Pada dasarnya, masker bersifat permeabel agar dapat menyaring droplet yang mengandung bakteri dan virus. Memakai masker saat olahraga diteliti dapat menimbulkan hipoksia dan hiperkapnia, akibat menghirup udara yang telah diekspirasikan sebelumnya.[2,4,5]

Perubahan fisiologis (hipoksia dan hiperkapnia) saat olahraga telah dilaporkan pada penggunaan masker bedah, masker N95, maupun masker full face respirator.[6-9] Perubahan fisiologis tersebut dilaporkan oleh studi pada penggunaan masker bedah dan masker N95 yang ketat, sedangkan studi yang meneliti tentang penggunaan masker kain yang sering digunakan sehari-hari belum tersedia.

Kondisi tersebut (hipoksia dan hiperkapnia) dapat memengaruhi fisiologis tubuh manusia pada berbagai sisi, mulai dari metabolisme sel, respons imun, stres kardiorespirasi, hingga potensi aritmia jantung.[1,2]

Perubahan Metabolisme Sel

Metabolisme semua sel, termasuk sel otot, amat tergantung pada suplai oksigen (O2) dan pertukaran gas karbondioksida (CO2) antara saluran pernapasan dan atmosfer. Berbeda dengan kondisi istirahat atau aktivitas fisik ringan, metabolisme anaerobik lebih mendominasi saat aktivitas intensitas sedang hingga berat. Akhirnya, terbentuk asam laktat yang membutuhkan banyak suplai oksigen untuk menguraikannya.[10,11]

Sirkuit antara udara inspirasi dan ekspirasi yang tertutup akibat penggunaan masker saat olahraga akan menyebabkan udara ekspirasi akan terhirup kembali (rebreathing), sehingga meningkatkan konsentrasi CO2, memperburuk metabolisme anaerob, dan akhirnya meningkatkan intensitas keasaman pada lingkungan sel (asam laktat berlebihan).[11]

Kondisi tersebut menyerupai efek fisiologis pada pasien penyakit paru obstruktif kronis (PPOK) yang ditandai dengan gejala rasa tidak nyaman, lelah, pusing, nyeri kepala, sesak napas, kelemahan otot, hingga penurunan kesadaran.[7,9]

Perubahan Respons Imun

Olahraga dengan menggunakan masker akan menginduksi lingkungan asam melalui metabolisme anaerob. Hal tersebut dapat memengaruhi mobilitas dari hypoxic natural killer cell menuju ke sel target. Selain itu, perubahan pada kelembapan/humiditas dan temperatur udara saat olahraga dengan masker di saluran napas atas dapat menyebabkan immotile cilia syndrome, sehingga dapat meningkatkan kerentanan individu terhadap infeksi.[12]

Peningkatan Stres Kardiorespirasi

Penggunaan masker dapat memengaruhi O2 dan CO2 saat individu berolahraga. Secara eksplisit, hal tersebut dapat meningkatkan denyut jantung (lewat stimulus simpatis) dan tekanan darah secara eksponensial, meskipun pada aktivitas fisik dengan intensitas rendah.

Perubahan fisiologis ini akan meningkatkan tekanan pada aorta dan ventrikel kiri, yang selanjutnya memicu cardiac overload dan coronary demand. Hal di atas umumnya masih dapat dikompensasi dengan penyesuaian respiratory load.[2,13]

Akan tetapi, penggunaan masker saat olahraga akan semakin memperburuk respiratory load, sehingga dapat meningkatkan beban otot respirasi dan tekanan arteri pulmonal, yang akan memperparah cardiac overload dan ketidakseimbangan antara suplai dan kebutuhan oksigen. Perubahan di atas dapat terkompensasi pada individu yang sehat, tetapi tidak pada individu yang memiliki penyakit kronis.[2]

Potensi Aritmia Jantung

Selain bahaya peningkatan cardiac overload dan oxygen demand myocard, hipoksia dan hiperkapnia akibat rebreathing air pada penggunaan masker saat olahraga dapat memicu gangguan irama jantung atau aritmia.[1]

Hipoksia yang muncul akibat stimulasi adrenergik akan meningkatkan fosforilasi L-type calcium channel, sehingga terjadi penambahan influks Ca²⁺ ke miosit jantung selama fase plateau. Hal ini dapat menimbulkan durasi aksi potensial yang memanjang dan induksi early afterdepolarization (EAD).

Saat hipoksia atau iskemia, akumulasi siklik adenosin monofosfat (AMP) akan terjadi, yang juga memicu delayed afterdepolarization (DAD). Selain itu, kondisi hipoksia sendiri sudah cukup untuk memicu ectopic foci melalui micro-reentry pada model ventrikel kiri manusia. Episode hipoksia dapat dengan mudah menimbulkan takiaritmia ventrikel yang mematikan pada individu dengan fibrosis miokard atau sindrom long QT.[1,14]

Saat hipoksia akut, durasi aksi potensial dapat memendek, sehingga menimbulkan reduksi effective refractory period (ERP) ventrikel. Jika durasi hipoksia semakin panjang, maka uncoupling of endothelial nitric oxide synthase terjadi dan dapat meningkatkan produksi reactive oxygen species (ROS). Hal ini akan menyebabkan stres oksidatif yang berkaitan dengan inisiasi atau pemburukan aritmia ventrikel melalui abnormalitas ekspresi/aktivitas saluran ion jantung Na⁺,Ca²⁺.[15-17]

Hipoksia dapat pula mengurangi fungsi voltage-gated sodium channel Na_v1.5 yang menyebabkan pengecilan I_Na dan perubahan fungsi gap junction yang memediasi coupling elektrik di antara miosit jantung yang berdekatan. Selain itu, asidosis akibat hiperkapnia dapat menyebabkan persistensi depolarisasi membran dan pengurangan slope fase 0 pada aksi potensial jantung. Kombinasi hal tersebut akan memicu aritmogenesis.[1]

Perubahan Fungsi Ginjal

Voulgaris A et al melaporkan bahwa hipoksia hiperkapnia (pada kasus obstructive sleep apnea) dapat mengurangi aliran darah ginjal dan laju filtrasi glomerulus sehingga meningkatkan risiko penurunan fungsi ginjal. Temuan ini dapat diekstrapolasikan pada kondisi serupa akibat penggunaan masker saat olahraga. Selain itu, asiduria dapat menimbulkan kerusakan tubulus ginjal, terutama pada individu dengan penyakit ginjal kronis.[2,18]

Perubahan pada Metabolisme Otak

Hiperkapnia akut dapat mengakibatkan banyak hal pada jaringan otak. Di satu sisi, hiperkapnia dapat meningkatkan tekanan intrakranial serta mengurangi perfusi serebral yang memicu iskemia serebral. Pada sisi lain, hiperkapnia dapat mengurangi rangsangan asam amino dan meminimalkan metabolisme serebral.[19]

Studi pada obstructive sleep dyspnea menyediakan bukti nyata bahwa hiperkapnia hipoksemia dapat memengaruhi stabilitas postural, proprioseptif, perubahan kecepatan gait, dan jatuh. Temuan ini dapat diekstrapolasikan pada orang lanjut usia dengan gangguan saluran pernapasan yang beraktivitas/olahraga dengan menggunakan masker.[20]

Bukti Klinis tentang Penggunaan Masker saat Olahraga

Pada studi prospektif cross-over, Fikenzer et al mengkuantifikasi dampak penggunaan masker pada fungsi paru. Peneliti mengobservasi perubahan fungsi paru pada 12 laki-laki sehat yang terbagi menjadi kelompok tanpa masker, kelompok dengan masker bedah, dan kelompok dengan respirator (masker N95).

Hasil studi mengemukakan bahwa kedua kelompok yang menggunakan masker memiliki hasil yang lebih buruk pada maximum power output (Pmax) dan maximum oxygen uptake (VO2max/kg), yaitu parameter yang umumnya dikaitkan dengan olahraga. Kelompok respirator menunjukkan dampak yang terburuk.

Ventilasi juga berkurang signifikan pada kedua kelompok pengguna masker, terutama masker N95. Penggunaan masker N95 dilaporkan dapat mengurangi VO_2max sebesar 13% dan ventilasi sebesar 23%. Hasil studi ini menyimpulkan bahwa masker bedah dan masker N95 memiliki dampak buruk pada kapasitas kardiopulmoner individu dewasa sehat yang secara signifikan dapat terganggu saat olahraga. Akan tetapi, diperlukan studi yang lebih besar pada kelompok usia yang lebih bervariasi.[21]

Roberge et al. melakukan uji klinis terkontrol pada 10 petugas kesehatan yang melakukan sesi berjalan pada treadmill selama 1 jam dengan kecepatan 2,7 km/jam dan 4 km/jam yang menggunakan masker N95 dengan atau tanpa katup ekshalasi.[4]

Hasil studi menemukan bahwa tidak ada perbedaan bermakna antara kelompok masker N95 dan kelompok kontrol pada variabel fisiologis, skor exertion, dan skor kenyamanan. Tidak ditemukan pula perbedaan signifikan pada retensi kelembapan di antara kelompok masker N95 dengan atau tanpa katup ekshalasi. Akan tetapi, dua subjek menunjukkan puncak P(CO₂) ≥50 mmHg.

Selain itu, ditemukan peningkatan dead-space karbondioksida dan penurunan kadar oksigen yang tidak memenuhi standar kelayakan menurut Occupational Safety and Health Administration’s ambient workplace.[4]

Pandangan WHO terhadap Penggunaan Masker saat Olahraga

Saat ini, World Health Organization (WHO) tidak merekomendasikan penggunaan masker saat olahraga. Penggunaan masker dinilai dapat mengurangi kemampuan bernapas secara nyaman. Selain itu, keringat akibat olahraga dapat menyebabkan masker basah lebih cepat, sehingga menimbulkan kesulitan bernapas dan membantu pertumbuhan mikroorganisme pada masker. Upaya pencegahan COVID-19 saat olahraga yang dianjurkan adalah menjaga jarak minimal 1 meter dari orang lain.[22]

Kesimpulan

Berdasarkan beberapa studi yang ada, penggunaan masker saat olahraga terbukti dapat menyebabkan hipoksia dan hiperkapnia akibat rebreathing air. Hipoksia dan hiperkapnia dapat menimbulkan sejumlah perubahan fisiologis pada tubuh dan berpotensi fatal, terutama pada individu dengan penyakit kronis sebelumnya.

Penggunaan masker saat olahraga juga tidak direkomendasikan oleh WHO. Upaya pencegahan COVID-19 yang dapat dilakukan saat olahraga adalah menerapkan physical distancing dengan jarak minimal 1 meter. Pada saat tidak berolahraga, masyarakat dapat diedukasi untuk menggunakan masker secara optimal.