるマスク使用はリスクがないわけではないと結論づけた。二次的な発見として、彼らはまた、特殊な重量挙げの運動（「バックスクワット」）を行ったときに、マスクのグループでは、マスクなしのグループと比較して、わずか1分の運動後に酸素飽和度SpO2の有意な減少を検出した（p < 0.001）[32]。化学的パラメータである酸素飽和度SpO2を病的な方向（下限値95％）にシフトさせるマスクの実証済みの傾向は、未訓練者や病人において臨床的な関連性が十分にあると考えられる。
スポーツ医学では、呼吸死腔の容積が大きくなると、血中のCO2分圧が上昇し、二酸化炭素（CO2）貯留量が増加することが確認されています[14]。
実際、運動中にマスクを装着した状態での死腔誘発性CO2貯留も実験的に証明された。N95マスクを装着しての短時間の有酸素運動の効果が16人の健康なボランティアでテストされた。呼気終末二酸化炭素分圧（PETCO2）はプラス8mmHgと有意に増加した（p < 0.001）ことがわかった[24]。最大負荷時のマスク着用者の血中二酸化炭素（CO2）の増加は、サージカルマスクでプラス14％CO2、N95マスクでプラス23％CO2で、これらの値は病的範囲に強く近づくため、前疾患者、高齢者や子供において臨床的関連性を持つ可能性が十分にある効果であった[24]。
8人の中年被験者（19-66歳）を対象とした興味深い耐久試験において、運動前後にマスク下のO2およびCO2のガス含有量が測定された。安静時でさえ、マスク下の酸素利用率はマスクなしより13％低く、二酸化炭素（CO2）濃度は30倍も高かった。ストレス（Ruffierテスト）下では、マスク下の酸素濃度（％O2）はさらに3.7％有意に低下し、二酸化炭素濃度（％CO2）はさらに20％有意に増加した（p＜0.001で統計的に有意）。これに伴い、被検者の血液中の酸素飽和度（SpO2）も97.6％から92.1％へと有意に低下した（p < 0.02）[18]。酸素飽和度（SpO2）が92%に低下し、正常値の95%を明らかに下回ったことは、臨床的に適切であり、健康に害を及ぼすと分類される。
これらの事実は、マスクの使用もまた、スポーツにおける低酸素および高炭酸ガスにつながる上記の効果を誘発することを示唆している。したがって、WHOおよび米国ジョージア州疾病管理予防センター（CDC）は、運動中のマスクの着用を控えるよう勧告している[82,97]。
10.社会的・社会学的な副作用と危険性
医療従事者を対象としたチリの研究結果によると、マスクは音響フィルターのように作用し、過剰に大きな声で話すことを誘発する。これは音声障害を引き起こす [43]。発話量の増加はまた、マスク着用者によるエアロゾル生成の増加にも寄与する[98]。Aerodynamic Particle Sizer (APS, TSI, model 332, TSI Incorporated, Minnesota, MI, USA) で測定したこれらの実験データは、非常に適切なものである。
さらに，マスク着用者は，音声の明瞭性が損なわれるため，日常生活での正常な交流が妨げられ [45]，互いに接近するよう誘惑される．
この結果、一般市民は優先順位を歪められ、COVID-19パンデミックに関連する推奨対策を打ち消すことになる。WHOは、特に個人が少なくとも1mの物理的距離を保つことができない状況において、中程度のエビデンスのある社会的距離と手指衛生を優先し、弱いエビデンスのあるマスクの着用を推奨しています[3]。
マスクの下で顔の表情が認識できなくなることによる非言語的コミュニケーションの崩壊は、不安感、落胆、無感覚、孤立感を増大させ、精神障害者や聴覚障害者にとって大きなストレスとなりうる[16]。
専門家は、マスクが人間のコミュニケーションの基本（言語的および非言語的）を乱すと指摘している。マスクによって顔の認識が制限されることで、感情のシグナルが抑制される。したがって、マスクは社会的相互作用を妨げ、笑顔や笑いの肯定的な効果を消し去ると同時に、マスクの下では否定的な感情も目立たないため、誤解の可能性を大幅に増加させる [42]。
医師と患者の関係を乱すマスクの使用による共感性の低下は、すでに無作為化試験に基づいて科学的に証明されている（統計的に有意、p = 0.04）[99]。この研究では、患者1030人を対象に、診察共感ケア自己評価尺度、患者有効性評価尺度（PEI）スコア、満足度評価尺度が評価された。516名の医師は終始マスクを着用しており、患者への共感性が低下していたため、動的関係による健康増進の効果が無効となった。これらの結果は、マスクによって引き起こされる対人関係や人間関係のダイナミクスが崩壊していることを示しています。
2020年8月に発表されたWHOの地域社会における子どものマスク使用に関するガイダンスでは、子どもへのマスク使用の利点は、社会性やコミュニケーション上の懸念など潜在的な害と比較検討されなければならないと指摘している[100]。
パンデミック対策が広まることで、社会的・文化的・心理的な相互作用が低下し、社会生活の機能不全に陥るという懸念は、他の専門家からも表明されている[6,7,8,42]。
11.社会・産業医学的な副作用・危険性
熱感、ムレ感、息切れ、頭痛といったマスク特有の訴えのほか、心拍数や呼吸数の著しい増加、肺機能パラメータの障害、心肺能力の低下（例．最大血中乳酸値の低下）[15,19,21,23,29,30,31]、マスク下の呼気末端と血中の酸素と二酸化炭素の変化 [13,15,18,19,21,22,23,24,25,27,28,29,30,31,32,33,34] が観察されました。有意な変化はマスク装着後わずか数分で測定可能であり、場合によってはマスク下の吸入空気のO2濃度がマイナス13％、CO2濃度が30倍という大きさに達した（p < 0.001）[18]。観察された変化は統計的に有意であっただけでなく、臨床的にも重要であり、被験者はマスク曝露後に病的な酸素飽和度も示した（p < 0.02）[18]。
サージカルマスク着用時の軽い労作（6分間の歩行）における息切れは、プロスペクティブな実験的介入研究において、44人の健康な被験者で統計的に有意に記録されている（p < 0.001）[101]。ここでは、愁訴は主観的なビジュアルアナログスケールを用いて評価された。
2011年の別の研究では、テストされたすべてのマスクは、長時間の使用中に27人の被験者に不快感と疲労感の有意な増加を引き起こした（p < 0.0001）[69]。
これらの症状は、職業用マスク着用者のさらなるストレスにつながり、したがって、疲労感に関連して、植物性交感神経の活性化によって引き起こされる自己永続的悪循環に寄与し、さらに呼吸と心拍、血圧、疲労感の増加を増加させる[16,20,35,83]。
他の研究では、マスクの心理的・身体的効果は、疲労、不満、不安の感情の増加を介して、仕事のパフォーマンス（1～5のリッカート尺度であるRoberge Subjective Symptoms-during-Work Scaleで測定）をさらに低下させることが示されている[58,102,103]。
他の研究でも、マスクを長時間着用することは、生理的・心理的な障害を引き起こし、その結果、仕事のパフォーマンスを低下させた[19,36,58,69]。呼吸保護具の実験では、デッドスペース容積を350mL増加させると、可能な作業時間が約-19％減少する。-さらに、呼吸の快適性が-18%減少する（主観的評価尺度で測定）[58]。さらに、マスクの着脱や交換によって、作業時間や作業の流れが中断され、減少する。作業能率の低下は、上記のように見出された文献に記録されているが（特に3.1節と3.2節）、それ以上詳細に定量化されていない[36,58]。
サージカルマスク型やN95保護具は、頭痛、呼吸困難、にきび、皮膚刺激、かゆみ、覚醒度の低下、精神パフォーマンスの低下、湿気や暑さの感覚などの副作用を医療従事者に頻繁に引き起こしました[19,29,37,71,85]。特別な調査スコアやリッカート尺度で測定された、ユーザーの主観的な、作業パフォーマンスを低下させる、マスク関連の障害は、他の研究でも記述されています[15,21,27,32,35,43,66,67,68,72,96,99]。
皮膚科学に関する3.7節で、マスクで覆われた顔面領域で 平均1.9℃の有意な温度上昇（34.5℃以上）を実証した論文 をすでに紹介した（p < 0.05） [85] 。敏感な大脳皮質（ホムンクルス）に比較的大きな 表現があるため、顔の温度感覚は他の身体部位よりも幸福 感に決定的な影響を与える[36,44]。したがって、マスク着用時の不快感の知覚が強まる可能性がある。興味深いことに、我々の分析では、8件の研究のうち7件でマスク下の温度上昇という物理変数と呼吸障害という症状の複合的な発生を発見し、88％で相互に有意に測定された発生を確認した。また、関連する主要研究の50％（6論文中3論文、図2）において、マスク下の体温上昇と疲労の有意な測定値の組み合わせが検出されました。これらの体温上昇と呼吸障害や疲労の症状とのクラスター化した関連は、マスク下で検出された体温上昇の臨床的関連性を示唆するものである。最悪の場合、特にCOPD、心不全、呼吸不全がある場合、前述の影響が互いに強化され、減圧につながる可能性があります。
また、マスクによって引き起こされる可能性のある障害や不快感の総和は、注意力散漫の一因となります（心理的障害の項も参照）。これらは、精神運動能力の低下、反応性の低下、全体的な認知能力の低下（これらはすべてマスク装着の病態生理学的影響である）［19,29,32,39,40,41］と関連して、危険を認識できず、したがって仕事中の事故や回避できるエラーにつながりうる［19,36,37］。ここで特に注目すべきは、リッカート尺度（1～5）で測定したマスクによる無気力（p<0.05）、思考力の低下（p<0.05）、集中力の問題（p<0.02）です [29]．したがって、労働衛生規則では、このようなシナリオに対する対策がとられている。ドイツの労働災害保険（DGUV）には、呼吸保護具に関する正確で広範な規制があり、装着時間の制限、作業強度のレベル、定められた指導義務について文書化されています[104]。
労働者を保護するための様々な種類のマスクに関して多くの国で規定されている基準や規範も、労働衛生の観点からは重要である[105]。例えばドイツでは、他の国際的な国々からのマスクに対して、非常に厳しい安全仕様がある。これらは、着用者の保護に関する要件を規定している[106]。これらすべての規格とそれに伴う認証手続きは、一般市民に対するマスクの義務化によって、ますます緩和されていった。これは、地域用マスクのような非認証のマスクも、パンデミック対策の間、職場や学校部門でより長い期間、大規模に使用されたことを意味する[107]。直近では，2020年10月にドイツ社会傷害保険（DGUV）が，コミュニティマスクの使用時間制限をフィルタリングハーフマスクと同様に，1日120分の3シフトまでとし，間に30分の回復休憩を入れることを推奨している．ドイツでは、FFP2（N95）マスクは75分間着用し、その後30分間の休憩をとることが義務付けられています。また、職業用呼吸器については、専門の医師による追加の適性検査が義務付けられ、規定されている[104]。
12.着用者と環境に対する微生物学的影響。異物/自己汚染
マスクは水分の滞留を引き起こす [61]。サージカルマスクやコミュニティマスクのろ過性能の低さや誤った使用、頻繁な再使用は、感染リスクの上昇を意味する[108,109,110]。抗体、補体系、防御細胞、病原体抑制などの保護機構が粘膜に存在しないマスクによって、あるいはマスクの中で作られる温湿度環境は、細菌や真菌などの様々な病原体の無制限の増殖への道を開き、したがって理想的な増殖と繁殖の場となり [88]、ウイルスも蓄積させる [87].温かく湿度の高いマスクの微気候は、マスクの上や下に様々な細菌を蓄積しやすく、細菌の密度はマスクの着用時間に大きく比例する[86]。わずか2時間のマスク着用で、実験的観察研究では病原体密度はほぼ10倍に増加する[87,89]。
微生物学的、疫学的な観点から、日常的に使用されるマスクは、汚染のリスクをもたらす。これは、異物混入としてだけでなく、自己汚染としても起こりうる。一方では、対流によって細菌がマスクに吸い込まれたり、付着したりする。一方、鼻咽頭からの潜在的な感染性物質は、呼吸中にマスクの外側と内側の両方に過剰に蓄積される[5,88]。これは、汚染された手との接触によってさらに悪化する。マスクは常に細菌を含む呼気で貫通され、粘膜の外側では病原体の繁殖率が高いため、潜在的な感染性病原体はマスクの外側と内側に過剰に蓄積される。マスクの上や中には、大腸菌（検出された全菌の54%）、黄色ブドウ球菌（検出された全菌の25%）、カンジダ（6%）、クレブシエラ（5%）、腸球菌（4%）、シュードモナス（3%）、エンテロバクター（2%）、マイクロコカス（1%）などのかなり深刻で病気を引き起こす可能性がある細菌や真菌が大量に検出されることさえあります [88]（※1） 。
別の微生物学的研究において、細菌である黄色ブドウ球菌（検出された全細菌の57％）と真菌であるアスペルギルス（検出された全真菌の31％）が、調査した230枚のサージカルマスク上で優勢な細菌であることが判明した[86]。
6時間以上使用した後、医療従事者が着用した148枚のマスクから、順にアデノウイルス、ボカウイルス、呼吸器合胞体ウイルス、インフルエンザウイルスが検出されました[87]。
この点からも、湿気がこれらの潜在的な病原体を毛細管現象によってマスク上やマスク内に微小な液滴として拡散させ、呼吸のたびにエアロゾルによる自己および外部からの汚染という意味でさらなる増殖が起こり得ることが問題である[35]。この点で、マスクは環境中の微粒子の生成に比例して不釣り合いであり、驚くことに、マスクをしていない人よりもはるかに多いことが文献から知られている[98]。
マスクを着用しているすべての被験者が、呼吸時、会話時、咳をするときの両方で、マスクを着用していない人に比べて、サイズ 0.3-0.5 μm の小さな粒子を大気中に著しく多く放出することが示されました（布製、外科用、N95マスク、Aerodynamic Particle Sizer、APS、TS、モデル 3329で測定）[98]。2020年からのドイツRKIのセンチネル調査におけるライノウイルスの検出の増加は[90]、その年に公共空間において一般住民が一貫してマスクを使用していたことから、この現象をさらに示唆するものである可能性がある。
13.疫学的影響
本稿で述べたマスクの副作用や危険性については、さまざまなタイプのマスクの研究に基づいている。日常的に使用されているサージカルマスクタイプの業務用マスクやN95/KN95（FFP2相当）だけでなく、当初使用されていた地域用の布製マスクも含まれる。N95の場合、Nは米国労働安全衛生研究所（NIOSH）を表し、95は少なくとも0.3μmまでの微粒子に対する95％の濾過能力を示す[82]。
一般市民におけるマスク使用の主なリスクは、ウイルス感染に対する保護に関して誤った安心感、特に強い自己防衛を誤って想定してしまうことである。感染リスクを無視することは、ソースコントロールの面を疎かにするだけでなく、他のデメリットをもたらす可能性があります。一般大衆にマスクが広く普及していることについて、専門家による肯定的な説明もかなりあるが [111]、深刻で明白な科学的報告のほとんどは、マスク着用という一般的な義務が誤った安心感をもたらすと結論付けている [4,5]．しかし、このことは、WHOによれば、マスク着用よりも高いレベルの効果を持つ対策、すなわち社会的距離と手指衛生を軽視することにつながる[2,112]。研究者たちは、実験的な設定において、マスクを着用すると誤った安心感を抱き、より危険な行動をとるという統計的に有意な証拠を提供することができた[112]。
多くの国の意思決定者は、2020年3月のパンデミックの早い段階で、症状のない人は医療用マスクを使うべきではない、これは誤った安心感を与えるからだ、と国民に伝えていました[113]。この勧告は最終的に多くの国で変更された。少なくともドイツは、一般的な布製マスク（コミュニティマスク）のようなある種のマスクの着用者は、SARS-CoV-2の感染から自身や他人を守るために頼ることはできないと指摘した[114]。
しかし、科学者たちは、パンデミックの範囲内における布製マスクの証拠の欠如を訴えるだけでなく［16,110］、布製マスクの粒子による高い透過性とそれがもたらす潜在的な感染リスクについても訴えている［108,109］。0.3μm以上の粒子寸法に対して97%の透過率を持つ通常の布製マスクは、44%の透過率を持つ医療用タイプのサージカルマスクとは対照的である。一方、N95マスクは、実験室実験において、0.3μm以上の粒子に対する透過率が0.01%未満である[108,115]。
病院や外来診療所の臨床現場では、WHOのガイドラインは、強くエアロゾルを発生させる対策を除いて、患者の治療全体に対してインフルエンザウイルス用のサージカルマスクのみを推奨し、そのためにタイプN95のより細かいフィルタリングマスクを推奨している。しかし、WHOによる特定のマスクタイプの推奨は、健康分野での質の高い研究が不足しているため、完全にエビデンスに基づくものではない[108,109,116,117]。
実験室での実験（証拠レベルIIaの研究）において、サージカルマスクとN95マスクの両方が、ウイルスフリーのエアロゾルを用いたSARS-CoV-2とインフルエンザウイルスに対する保護において欠損があることが証明された[118]。この研究では、FFP2相当のN95マスクは、外科用マスクよりも有意に保護性能が高かった（8～12倍の効果）が、どちらのマスクタイプも、コロナ及びインフルエンザウイルスに対する信頼できる仮説生成型の保護は確立しなかった。どちらのタイプのマスクも直径0.08～0.2μmのエアロゾル粒子に邪魔されずに透過することが可能であった。0.06～0.14 μmのSARS-CoV-2病原体[119]と0.08～0.12 μmのインフルエンザウイルスは、残念ながらマスクの孔径をはるかに下回る[118]ものである。
N95マスクの0.3μmまでのろ過能力[82]は、サージカルマスクやコミュニティマスクでは通常達成できない。しかし，直径0.09〜3μmのエアロゾル飛沫は，ウイルスの輸送媒体となることが想定される．これらは医療用マスクも40％ほど透過してしまいます。また、顔とマスクのフィット感が悪いことが多く、さらにその機能と安全性が損なわれている[120]。マスクにエアロゾル飛沫が蓄積されることも問題である。ウイルスなどのナノ粒子を吸着するだけでなく[6]，吸気や呼気の際に気流に追従し，さらに運ばれてしまう。さらに，マスクの下でも起こるように，温度が上昇するとエアロゾル液滴の物理的な減衰プロセスが説明されている [15,44,85]．このプロセスにより、微細な水滴の大きさがウイルスの直径まで小さくなることがある[121,122]。マスクは、より大きなエアロゾル飛沫をろ過するが、ウイルス自体やそのような0.2μm未満の小さく潜在的にウイルスを含むエアロゾル飛沫を保持できず、したがってウイルスの拡散を止めることができない[123]。
同様に、N95とサージカルマスクのin vivo比較研究において、インフルエンザウイルス感染率に有意差はなかった[124,125]。これは、布製マスクであっても非自然的な条件下でウイルスを含まないエアロゾルを用いた心強いin vitro実験室の結果とは対照的であるが［126］、自然のin vivo条件下では、静電効果に基づく布製マスクの有望なろ過機能も湿度の上昇下で急速に低下することに留意する必要がある［127］。最近、一般に市販されている様々なマスクのスイスの繊維研究所のテストでは、ほとんどのタイプのマスクがエアロゾルを十分に濾過しないことが確認された。テストした8種類の再利用可能な布製マスクのうち1種類を除いて、EN149に基づくろ過効力は、1μmの大きさの粒子に対して常に70％未満であった。使い捨てマスクの場合、テストした8種類のマスクのうち半数だけが、1μmの粒子の70％を保持するのに十分なろ過効率を有していた[128]。
最近の実験的研究では、すべてのマスク着用者（サージカルマスク、N95マスク、布製マスク）は、呼吸、会話、咳のいずれにおいても、マスクを着用していない人に比べて0.3～0.5μmのサイズの粒子を有意かつ比例的に小さく空気中に放出することが実証されている[98]。これによると、マスクはネブライザーのように作用して、非常に細かいエアロゾルの生成に寄与している。しかし、小さな粒子は、物理的な理由から、大きな粒子よりも速く、遠くに広がる。この実験的参照研究で特に興味深かったのは、単層布製マスクを装着した被験者が、装着していない人に比べて呼吸時に合計384％も多くの粒子（様々なサイズ）を放出することができたという発見であった[98]。
問題につながるのは、前述したマスク自体の機能的な弱点だけでなく、その使用方法にもある。そのため、誤った安心感を与えてしまう危険性が高まります。文献によると、衛生的に正しいマスクの使用は決して直感的なものではないため、医療従事者と一般人の両方がマスクを使用する際に間違いを犯している。全体として、医療従事者の65％、一般人の78％がマスクを間違って使用しています[116]。サージカルマスクとN95マスクの両方において、熱による不快感や皮膚刺激を伴う着用感の低下により、使用規則の遵守が損なわれ、十分に守られない[29,35,116,129]。これは、デッドスペース（特にN95マスクの下）による二酸化炭素の蓄積によって悪化し、その結果、頭痛が起こると説明されています[19,27,37,66,67,68,83]。心拍数の増加、かゆみ、湿った感じ [15,29,30,35,71]も、使用中の安全性と質の低下につながる（社会・職業上の健康への副作用と危険も参照）。このため、（日常的な）マスクは、病院や医院の厳しい衛生規則を真似ることのできない一般人にとっては、感染の一般的なリスクとさえ考えられている：したがって、安全と思われていたものが、安全リスクそのものになるのだ [5]。
WHOが委託したエビデンスレベルIaのメタアナリシスでは，インフルエンザウイルスのパンデミック予防の文脈におけるマスクの効果は実証されなかった[130]．14の無作為化比較試験において，実験室で確認されたインフルエンザ感染の伝播の低減は示されなかった．ウイルス種（インフルエンザとコロナ、上記参照）のサイズと分布経路が似ているため、このデータはSARS-CoV-2にも転用可能である[118]。それでも、ある研究では、時折のマスク着用と十分な手洗いの組み合わせにより、インフルエンザの感染がわずかに減少した[131]。しかし、この研究では、手指衛生とマスクの分離が達成されなかったので、前述のデータから見て、保護効果はむしろ手指衛生に起因するものである[131]。
最近発表されたデンマークの大規模なプロスペクティブ比較研究では、マスク着用者と非着用者のSARS-CoV2感染率について比較したが、グループ間の統計的な有意差は示されなかった[132]。
14.小児の副作用と危険性
小児は特に脆弱であり、不適切な治療や追加的な危害を受ける可能性が高いかもしれない。成人について記述されている潜在的なマスクの悪影響は、小児に対してもより有効であると考えることができる（セクション3.1からセクション3.13参照：生理的内部障害、神経系障害、精神系障害、皮膚科障害、耳鼻科障害、歯科障害、社会科障害、職業・社会医学、微生物学、疫学障害、さらに図2および図3）。
小児の呼吸は、酸素要求量の多さ、中枢神経系の低酸素感受性の増大、呼吸予備能の低下、気道が小さく内腔が狭くなると抵抗が強くなることなどから、重要かつ脆弱な生理的変動であり、特に注意が必要である。鼻や上唇を刺激することによる潜水反射は、酸素欠乏時に呼吸停止から徐脈を引き起こす可能性がある。
現在、小児に使用されているマスクは、もっぱら幾何学的寸法を小さくして製造された大人用のマスクであり、この目的のために特別な試験も承認もされていなかった[133]。
イギリスの実験的研究において、8歳から11歳の100人の学童は、特に体を動かしたときに、マスクによって頻繁に暑さを感じ（p < 0.0001）、呼吸困難（p < 0.03）に陥り、そのため24％の児童が運動中に保護具を脱いでいた[133]。このマスク実験の除外基準は、肺疾患、心血管障害、閉所恐怖症であった[133]。
シンガポールの科学者たちは、有名な雑誌「nature」に掲載されたレベルIbの研究において、FFP2マスクを5分間だけ着用した7歳から14歳の106人の子供たちが、吸気と呼気の二酸化炭素濃度の上昇を示し、呼吸生理学の障害を示すことを実証することができた[26]。
しかし、小児における呼吸生理学の障害は、長期的に疾患と関連した結果をもたらす可能性がある。わずかなCO2レベルの上昇は、心拍数、血圧、頭痛、疲労、集中力障害を増加させることが知られている[38]。
したがって、マスク使用の除外基準として、以下の条件が挙げられた [26]：喘息、気管支炎、嚢胞性線維症、先天性心疾患、肺気腫を含むがこれに限らない心肺疾患；運動により悪化する可能性のある状態。運動誘発性喘息、下気道感染症（過去2週間以内の肺炎、気管支炎）、不安障害、糖尿病、高血圧、てんかん／発作性障害、内科、整形外科、神経筋疾患による身体障害、急性上気道疾患、症候性鼻炎（鼻閉、鼻水、くしゃみ）、マスクのフィット感に影響を与える変形がある疾患（例：喘息、気管支炎、くしゃみ）。g.,マスクの装着に影響を与えるような変形がある場合（例：顔の毛が多い、頭蓋顔面の変形など）。
また、先に述べたように、神経疾患におけるマスクの影響の可能性を強調することも重要である（セクション3.3）。
科学的な調査では、マスクとフェイスシールドの両方が、46％（80人中37人）の子どもに恐怖心を引き起こしました。もし子どもたちに、診察する医師がマスクをつけるかどうかを選択させると、49％のケースでこれを拒否する。両親とともに、子どもたちは医師がフェイスバイザーを着用することを好む（p < 0.0001で統計的に有意）[134]。
ドイツにおける何万人ものマスク着用児童を対象とした最近の観察研究では、評価対象となった25,930人の児童のうち37%が頭痛（53%）、集中困難（50%）、不機嫌（49%）、学習困難（38%）および疲労といった訴えを客観化するのに役立った。観察された子供のうち、25%は新たに不安を発症し、悪夢まで見るようになった[135]。子供においては、環境によって生成された脅威のシナリオはマスクを介してさらに維持され、場合によってはさらに強化され、このようにして既存のストレスが強化される（潜在意識の恐怖の存在）[16,35,136,137]。
その結果、心身症やストレス関連の病気が増加する可能性がある[74,75]。例えば、ある評価によれば、マスク着用者の60％が、1から最大10までのスケールで最高等級10のストレスレベルを示していた。調査対象となったマスク着用者のうち、ストレスレベルが10段階中8未満であったのは10％未満であった[74]。
小児は特別なグループと考えられるため、WHOも2020年8月にコミュニティにおける小児のマスク使用に関する別のガイドラインを発行し、限られたエビデンスから、小児におけるマスク使用の利点とマスク使用に伴う潜在的な害を天秤にかける必要があると政策立案者と国家当局に明確に助言している。これには、実現可能性や不快感のほか、社会性やコミュニケーションに関する懸念も含まれる[100]。
専門家によれば、マスクは人間のコミュニケーションと感情の交換の基礎を阻害し、学習を妨げるだけでなく、笑顔、笑い、感情の模倣のポジティブな効果を子どもから奪ってしまう[42]。ウイルス対策としての子どものマスクの有効性については議論があり、子どもに広く使用されるには証拠が不足している。これについては、ドイツのブレーメン大学の科学者が論文2.0 and 3.0 [138]でより詳細に述べている。
15.環境に対する影響
WHOの推計によると、1ヶ月あたり8900万枚のマスクの需要があり、その世界的な生産量は、コロナのパンデミックの下で増加し続けるだろう[139]。例えば、使い捨ての外科用マスクは、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステルなどのポリマーで構成されているため[140]、リサイクル及び廃棄戦略がない場合、環境の観点からも、特にヨーロッパ以外では、世界的な課題の増大が予想される[139]。前述の単一使用ポリマーは、海洋環境に至るまでの全ての水循環を汚染するプラスチック及びプラスチック粒子の重要な発生源であると認識されている[141]。
重大な健康被害要因は、食物連鎖に分解された後のマイクロプラスチックの形態でマスク廃棄物によってもたらされる。同様に、汚染された巨視的な使い捨てマスクの廃棄物は、特に微視的に分解される前は、侵入性病原体の観点から微生物（原虫、細菌、ウイルス、真菌）にとって広範な媒体となる[86,87,88,89,142]。生物学的に汚染された日常用マスク材料の適切な廃棄は、欧米諸国でも十分に規制されていない。
ディスカッション
学際的な領域で見出された潜在的な劇的で望ましくない効果は、パンデミック対策という観点から、一般市民におけるマスクに関する世界的な決定の一般的な範囲を示している。発見された文献によると、マスク着用者には、心理的、社会的、身体的レベルの両方で、科学的に記録された明確な悪影響があることがわかった。
WHOや欧州疾病予防管理センター（ECDC）のような高等機関も、米国ジョージア州疾病管理予防センター（CDC）やドイツRKIのような国の機関も、一般市民におけるマスクのプラスの効果（人口におけるCOVID-19の感染拡大の割合の減少という意味での）を、科学的データに基づいて実証していません［2,4,5］。
科学的に確立された証拠に基づく医療の基準に反して、国内外の保健当局は、マスクの強制着用が安全性の偽りの感覚を与えるにもかかわらず、公共の場でのマスクについて理論的評価を発表している[5,112,143]。
感染疫学的な観点からは、日常的に使用されるマスクは、汚染された手を介してなど、着用者が内外から自己汚染する危険性がある[5,16,88]。また、マスクには呼気が染み込み、鼻咽頭からの感染物質や周囲の空気中の感染物質がマスクの外側と内側に蓄積される可能性がある。特に、重大な感染症の原因となる細菌や真菌がここで言及されるべきであるが [86,88,89]、ウイルスもまた同様である [87]。2020年からのドイツRKIのセンチネル調査におけるライノウイルスの検出の異常な増加[90]は、この現象の徴候である可能性がある。したがって、さらなる調査による解明が望まれる。
マスクは、一般市民が使用する場合、病院の標準化された衛生規則が一般市民には守れないため、科学者は感染リスクをもたらすと考える[5]。その上、マスク着用者（サージカルマスク、N95マスク、布製マスク）は、マスクをしていない人よりも比較的小さな粒子（サイズ0.3〜0.5μm）を吐き出し、マスク下の大きな話し声はさらにこのマスク着用者による微細エアロゾルの生成増加を増幅します（ネブライザー効果）[98]。
現代の歴史は、1918年から1919年、1957年から58年、1968年、2002年のインフルエンザの大流行、2004年から2005年のSARS、そして2009年のインフルエンザにおいて、日常的に使用されるマスクが、ウイルス感染シナリオに対する戦いにおいて期待された成功を収められなかったことを示している[67,144]。このような経験から、2009年の時点で、マスクは日常的なシナリオではウイルスに対して有意な効果を示さないという科学的研究が行われた[129,145]。さらにその後、科学者や研究機関は、ウイルス性の呼吸器感染からユーザーを安全に保護するためにマスクは不適当であると評価した[137,146,147]。病院での使用においてさえ、サージカルマスクはウイルスに対する防御の強い証拠を欠いている[67]。
元々は外科医の息や主に細菌の飛沫汚染から傷口を保護するという有用な知識から生まれたが [144,148,149]、近年特にアジアにおいてマスクは目に見えて誤用され、大きく間違った一般的な日常的使用となっている[150]。重要なのは、社会学者ベックが1992年の時点でマスクをリスクの化粧品として記述していたことである[151]。残念ながら、マスクは悪循環に内在している：厳密に言えば、それは象徴的に保護するだけであり、同時に感染への恐怖を表しているのである。この現象は、メインストリームメディアによって絶えず育まれる集団的な恐怖の煽りによって強化される[137]。
今日、マスクはウイルスの大流行時に一般住民の心理的なサポートの一種を表し、さらに不安を軽減した行動の自由を約束する。自己防衛からではなく「利他主義」から「ソースコントロール」の意味でマスクを使用することを推奨する[152]ことも、多くの国の国民だけでなく規制当局の間でも非常に人気がある。WHOが現在のパンデミックにおいてマスクを推奨しているのは、純粋な感染学的アプローチだけでなく、一般市民の健康な人々にとって考えられる利点も明確である。特に、マスク着用者の潜在的なスティグマの軽減、ウイルスの蔓延防止に貢献したという実感、他の対策への注意を喚起することなどが挙げられている[2]。
最近のデータでは、SARS-CoV-2感染の検出は、一般的なマスクの使用とは直接関係がないようであることは、言うまでもないことである。レトロスペクティブな比較研究で調査されたグループ（SARS-CoV-2感染者と非感染者）は、マスク使用の習慣に違いはなかった：両グループの被験者の約70％が常にマスクを着用し、さらに14.4％が頻繁にマスクを着用していた[143]。
約6000人の参加者を対象に実施され、2020年に発表されたマスク着用に関するデンマークの前向き研究において、科学者たちは、3030人のマスク着用者のグループと2994人のマスクなしの参加者を比較したとき、SARS-CoV-2の感染率に統計的に有意な差がないことを発見しました（p = 0.38）[132]。
実際、ウイルス感染の場合、マスクは期待されるよりも効果が低いだけでなく、望ましくない生物学的、化学的、物理的、心理的な副作用がないわけでもないようである[67]。従って、一部の専門家は、善意の非専門家主義はかなり危険であると主張している [6]。
皮膚科の同僚は、より大きな集団におけるマスク着用の一般的な副作用を初めて記述した。温度、湿度の上昇や機械的な刺激によるマスクの単純で直接的な物理的、化学的、生物学的効果は、着用者の60％までにニキビを引き起こした[37,71,72,73,85]。その他の有意に記録された結果は、湿疹、皮膚損傷、および全体的な皮膚バリア機能の低下であった[37,72,73]。
マスクの使用によるこれらの直接的な影響は、他の器官系に影響を及ぼすさらなる有害な影響への重要なポインタとなる。
我々の研究において、我々は、医学の様々な分野におけるマスクの科学的に検証された多数の統計的に有意な悪影響、特に、呼吸の非常に複雑なプロセスに対する破壊的影響と、身体の呼吸生理学とガス代謝に対する悪影響に関して特定した（図2及び図3参照）。呼吸生理学とガス交換は、人体の健康を維持するためのバランスを維持する上で重要な役割を担っている[136,153]。我々が発見した研究によると、マスク装着によりほぼ2倍になるデッドスペース容積と2倍以上の呼吸抵抗（図3）[59,60,61]により、呼吸サイクルごとに二酸化炭素の再呼吸が起こり[16,17,18,39,83]、健常者のほとんどは、血中の二酸化炭素分圧（PaCO2）が限界以下だが病人の場合は一部病的に増加する [25,34,58] とされています。発見された主要な研究によると、これらの変化は反射的に呼吸頻度と深さの増加 [21,23,34,36] に寄与し、生理的フィードバック機構を介して呼吸筋の仕事を対応的に増加させる [31,36] とされている。したがって、当初想定していたように、マスク使用による純粋なポジティブトレーニングではない。これは、死腔容量の増加と呼吸抵抗の増加によってすでに低下している血液中の酸素飽和度SpO2のサブリミナルな低下をしばしば増加させる [23,28,29,30,32]。
一方では血液中の酸素飽和度O2の測定可能な低下 [18,23,28,29,30,32] 、他方では二酸化炭素 (CO2) の増加 [13,15,19,21,22,23,24,25,26,27,28] が起こり、心拍数の増加 [29,30,35] と呼吸数の増加 [15,21,23,34] 、いくつかのケースでは血圧が大幅に増加 [25,35] して、副腎系ストレス反応の増大が引き起こされる可能性もあります。
パニック傾向のある個体では、ストレス誘発性のノルアドレナリン作動性交感神経活性化は、脳幹の小丘における二酸化炭素（CO2）機構を介して部分的に直接的に媒介されるが [39,78,79,153] 、通常の方法では髄質の孤立核の化学感受性ニューロンも介して媒介される [136,154]．孤束核[136]は脳幹の最深部に位置し，神経細胞の呼吸・循環制御の入り口となる[154]．そこでの酸素（O2）血中濃度の低下は、頸動脈の化学受容体を介して交感神経軸の活性化を引き起こす [155,156]。
マスク着用時に誘発されるような血液ガスの閾値以下の変化でさえ、中枢神経系におけるこれらの制御中枢に反応を引き起こす。したがって、マスクは、着用者の血液中の酸素と二酸化炭素のわずかな変化を介して、影響を受ける脳の重要な制御中枢に直接的な反応を引き起こす[136,154,155]。
呼吸障害と高血圧、睡眠時無呼吸症候群、メタボリックシンドロームなどの心肺疾患との関連性は科学的に証明されている [56,57]。興味深いことに、酸素/O2血中濃度の低下、また二酸化炭素/CO2血中濃度の上昇は、交感神経ストレス反応の主なトリガーと考えられている[38,136]。髄質の孤束核の前述の化学感受性ニューロンは、主な責任制御中枢であると考えられている[136,154,155]。したがって、長時間のマスク着用による臨床的影響は、慢性的なストレス反応の激化と、メタボリックシンドロームにつながる代謝への悪影響が考えられる。我々が見つけたマスクの研究は、そのような疾患と関連した呼吸ガス（O2およびCO2）の変化[38,136]が、すでにマスク着用によって達成されていることを示している[13,15,18,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34]。
低酸素、交感神経反応、レプチン分泌の関連性は科学的に知られている [136]。
さらに重要なことは、呼吸と他の身体機能への影響 [56,57]、ポジティブな感情や意欲の生成と精神との関連である [153]。神経心理生物学的研究からの最新の知見は、呼吸は物理的変数によって制御される機能（フィードバック機構）だけではなく、むしろ独立して高位の脳中枢に影響を与え、したがって、心理的および他の身体的機能や反応の形成にも役立つことを示している[153,157,158]。マスクは着用者の呼吸を妨げたり加速させたりするので、ホリスティック医学やヨガで用いられる健康を増進する呼吸の原則[56,57]に完全に反して働く。最近の研究によれば、乱れのない呼吸は幸福と健康的な意欲に不可欠であるが[157,159]、マスクはこれに反して働くのである。
マスクを介して血液ガスが低酸素（酸素飽和度の低下）と高炭酸（二酸化炭素濃度の上昇）の方向に大きく変化する結果は、したがって、正常な限度を超えていなくても、人間の生体に臨床的に関連する影響を与える可能性を持っている。
最新の科学的知見によれば、低酸素および高炭酸への血液ガスシフトは、マクロおよびミクロのレベルで説明した即時的、心理的、生理的反応に影響を与えるだけでなく、多くの異なる体細胞における分子細胞レベルの遺伝子発現および代謝にも影響を与える。これを通じて、マスクが身体の生理学に劇的な破壊的介入をすることも、例えば、過呼吸と低酸素様効果の両方を通じて低酸素誘導因子（HIF）の活性化において、細胞レベルまで明らかになる[160]。HIFは、細胞の酸素供給を制御し、適応反応に関連するシグナル伝達経路を活性化する転写因子である。例えば、HIFは幹細胞を抑制し、腫瘍細胞の増殖と炎症プロセスを促進する [160]。我々の研究で初めて包括的に記述されたマスクの低酸素および過炭酸促進作用に基づいて、特にマスクの長期的かつ過度の使用によって、細胞内レベル（HIF-a）に至るまで潜在的な破壊的影響が想定される。したがって、マスク着用者の植物性慢性ストレス反応は脳中枢を経由しているが、それに加えて、細胞レベルの代謝にも悪影響を及ぼすと考えられる。日常生活でマスクを使用し続けることが予想されるため、今後の研究分野としても興味深いものがあります。
潜在的に上昇したCO2濃度や好ましくない呼吸空気組成に長期間さらされると、疾病を促進する作用があることは、早くから認識されていた。1983年には早くも、WHOは「シックハウス症候群」（SBS）を、室内で生活する人々が、特定の原因や疾患を持たずに、滞在時間と共に増加する急性疾患関連作用を経験する状態として説明した[161,162]。この症候群は、多くの場合、サブリミナル的にCO2濃度が上昇する室内で過ごす人々が罹患し、心拍数の増加、血圧の上昇、頭痛、疲労、集中困難などの症状を呈しやすい[38,162]。我々が発見したマスク研究に記載されている訴えのいくつか（図2）は、シックハウス症候群の訴えに驚くほどよく似ている[161]。
気温、空気中の二酸化炭素量、頭痛、めまい、眠気、かゆみなどもシックハウス症候群に関係する。一方、マスクを長時間使用した場合、マスク自体がシックハウス症候群のような影響を引き起こす可能性があります。一方、空調の効いた建物内、特に屋内でのマスク着用が義務付けられている場合は、さらにこれらの影響が強まる可能性があります。とはいえ、いくつかの研究 [21,31,34] では、マスク着用者の収縮期血圧値が高くなる傾向が見られたが、統計的有意性は2つの研究 [25,35] でしか見いだされていない。しかし、マスク着用者に関連する心拍数の上昇、頭痛、疲労、集中力の問題については、より関連性が高く、有意な証拠が見つかりました（図2）マスク着用の臨床的関連性を示しています。
科学的な結果や知見によると、マスクは健康な人だけでなく病気の人にも測定可能な有害な影響を与え、その関連性は使用期間が長くなるほど高くなると思われる[69]。一般集団における閾値以下の低酸素及び高炭酸を伴うマスクの広範な使用の長期的な結果について、また、高血圧、睡眠時無呼吸症候群及びメタボリック症候群などの心肺生活習慣病の悪化の可能性について光を当てるために、ここでさらなる研究が必要である。肥満の人、睡眠時無呼吸症候群の患者、オーバーラップCOPDの患者では、すでに血中二酸化炭素（CO2）濃度が上昇していることが多く、日常的なマスクによってさらに上昇する可能性があります。高体重指数（BMI）だけでなく、睡眠時無呼吸症候群も、これらの患者の日中の過呼吸と関連している（マスクなしでも）[19,163]。このような患者にとって、過呼吸は罹患率の上昇を伴う重篤な疾患のリスクの増加を意味し、その後、マスクの過剰使用によってさらに増加する可能性がある [18,38] 。
交感神経ストレス活性化の過呼吸誘発作用は、女性では周期相依存的でさえある。プロゲステロンのメカニズムによって制御され、黄体期の血圧上昇によって測定される交感神経反応はかなり強い [164] 。このことは、健康な女性と病気の女性で、二酸化炭素（CO2）の増加に関連するマスクの望ましくない効果に対する感受性の違いをもたらすかもしれない。
我々のレビューでは、マスクによる身体的・心理的なマイナスの変化は、若くて健康な人でも客観的に確認することができた。
物理的・化学的パラメータは、ほとんどのケースで正常値を超えていませんでしたが、統計的に有意に測定可能（p < 0.05）であり、病的な範囲に向かう傾向がありました。これらは、身体的障害を伴っていた（図2参照）。閾値以下の刺激に長期間さらされると、病的な変化を引き起こす可能性があることはよく知られている。1回の高用量の障害だけでなく、慢性的に持続する閾値以下の刺激にさらされると、しばしば病気になることがある[38,46,47,48,50,51,52,53,54]。科学的に繰り返し測定可能な物理的・化学的マスク効果は、しばしば典型的な主観的愁訴や病態生理学的現象を伴っていた。これらがしばしば同時に、また一緒に起こるという事実は、マスク下の症候群を示すものである。
図 2 は、マスクに依存した生理学的、心理学的、身体的、一般的な病理学的変化をまとめたもので、これらの変化が同時に頻発していることが印象的である。実験研究の定量的評価の枠組みの中で、我々は実際に、マスク使用時に観察される疲労と酸素欠乏の副作用の統計的に有意な相関を証明することができた（p<0.05）。さらに、科学的研究において、さらなる望ましくない影響が頻繁に、同時に、かつ共同で発生していることがわかりました（図2）。このような併発する有害作用の統計的に有意な関連性は、すでに主要な研究で報告されている[21,29]。マスク下の温度上昇という物理パラメータと呼吸障害という症状の併発は、当該9件の研究のうち7件（88％）で検出されました。マスク下の酸素飽和度の低下についても、同様の結果が得られ、8件中6件（67％）で呼吸障害と同時に検出された。N95マスク使用時の炭酸ガス上昇については、11報中9報（82％）で複合的に検出された。N95マスク使用時の酸素低下についても同様の結果で、主要論文11本中8本（72％）で同時併発を検出した。また、N95マスクの使用は、当該主要論文10本中6本（60%）で頭痛と関連していた。マスク下の温度上昇と湿度の物理的パラメータの複合的な発生は、これらのパラメータを有意に測定した6件の研究のうち6件で100％であることもわかった（図2）。
マスク着用者の症状は複合的に記述され、単独で観察されることはほとんどなかったため、異なる分野の多くの論文で一貫して表現されていることから、一般的なマスク誘発性疲労症候群（MIES）と呼ぶことにしました。これらには、以下のような、統計的に有意（p<0.05）に証明された病態生理学的変化と主観的愁訴が主に含まれ、これらはしばしば上記のように組み合わせて生じる（3.1節から3.11節、図2、図3、図4も参照のこと）。
図4.マスク排ガス症候群（MIES）の構成要素としての好ましくないマスク効果。化学的、物理的、生物学的影響、および臓器系への影響は、発見された科学文献において統計的に有意な結果とともにすべて文書化されています（図2）。ここでは、調査した科学文献に記載されている定性的な神経学的障害をまとめて、眠気という用語を使用している。
- 死腔体積の増加 [22,24,58,59] (図3、セクション 3.1 とセクション 3.2).
- 呼吸抵抗の増加 [31,35,61,118] (図3、図2：コラム8)。
- 血中二酸化炭素の増加 [13,15,19,21,22,23,24,25,26,27,28] (図2: Column 5)。
- 血中酸素飽和度の低下 [18,19,21,23,28,29,30,31,32,33,34]（図2: Column 4）.
- 心拍数の増加 [15,19,23,29,30,35]（図2：12列目）。
- 心肺能力の低下 [31] (3.2節)。
- 疲労感 [15,19,21,29,31,32,33,34,35,69] (図2: 14欄)。
- 呼吸数の増加 [15,21,23,34] (図2: 9欄)。
- 呼吸困難、息切れ [15,19,21,23,25,29,31,34,35,71,85,101,133] (図2:コラム13)。
- 頭痛 [19,27,37,66,67,68,83]（図2：コラム17）。
- めまい [23,29](図2:コラム16)。
- 湿熱感 [15,16,22,29,31,35,85,133] (図2:コラム7)。
- 眠気(質的神経障害) [19,29,32,36,37]（図2:コラム15）。
- 共感知覚の低下 [99]（図2：コラム19）。
- ニキビ、かゆみ、皮膚病変を伴う皮膚バリア機能の低下 [37,72,73]（図2：コラム20～22）。
この結果から、健康な人で説明された効果はすべて、病気の人でより顕著であることが推測される。なぜなら、病気の重症度によって、代償メカニズムが低下し、あるいは使い果たされてしまうからである。マスクの測定可能な病理学的影響を持つ患者を対象とした既存の研究でも、この仮定が支持されています[19,23,25,34]。ほとんどの科学的研究において、測定／調査の文脈におけるマスクへの曝露時間は、現在のパンデミック規制や条例の下で一般市民に期待されるよりも（総着用数や使用時間との関係で）著しく短いものであった。
暴露時間の制限は、すでに3.11の産業医学の項で述べたように、今日多くの分野でほとんど守られていないか、故意に無視されている。以上のことから、マスクの悪影響は、特に我々の患者や超高齢者において、マスクの研究で示されたよりも、長期間の使用によってより深刻で有害なものとなる可能性があるという結論が導き出される。
医師の立場からすると、（マスクをつけるという）社会的なプレッシャーや自分が属している と感じたいという欲求のために、マスクの効果が健康に顕著な悪影響を及ぼすまで、自分 のニーズや懸念を抑圧する子どもや大人への助言も難しいかもしれない [76]。とはいえ、息切れ、めまい、立ちくらみが生じたら、遅くともマスクの使用は直ちに中止すべきである [23,25]。この観点から、意思決定者と当局は、雇用者、教師、その他監督や介護の義務を負う者に対して、情報を提供し、指導義務を定め、適切な訓練を提供することが賢明であると思われる。また、応急処置に関する知識を再確認し、それに応じて拡大することも可能であろう。
高齢者、肺疾患のあるハイリスク患者、心臓病患者、妊婦または脳卒中患者は、肺活量または心肺機能が低下している可能性があるため、N95マスクの安全性について医師に相談することが勧められる[23]。マスク着用時の年齢と前述の症状の発生との相関は、統計的に証明されています[19]。心肺機能が低下している患者は、参考文献によると、マスクの使用により重篤な呼吸不全を発症するリスクが高くなります[34]。継続的な医学的モニタリングの可能性がなければ、綿密な監視なしにマスクを着用すべきではないと結論づけることができます。米国喘息・アレルギー学会は、すでにCOVID-19の大流行に関して、中等度・重度の肺疾患を持つ人々へのマスクの使用について注意を促している[165]。重度過体重者、睡眠時無呼吸症候群患者、オーバーラップCOPD患者は、過呼吸になりやすいことが知られているので、彼らもまた、広範なマスク使用下で深刻な健康上の悪影響を及ぼすリスクグループである [163]。これは、マスクがさらなるCO2保持を引き起こす可能性があるため、患者の血液ガスと呼吸生理に破壊的な影響を与えるだけでなく、長期的にはさらなる深刻な健康上の悪影響を引き起こす可能性があるためである。興味深いことに、動物実験では、過炭酸によるCO2の増加は、気管支の収縮を伴う気道平滑筋の収縮をもたらす [166]。この効果は、マスクの下で観察される肺疾患患者の肺の減圧を説明することができる（セクション3.2）[23,34]。
透析を必要とする腎不全の患者は、利用可能な文献によれば、マスクの必要条件を免除する可能性のある候補者である [34]。米国ジョージア州疾病管理予防センター（CDC）の基準によれば、自力でマスクを外すことができない病人や無力な人は、マスク着用義務の対象から除外されるべきです[82]。
小児はマスクに対してさらに過敏に反応すると考えられるため、てんかん（発作の引き金となる過呼吸）を持つ小児にとってマスクは禁忌であることが文献から示唆されている[63]。小児科の分野では、心理学的、精神医学的、社会学的影響に記載されているマスク症状にも特別な注意を払う必要があり、素因がある場合にはCO2再呼吸によってパニック発作を誘発する可能性があり、閉所恐怖症の恐怖も強化されます [77,78,79,167]．マスクに関連した言語的 [43,45,71] および非言語的コミュニケーションの障害、したがって社会的相互作用の障害は、特に小児にとって深刻である。マスクは社会的相互作用を制限し、肯定的な認識（微笑みや笑い）および感情の模倣を阻害する［42］。思考力の低下、注意力の低下、めまいを伴う軽度から中等度の認知障害 [19,23,29,32,36,37,39,40,41,69]、及び心理・神経的影響 [135] がマスクによって引き起こされることが証明されているので、学校及び公共・非公共交通機関付近でマスクを強制する場合はさらに、事故のリスク増加（産業保健上の副作用及び危険も参照） [19,29,32,36,37] の可能性について考慮されなければならない。マスクに関する小児科の研究（小児の障害、セクション3.14参照）[26,133]で言及された除外基準は、関係する病気の子供の保護のために、科学的知見に従ってこれらの子供を一般のマスク義務から除外する場合にも適用されるべきです。
学校にまで拡大された包括的なマスキング義務の長期的な社会学的、心理学的、教育的影響は、健康な子どもの心理的、身体的発達に関しても予測不可能である[42,135]。興味深いことに、6ページのドイツ・ブレーメン大学のコロナ論文論文論文2.0によれば、子どもたちは「感染する頻度が少なく、病気になる頻度も少なく、致死率はゼロに近く、感染を引き継ぐ頻度も少ない」 [138]という。ドイツ・ブレーメン大学の論文3.0[138]によれば、現実の状況下で行われ、小児においてほとんど感染せず、ほとんど罹患せず、ほとんど死亡せず、低い伝染力しかないという結果をエンドポイントとしている研究が明らかに多数派を占めているのです。最近のドイツの観察研究（5600人の報告小児科医）でも、小児におけるCOVID-19疾患の発生率は驚くほど低いことが示されている[168]。小児による成人のSARS-CoV-2感染は、1件の疑い例でのみ検討されているが、両親にも多数の接触者や職業によるウイルス感染の曝露要因があったため、確実な証明には至らなかった。この場合、一般メディアで流布されている「子どもの感染率が高い」という見出しは、あくまで逸話的なものと考えるべきでしょう。
妊婦の場合、労作時や長時間の安静時のマスクの使用は、ほとんど研究されていないため、重要視される[20]。母親の血液中にCO2が蓄積される可能性のある死腔換気の増加に関する明確な科学的証拠がある場合、胎児を保護するために、妊婦による1時間以上のマスクの使用、および身体的ストレス下での使用を避けるべきである [20,22]．過呼吸を促進するマスクは、この場合、胎児／母体のCO2勾配の交絡因子として作用しうる（セクション3.6） [20,22,28] 。
セクション3.5で引用した精神医学的副作用（不安やパニック発作を伴う人格障害、閉所恐怖症、認知症、統合失調症）に関する文献によると、マスクは、もし行うとしても、利点と欠点を慎重に検討した上で行うべきです。パニック発作の回数と重症度を誘発する可能性があることに注意を払う必要がある [77,78,79] 。
頭痛の患者では、マスクの長期使用による症状の悪化が予想される （セクション3.3、神経系の副作用も参照） [27,66,67,68] 。マスク使用時に血中二酸化炭素（CO2）が増加する結果、中枢神経系で血管拡張が起こり、血管の脈動が減少する [27]。これに関連して、構造的MRIによる血中二酸化炭素増加の閾値以下でありながら正常範囲内の脳容積増加を実証した放射線実験も興味深い。7人の被験者で再呼吸により血中二酸化炭素濃度を上昇させた結果、中央値42mmHg、四分位範囲39.44mmHgとなり、正常値が32-45mmHgであることから、閾値以下の上昇にとどまることが示された。この実験では、動脈血中二酸化炭素濃度の上昇下で測定可能な脳実質容積の有意な増加（p < 0.02）が認められ、同時に髄液腔の減少（p < 0.04）が見られた。これは、頭蓋骨内の総容積は常に同じであるとするモンロー・ケリーの学説に完全に合致している。著者らは，脳容積の増加は，CO2増加による脳血管の拡張による血液量の増加の表現であると解釈した[169]．マスク下でもこのように等しく閾値以下の二酸化炭素（CO2）増加の結果[13,15,18,19,22,23,25]は、特にマスク着用中の長時間の曝露による血管変化[27]と脳容積シフト[169]に関連した頭蓋骨内部の病的変化（動脈瘤、腫瘍等）の人々にとっては不明であるが、血液ガス関連容積シフトが起きるため大きな関連性がある可能性がある。
死腔容量の増加の観点から、CO2以外の他の呼吸空気成分の長期的な蓄積と再呼吸の増加も、子供と老人と病人の両方において説明できない。呼気には、窒素酸化物（NO）、硫化水素（H2S）、イソプレン、アセトンなどの刺激性あるいは毒性ガスを含む250以上の物質が含まれている[170]。窒素酸化物[47]や硫化水素[46]については、環境医学において、低くても慢性的な曝露でも疾病に関連する病理学的影響が報告されている[46,47,48]。呼気中の揮発性有機化合物のうち、アセトンとイソプレンが量的に圧倒的に多いが、硫化アリルメチル、プロピオン酸、エタノール（一部は細菌由来）も言及されるべきである[171]。これらの物質が、マスクの下、マスクの死腔（図3）、マスク組織自体とも化学反応するのか、また、これらの物質や反応生成物がどの程度の量で再呼吸されるのかは、まだ明らかにされていない。前述の血液ガス変化（O2低下、CO2上昇）に加え、これらの作用が好ましくないマスク効果に関しても関与している可能性がある。この点についてはさらなる研究が必要であり、特にマスクを長期的かつ遍在的に使用する場合に関心が持たれる。
WHOは、布製マスクを独自に生産する個々の企業やコミュニティの統合を、潜在的な社会的・経済的利益と捉えています。サージカルマスクや個人用保護具が世界的に不足しているため、これを収入源と見なし、布製マスクの再利用がコストと廃棄物を削減し、持続可能性に貢献することを指摘しています[2]。このような布製マスクの認証手続きの問題に加えて、マスクの広範な義務により、マイクロ粒子やナノ粒子の形で、体内で分解されないものもある繊維（人工）物質が、慢性的に吸入により異常なほど体内に吸収されることも言及されるべきである。医療用マスクの場合、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエステルなどの使い捨てポリマーを挙げることができるだろう[140]。耳鼻咽喉科医は、鼻炎を伴う異物反応の意味での粘膜反応を伴うマスク着用者の鼻粘膜から、すでにこのような粒子を検出することができるようになっている[96]。コミュニティ・マスクの場合、上記の物質以外にも繊維産業からの物質が加えられている可能性が高い。身体は、異物反応の一部として、気道と肺胞のマクロファージとスカベンジャー細胞を通してこれらの物質を吸収しようとし、それによって毒素の放出と対応する局所および全身反応が、それらを分解する試みに失敗して起こるかもしれない[172]。少なくとも理論的な観点からは、長期間の常時使用(24/7)における広範な呼吸保護は、第三世界における有機粉塵に慢性的にさらされた繊維労働者（ビシノーシス）で既に知られているように、マスク関連の肺障害［47］、さらには全身性障害を引き起こすリスクも潜在的に抱えている [172] 。
一般市民に対しては、科学的な角度から、特に子どもを未認証マスクや不適切な使用による害から守るために、産業医学における呼吸保護に関する長年の知見を活用することが必要である。
複数の素因や感受性を考慮しない普遍的な未定義かつ拡張されたマスクの要件は、各個人の特性に焦点を当てた個別化医療がますます重要になるという主張と矛盾している[173]。
我々のスコープレビューの結果によれば、マスクのテーマに関するシステマティックレビューが必要である。一次研究は、特に認知・神経心理学的パラメータの評価において、運用上の弱点を示すことが多かった。この点については、今後、コンピュータを用いたテスト方法が有効であろう。また、マスク研究は、呼吸保護具の使用が特に危険なサブグループを調査し、定義するという将来的な目標を設定すべきである。
制限事項
負の効果に焦点を当てた我々のアプローチは、Villalonga-Olives と河内 [12]に沿うものである。このような弁証法的な意味での選択的な質問により、他の方法では隠されたままであったかもしれない新しい洞察を得ることができる。私たちの文献検索では、特に特定の患者グループに対するリスクを指摘するために、マスクの有害な負の効果に焦点を当てました。そのため、マスクのポジティブな効果のみを示した出版物は、このレビューでは考慮されませんでした。
マスク使用時に無害な結果を示す研究をまとめるには、異なる研究目的を持つレビューを参照する必要があり、そこでは利益相反の可能性に注意を払わなければならない。我々が除外した負の影響を欠く研究の中には、方法論的な弱点（小規模で不均一な実験群、コロナ制約のためにマスクなしでも対照群を欠くなど）を示すものがある[174]。つまり、論文にマイナスの併用効果が記載されていなくても、必ずしもマスクの効果がプラスだけであるとは限らない。悪影響が単に文献に記載されていない可能性も十分にあり、悪影響の数は我々のレビューが示唆するよりも多い可能性がある。
私たちは1つのデータベースしか検索していないので、マスクの負の効果に関する論文数は私たちの報告より多いかもしれません。
また、各マスクの特徴的な効果をより詳細に記述するために、それぞれのマスクの特殊なデザインに関する科学的なデータが十分でなかった。現在、パンデミックによりマスク着用が義務付けられているため、この分野での研究の必要性は高い。
また、この論文で評価した実験は、測定パラメータや研究変数が必ずしも一様ではなく、研究によっては、異なる健康状態を持つ被験者の安静時やストレス下でのマスクの効果を考慮している場合もある。したがって、図 2 は妥協点を示している。マスク使用に関する一次研究の結果は、部分的にはパラメータに自然な変動が見られないものの、症状と生理的変化の間に明確な相関が見られることが多く、統計的相関分析が必ずしも必要とはならないものでした。その結果、58％の研究で酸素欠乏と疲労の統計的に有意な相関が認められた（p < 0.05）。他のパラメータについても、統計的に有意な相関の証拠が、以前に一次研究において示されている[21,29]。
COVID-19 パンデミックにおいて最もよく使用された個人用粒子状物質防護具は，N95マスクである[23]．その特性（フィルター機能は優れているが、他のマスクよりも気道抵抗が大きく、死角の容積が大きい）により、N95マスクは、他のマスクよりもそのような防護具の悪影響を明確に強調することができます（図3）。したがって、見つかった研究の中でN95マスクが比較的頻繁に検討・評価されていること（定量的に評価された44件の研究のうち30件、68％）は、我々の研究課題の枠組みでは有利とさえ言えるでしょう。しかし、市販されているコミュニティマスクは、サージカルマスクやN95マスクのような科学的研究でよりよく研究されている防護具とますます類似していることに留意する必要がある。最近の研究結果でも、布製マスク（コミュニティ・マスク）は、労作時に着用者の二酸化炭素PtcCO2の測定可能な増加を引き起こし、この効果においてサージカルマスクに非常に近いことが示されています[21]。
我々の論文で引用された研究のほとんどは、短い観察期間と装着期間しか含んでいなかった（調査されたマスク装着期間は、5分［26］から12時間［19］の範囲であった）。たった1つの研究では、推定2ヶ月間の最大観察期間が選ばれている[37]。したがって、より長い装着期間におけるマスクの実際の悪影響は、我々の研究で提示されたよりも顕著である可能性がある。
結論
一方では、マスク着用期間の延長の主張は、依然として理論的なものが多く、個々の症例報告、モデル計算に基づく妥当性の議論、有望なin vitro実験室試験によってのみ支持されうるものである。さらに、SARS-CoV-2に関する最近の研究では、世界のCOVID-19集団死亡率が平均より低い場所での補正感染致死率（IFR）の中央値が0.10％と計算できたように、感染力［175］も症例死亡率も従来の想定よりかなり低いことが示されている［176］。2020年10月上旬、WHOも、COVID-19は発病者の約0.14%が致死するとの予測を公表した-風土病インフルエンザの0.10%と比較して-ここでも予想をはるかに下回る数字である[177]。
一方、マスクの副作用は臨床的に重要である。
私たちの研究では、マスクによって生じる好ましくない副作用や否定的な副作用にのみ焦点を当てました。マスクに関連する複合的な変化の有効で有意な証拠が客観化され（p < 0.05, n ≥ 50%）、有意に測定された効果を持つそれぞれの研究内で、異なる副作用がクラスター化し共通して発生していることがわかりました（図2）。一次研究の定量的評価において、観察された低酸素の悪影響と疲労の症状との統計的に有意な相関をp<0.05で示すことができた。文献を検討した結果、健康な人と病気の人の両方が、マスク誘発性疲労症候群（MIES）を経験し、呼吸死容積の増加 [22,24,58,59]、呼吸抵抗の増加 [31,35,60...61]、血中二酸化炭素濃度の増加など、しばしば複合的に観察される典型的変化と症状が見られることが明らかになった。61]、血中二酸化炭素の増加 [13,15,17,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,35]、血中酸素飽和度の減少 [18,19,21,23,28,29,30,31,32,33,34]、心拍の上昇 [23,29,30,35]、血圧上昇 [25,35]、心肺能力の減少 [31]、呼吸数 の増加 [15.23,34,35]、血圧上昇の増加 [35]であり、これらは複合的に現れることが多い。21,23,34,36］、息切れ・呼吸困難［15,17,19,21,23,25,29,31,34,35,60,71,85,101,133］、頭痛［19,27,29,37,66,67,68,71,83］、めまい［23,29］、ほてり感、ムレ ［17,22,29,31,35,44,71,85,133］ 集中力低下 ［29］ 考える能力低下 ［36,37］...［15］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16］ ［16眠気［19,29,32,36,37］、共感能力の低下［99］、かゆみを伴う皮膚バリア機能の低下［37,72,73］、ニキビ・皮膚病変・炎症［37,72,73］、全体的に感じる疲労や倦怠感［15,19,21,29,31,32,34,35,69］（図2、図3および図4）。
マスクの着用は、生理的パラメーターの標準からの臨床的な逸脱を一貫して引き起こすものではないが、科学文献によれば、サブリミナルな影響と病的方向への大きなシフトにより、より長く続く効果により、臨床的に関連性のある長期の病的結果を予想することができる。正常値を超えないが持続的に繰り返される変化、例えば血中二酸化炭素の増加 [38,160]、心拍数の増加 [55]、呼吸数の増加 [56,57] は、マスク着用時に記録されている [13,15,17,19,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,34,35] （図2）、高血圧 [25,35] や動脈硬化、冠動脈疾患、神経系疾患の長期にわたる発生は科学的に明らかである [38,55,56,57,160] 。長期的な影響を及ぼす慢性的な低線量被ばくによるこの病原性損傷の原則は、疾患または疾患関連状態につながるものであり、すでに環境医学の多くの分野で広範囲に研究され記述されている[38,46,47,48,49,50,51,52,53,54]。長時間のマスク着用は、我々が発見した事実と相関関係によれば、血液ガスの変化によって誘発され、脳中枢によって制御される慢性的な交感神経ストレス反応を引き起こす可能性を持っているであろう。このことが、免疫抑制やメタボリックシンドローム、心血管疾患や神経疾患を誘発し、引き金となるのである。
我々は、レビューしたマスクの文献から、潜在的な長期的影響についての証拠を見つけただけでなく、累積的影響という観点から、マスク着用時間の増加とともに直接的な短期的影響が増加するという証拠も見つけた：二酸化炭素の保持、眠気、頭痛、疲労感、皮膚刺激（赤み、かゆみ）、微生物汚染（細菌の定着） [19,22,37,66,68,69,89,91,92]．
マスク使用者におけるMIESの正確な発症頻度は不明であり、データ不足のため推定できない。
理論的には、マスクによる血液ガス酸素の低下と二酸化炭素の増加は、転写因子HIF（低酸素誘導因子）の誘導と炎症および癌促進作用の増加によって細胞レベルにまで及び、したがって、既存の臨床像に悪影響を及ぼす可能性もある[160]。
いずれにせよ，マスクによって潜在的に引き起こされるMIES（図3および図4）は，WHOの健康の定義と対照的である。「健康とは、身体的、精神的、社会的に完全に良好な状態であり、単に病気や病気がないことではない」[178]。[178].
我々の研究で発見されたすべての科学的事実は、マスク論争を差別化して見るための知識ベースを拡大するものである。この知見は、パンデミック時のマスク着用義務化について、常に比例性を検討しながら対処しなければならない意思決定者や、これに基づいてより適切に患者に助言できる医師にとって、適切なものとなり得るものである。特定の疾患については、本研究で見出された文献を考慮し、主治医がマスク義務化に関する利点とリスクを比較検討することも必要である。厳密な科学的考察を総合的に行うことで、医学的評価の枠組みの中でマスク免除の推奨が正当化されることになる（図5）。
図5.発見された文献によると、マスク使用時に重大なリスクがある疾患・素因。医療用マスクの免責証明書を計量するための適応症。
患者の健康を守ることに加えて、医師は、2017年に改訂された1948年のジュネーブ宣言の指導原則に基づいて行動する必要があります。これによると、すべての医師は、患者の健康と尊厳を第一に考え、たとえ脅されても、人権や市民の自由を侵害するために医学的知識を用いないことを誓う[9]。したがって、これらの知見の枠組みの中で、我々は、マスクの一般的な有効性を主張する主に仮定に基づく主張に対して、科学的事実の現実を考慮した、明確に医学的に判断できる、法律に準拠した行動 [2,4,5,16,130,132,143,175,176,177] を広め、常に当該患者およびマスク着用者にとって望ましくない個々の影響を考慮に入れ、完全に証拠に基づく医療の原則および医師の倫理指針に従って行動するものである。
今回の文献調査の結果は、対応する症状がある場合、すべての医師の鑑別診断の病態生理学的原因の考察にマスク着用を含めるのに役立つと思われます（MIES、図4）。このようにして、医師はマスク着用に関連する可能性のある最初の愁訴カタログを描くことができ（図2）、また一般的なマスクの必要性から特定の疾患を除外することができる（図5）。
科学者にとっては、日常生活でマスクを使用し続けることは、さらなる研究の必要性を示唆しています。私たちの考えでは、婦人科（胎児および胚）および小児科の分野でさらなる研究を行うことが特に望ましい。なぜなら、子どもは、潜在的にリスクの高いマスクの使用が最も長く、したがって最も深刻な結果に直面する脆弱なグループであるからだ。また、免疫抑制や発がん性を促進する可能性のある転写因子HIFのマスクによる誘発に関する細胞レベルの基礎研究も、この状況下で有用であると思われる。我々のスコーピングレビューは、システマティックレビューの必要性を示している。
マスクに関連する呼吸生理学の変化は、着用者の血液ガスに亜臨床的に、場合によっては臨床的にも悪影響を及ぼし、したがって、すべての好気的生命、外呼吸および内呼吸の基礎に悪影響を及ぼし、個々の人間に肉体的、心理的および社会的影響を及ぼす多種多様な器官系および代謝プロセスに影響を及ぼしかねない。
著者による寄稿
概念化、K.K. and O.H.、方法論、K.K. and O.H.、ソフトウェア、O.H.、形式分析、K.K., O.H., P.G., A.P., B.K..,D.G.、S.F.およびO.K.；調査、K.K.、O.H.、P.G.、A.P.、B.K.、D.G.、S.F.および O.K.;writing-original draft preparation, K.K.,O.H., P.G., A.P., B.K., D.G., S.F. and O.K.; writing-review and editing K.K., O.H., P.G., A.P., B.K., D.G., S.F. and O.K. All authors have read and agree for the published version of the manuscript.
資金提供
本研究は、外部からの資金援助を受けていない。
施設審査委員会声明
該当なし
インフォームドコンセント
該当事項はありません。
データの利用可能性に関する声明
該当事項はありません。
謝辞
原稿を翻訳していただいたBonita Blankart氏に感謝する。また、それぞれの専門分野でのサポートに感謝する。Tanja Boehnke (Psychology), Nicola Fels (Pediatrics), Michael Grönke (Anesthesiology), Basile Marcos (Psychiatry), Bartholomeus Maris (Gynecology) そして Markus Veit (Pharmacist).
利益相反
著者は利益相反を宣言していない。
以下reference省略
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