Đạp xe đi làm đang trở thành lựa chọn phổ biến của nhiều người đô thị nhằm rèn luyện thể lực và tránh ùn tắc giao thông. Tuy nhiên, trước tình trạng khói bụi và các tác nhân gây bệnh hô hấp trong không khí, không ít người chọn đeo khẩu trang chuẩn lọc bụi cao như N95 trong suốt hành trình di chuyển. Điều này làm nảy sinh mối lo ngại: liệu việc đeo khẩu trang N95 khi đạp xe có làm cản trở hô hấp, suy giảm thông khí và khiến cơ thể bị thiếu oxy hay không?

Câu trả lời là có: khẩu trang N95 làm tăng đáng kể trở kháng luồng khí thở và làm giảm thể tích trao đổi khí của phổi ở các mức độ nhất định. Dù vậy, mức độ ảnh hưởng thực tế còn phụ thuộc trực tiếp vào cường độ đạp xe của bạn, thời gian vận động, cũng như độ ẩm tích tụ bên trong mặt nạ.

Cơ chế tác động: Khẩu trang N95 cản trở luồng khí thế nào?

Khẩu trang N95 được phân loại là thiết bị bảo vệ hô hấp áp suất âm, nghĩa là áp suất bên trong khẩu trang sẽ thấp hơn áp suất môi trường bên ngoài mỗi khi người dùng hít vào, làm gia tăng đáng kể công thở của cơ hô hấp [1]. Cấu trúc của N95 gồm bốn lớp chính: lớp lót trong, lớp nâng đỡ, lớp màng lọc và lớp bề mặt bên ngoài, tạo thành rào cản đa tầng bằng sợi polypropylene vừa lọc cơ học vừa hút tĩnh điện [2], [3].

Khi người sử dụng hô hấp thông qua các lớp màng lọc dày đặc này, không khí buộc phải đi qua các vi khe hẹp khiến trở kháng luồng khí thở gia tăng [3]. Cụ thể, các thử nghiệm khí động lực học cho thấy khẩu trang N95 làm tăng trở kháng dòng khí hít vào khoảng 126% và tăng trở kháng dòng khí thở ra khoảng 122% so với trạng thái thở tự nhiên [4], [1], [3]. Cùng lúc đó, thể tích trao đổi khí trung bình của phổi bị sụt giảm khoảng 37% [1], [3].

Bên cạnh lực cản vật lý từ cấu trúc màng lọc, yếu tố độ ẩm phát sinh khi vận động đóng vai trò khuếch đại lực cản này [4]. Khi bạn đạp xe, thân nhiệt tăng lên khiến mồ hôi trên khuôn mặt tiết ra nhiều hơn, kết hợp với hơi nước từ khí thở ra bị giữ lại bên trong lòng khẩu trang [4]. Sự tích tụ độ ẩm theo thời gian này sẽ làm ướt và bít nghẽn các lỗ lọc khí siêu nhỏ, đẩy công thở và trở kháng luồng khí lên mức cao hơn nữa [4], [1].

Mức trao đổi oxy và tích tụ CO2 khi vận động

Về mặt lý thuyết kỹ thuật, Tiêu chuẩn của Viện Quốc gia về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp Hoa Kỳ (NIOSH) đặt ra giới hạn độ sụt áp tối đa qua khẩu trang N95 không được vượt quá 3,5 cm H2O đối với thì hít vào và 2,5 cm H2O đối với thì thở ra ở lưu lượng dòng khí ổn định 85 lít/phút [5]. Trên thực tế, mức chênh lệch áp suất quan sát được thường thấp hơn ngưỡng tối đa này khá nhiều, chỉ rơi vào khoảng 0,4 cm H2O ở lưu lượng từ 30 lít/phút và không quá 1,7 cm H2O ở mức 85 lít/phút [5].

Mức lưu lượng dòng khí không đổi 85 lít/phút này tương đương với mức thông khí thực tế khoảng 30 đến 50 lít/phút ở người bình thường khi hoạt động thể chất từ mức nhẹ đến trung bình [5]. Khi người tập nâng cao cường độ vận động khiến nhu cầu thông khí vượt ngưỡng 100 lít/phút, các nghiên cứu mô phỏng hô hấp ghi nhận trở kháng do khẩu trang N95 tạo ra vẫn duy trì dưới mức 2 cm H2O/lít/giây và không bị tăng vọt ngay cả sau thời gian dài sử dụng mô phỏng [5]. Mức trở kháng này được đánh giá tương đương với trở kháng của ống ngậm và đường dây đo trong các bài kiểm tra gắng sức tim phổi tiêu chuẩn (CPET) [5].

Tuy nhiên, việc đeo khẩu trang kín khít còn làm phát sinh vùng "khoảng chết" khí thở phía trước mũi miệng, khiến nồng độ khí carbonic tích tụ tăng lên và lượng oxy tươi trong khoảng chết này giảm đi [1]. Một phân tích gộp năm 2022 cho thấy, trong các hoạt động thể chất cường độ cao, người đeo N95 có phân áp khí carbonic (PCO2) tăng cao rõ rệt và độ bão hòa oxy trong máu giảm ở mức cận kề có ý nghĩa thống kê [4]. Mức tăng PCO2 trung bình được ghi nhận sau khi vận động thể lực nặng là 0,43 mm Hg so với nhóm không dùng khẩu trang [4]. Đối với người chưa quen, trở kháng thở tăng cao có thể kích hoạt các phản ứng giảm thông khí hoặc tăng thông khí bù trừ, thậm chí dẫn đến các biến cố tương tự thiếu oxy thoáng qua gây lú lẫn nhẹ hoặc suy giảm nhận thức tạm thời [1].

Bằng chứng từ các thử nghiệm lâm sàng chuyên sâu

Các nhà khoa học đã tiến hành nhiều thử nghiệm khác nhau nhằm kiểm chứng phản ứng sinh lý khi con người vận động trong điều kiện đeo khẩu trang N95:

Tổng quan hệ thống và phân tích gộp công bố năm 2022 đã tổng hợp dữ liệu từ bốn nghiên cứu độc lập trên 54 người tham gia thực hiện bài tập thể lực mức độ nhẹ đến trung bình trên máy chạy bộ ở tốc độ 5,6 km/giờ trong một giờ [4]. Thiết kế nghiên cứu bao gồm hai thử nghiệm ngẫu nhiên có đối chứng bắt chéo và hai thử nghiệm có đối chứng không ngẫu nhiên, đều sử dụng phương pháp đo CO2 qua da (TcCO2) [4]. Kết quả cho thấy ở cường độ vận động vừa phải này, sự khác biệt về tích tụ CO2 không quá lớn và có sự bất đối xứng trên biểu đồ phễu do hiệu ứng cỡ mẫu nhỏ từ các nghiên cứu đơn lẻ [4].

Một nghiên cứu năm 2022 tiến hành trên các vận động viên cấp đại học thực hiện bài kiểm tra chạy nâng dần độ dốc đến mức tối đa trên máy chạy bộ nhằm so sánh giữa điều kiện đeo khẩu trang vải, khẩu trang N95 và không đeo khẩu trang [6]. Kết quả ghi nhận thời gian duy trì bài tập gắng sức của vận động viên bị sụt giảm tuyến tính khi trở kháng hít vào tăng lên [6]. Sự suy giảm hiệu suất này bắt nguồn từ tình trạng giảm thông khí do trở kháng, kéo theo suy giảm lượng oxy tiêu thụ và giảm thông khí phút [6]. Đáng chú ý, các vận động viên đeo N95 có tốc độ gia tăng chỉ số đánh giá mức độ gắng sức chủ quan (RPE) nhanh hơn rõ rệt so với khi không đeo khẩu trang [6].

Nghiên cứu lâm sàng có đối chứng năm 2015 trên các nhân viên y tế mang thai cũng cho thấy khi hít thở qua vật liệu N95, các chỉ số thể tích lưu thông (TV), thông khí phút (VE) cũng như mức trao đổi thể tích oxy (VO2) và carbonic (VCO2) đều ghi nhận sự sụt giảm đáng kể [7]. Dù vậy, nghiên cứu này không tìm thấy tác động tiêu cực nào lên độ bão hòa oxy đo ở đầu ngón tay, nhịp tim của mẹ hay nhịp tim thai nhi ở mức vận động được kiểm soát [7].

Nghiên cứu theo dõi chức năng mũi năm 2020 trên 87 nhân viên y tế khỏe mạnh (với 77 người hoàn thành trọn vẹn hai phiên thử nghiệm kéo dài 3 giờ đeo khẩu trang N95 hoặc khẩu trang y tế) đã đo đạc trở kháng mũi trước và sau khi đeo bằng phương pháp đo âm học và áp lực khí mũi [8]. Kết quả cho thấy trở kháng đường mũi ngay sau khi tháo khẩu trang N95 tăng cao hơn rõ rệt so với khẩu trang y tế, và sự chênh lệch này tiếp tục kéo dài đáng kể ở các mốc 30 phút và 90 phút sau đó [8].

Bên cạnh đó, thử nghiệm năm 2022 của Lee và cộng sự trên 14 người sử dụng đo áp lực và chức năng mũi cũng đã tái khẳng định mức tăng trở kháng thở 126% khi hít vào và giảm 37% thể tích thông khí do tác động của N95 [3].

Lợi ích bảo vệ và những hạn chế của bằng chứng khoa học

Lợi ích lớn nhất của khẩu trang N95 là khả năng bảo vệ đường hô hấp vượt trội trước các hạt bụi mịn lơ lửng, vi khuẩn và các giọt bắn khí dung chứa mầm bệnh nguy hiểm [1]. Nhờ cấu trúc màng sợi dày đặc tích điện, khẩu trang giữ lại các hạt vật chất hiệu quả hơn hẳn so với khẩu trang vải hay khẩu trang y tế thông thường [2], [3].

Tuy nhiên, các dữ liệu khoa học hiện hành cũng bộc lộ những giới hạn nhất định. Nhiều nghiên cứu có cỡ mẫu khá nhỏ, chẳng hạn nhóm phân tích gộp chỉ tổng hợp trên 54 người ở mức vận động vừa [4], thử nghiệm đo chức năng mũi của Lee chỉ gồm 14 người [3], hoặc thử nghiệm vận động viên đại học chỉ khảo sát trên nhóm nhỏ người trẻ có thể lực vượt trội [6].

Hầu hết các thử nghiệm đều diễn ra trên máy chạy bộ trong phòng thí nghiệm có nhiệt độ kiểm soát hoặc không gian y tế kín [4], [6], [7], [8]. Môi trường này chưa phản ánh hoàn toàn điều kiện đạp xe thực tế ngoài trời, nơi người tham gia phải đối mặt với nắng gắt, luồng gió cản, khói xe trực tiếp và độ ẩm không khí biến động liên tục. Đáng chú ý, các thử nghiệm thực tế còn chỉ ra khẩu trang N95 sau khi vận động nặng có nguy cơ biến dạng mép áp sát khuôn mặt do tích tụ mồ hôi, khiến độ thẩm thấu bị ảnh hưởng và làm giảm tính bảo vệ so với trạng thái ban đầu [2].

Hiểu lầm thường gặp khi đeo N95 vận động

Nhiều người lầm tưởng rằng việc đeo N95 khi đạp xe sẽ ngay lập tức gây ngạt thở hoặc làm thiếu hụt oxy nghiêm trọng trong máu. Thực tế cho thấy, ở mức độ đạp xe nhẹ nhàng với tốc độ vừa phải, hệ thống tim mạch và hô hấp của một người khỏe mạnh vẫn có khả năng thích nghi và bù trừ tốt, duy trì độ bão hòa oxy máu ở ngưỡng an toàn [4], [7].

Một sai lầm phổ biến khác là việc đeo chồng khẩu trang y tế hoặc dùng thêm tấm chắn phía ngoài N95 nhằm tăng độ bảo vệ khi đi đường. Việc xếp lớp này làm gia tăng trở kháng luồng khí hít vào và thở ra lên gấp nhiều lần, khiến mồ hôi cùng hơi ẩm ứ đọng nhanh hơn và làm cơ hô hấp mau kiệt sức [1].

Nhiều người cũng tin rằng khẩu trang vải là lựa chọn thay thế hoàn hảo vì thông thoáng hơn. Thế nhưng nghiên cứu đối đầu trên vận động viên lại cho thấy khẩu trang vải giữ mồ hôi và ẩm ướt nhiều hơn N95 (thể hiện qua thang điểm R-COMFI cao hơn), từ đó làm tăng lực cản hô hấp theo thời gian và buộc người đeo phải chuyển sang kiểu thở dài, chậm hơn để duy trì dung tích khí [6].

Những ai cần đặc biệt thận trọng?

Dù N95 có khả năng lọc bụi tốt, một số nhóm đối tượng cần hết sức cân nhắc trước khi quyết định đeo loại khẩu trang này khi đạp xe:

Những người có tiền sử bệnh lý đường hô hấp mạn tính như hen suyễn hoặc bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) cần đặc biệt cẩn trọng, bởi sự gia tăng lực cản hô hấp có thể kích hoạt các cơn khó thở cấp tính và làm thay đổi tần số thở bất thường [1], [3]. Bệnh nhân hen suyễn có thể gặp tình trạng khó thở do tâm lý lo lắng khi luồng khí bị cản trở [1].

Phụ nữ mang thai khi vận động thể chất với N95 thường bị sụt giảm thể tích lưu thông và lượng khí trao đổi, dẫn đến cảm giác mệt mỏi nhanh hơn và cần nhiều quãng nghỉ ngơi ngắt quãng hơn [7]. Nếu cần bảo vệ khi di chuyển, nhóm đối tượng này nên cân nhắc các biện pháp thay thế có trở kháng đường thở thấp hơn như khẩu trang y tế ở môi trường phù hợp [7].

Những người mắc chứng sợ không gian kín (claustrophobia) hoặc có hội chứng rối loạn lo âu cũng rất dễ rơi vào vòng xoắn luẩn quẩn: cảm giác ngột ngạt gây lo âu, dẫn tới thở nhanh mất kiểm soát (tăng thông khí), từ đó làm cảm giác khó thở trở nên trầm trọng hơn [1].

Lời khuyên áp dụng thực tế khi đạp xe đi làm

Để việc đạp xe đi làm vừa bảo vệ được đường hô hấp trước khói bụi, vừa không gây quá tải cho phổi, bạn nên lưu ý các nguyên tắc sau:

  • Kiểm soát tốc độ di chuyển: Hãy duy trì tốc độ đạp xe ở mức thong thả, nhẹ nhàng đến vừa phải. Tránh việc đạp nước rút, leo dốc gắng sức hoặc đạp với tốc độ cao, bởi khi nhu cầu thông khí vượt ngưỡng, trở kháng của N95 sẽ khiến bạn nhanh chóng bị hụt hơi và kiệt sức cơ hô hấp [4], [6].
  • Giữ khẩu trang khô ráo: Nếu tuyến đường đi làm dài hoặc thời tiết oi bức làm mồ hôi túa ra nhiều, bạn nên mang theo khẩu trang dự phòng để thay thế ngay khi chiếc đang đeo bị ẩm ướt, tránh để lỗ lọc bị bít nghẽn bởi hơi ẩm [4], [1].
  • Cân nhắc lựa chọn thiết kế phù hợp: Bạn có thể chọn loại khẩu trang N95 có tích hợp van thở một chiều hoặc quạt thông khí mini gắn ngoài để hỗ trợ thì thở ra dễ dàng hơn và giảm nhiệt độ ứ đọng bên trong [2]. Khẩu trang y tế thông thường với độ sụt áp dưới 1 cm H2O ở lưu lượng 85 lít/phút cũng là lựa chọn thay thế thông thoáng hơn nếu tuyến đường ít bụi mịn nguy hại [5].
  • Lắng nghe phản ứng của cơ thể: Nếu cảm thấy chóng mặt, đau đầu, choáng váng hoặc cảm giác thiếu khí ngột ngạt trong lúc đạp xe, hãy lập tức tấp xe vào lề đường an toàn, tháo khẩu trang để nghỉ ngơi và hít thở không khí tự nhiên [1], [3]. Nếu bạn có bệnh nền tim mạch hoặc hô hấp, hãy luôn tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng thói quen này.

Tóm lại, việc đeo khẩu trang N95 khi đạp xe đi làm thực sự làm tăng lực cản luồng khí và suy giảm một phần thông khí phổi. Song đối với người trưởng thành khỏe mạnh, bạn hoàn toàn có thể chủ động dung hòa bằng cách đạp xe với cường độ vừa phải, giữ nhịp thở ổn định và không để khẩu trang bị ẩm ướt quá mức.