Unerwünschte Nebenwirkungen (1)

Zuletzt aktualisiert am 22. Mai 2021.

Ende April veröffentlichten acht Autoren eine Literaturauswertung zu möglichen negativen Gesundheitsfolgen von Gesichtsmasken. Ihre Befunde sind erdrückend. Masken nützen so gut wie nichts – sie können sogar krank machen. Unerwünschte Nebenwirkungen – von Epidemiologie bis Pädiatrie.

Unerwünschte Nebenwirkungen

Masked Devil. © Lorenzo Ravagli, 2020.

In der Einleitung ihrer Arbeit blicken die Autoren auf das Jahr 2020 zurück. Während die Weltgesundheitsorganisation (WHO) noch im April die Verwendung von Masken nur für symptomatische, kranke Personen und Mitarbeiter des Gesundheitswesens empfahl und von einer allgemeinen Anwendung abriet, änderte sie im Juni diese Empfehlung. Nun befürwortete sie die generelle Verwendung von Masken z. B. an belebten Orten. Allerdings konnte sie für diesen Strategiewechsel keinerlei tragfähige wissenschaftliche Evidenz anführen. Dementsprechend empfahl sie auch keine generelle oder unkritische Verwendung von Masken durch die Allgemeinbevölkerung und erweiterte sogar die Risiko- und Gefahrenliste zum Maskengebrauch.

Die Leitlinie vom April 2020 wies lediglich auf die Gefahr der Selbstkontamination, mögliche Atembeschwerden und ein falsches Sicherheitsgefühl hin, jene vom Juni 2020 erwähnte zusätzliche, potenzielle Nebenwirkungen wie Kopfschmerzen, Entwicklung von Hautläsionen im Gesicht, Reiz-Dermatitis, Akne oder ein erhöhtes Kontaminationsrisiko in öffentlichen Räumen durch unsachgemäße Maskenentsorgung.

Unter dem Druck steigender absoluter Zahlen positiver SARS-CoV-2-Tests hätten viele Behörden oder Regierungen das Maskentragen jedoch weiter ausgedehnt, so die Autoren, und diese Ausdehnung regelmäßig damit begründet, die Ausbreitung des Virus einzudämmen. Die Medien, zahlreiche Institutionen und der größte Teil der Bevölkerung hätten dieses Vorgehen unterstützt.

Unter Medizinern und Wissenschaftlern, Anwendern und Beobachtern von Medizinprodukten sei während dieser Zeit der Ruf nach einer differenzierteren Betrachtungsweise immer lauter geworden. Während es weltweit eine kontroverse wissenschaftliche Diskussion über den Nutzen und die Risiken von Masken im öffentlichen Raum gab, wurden sie in vielen Ländern zur neuen gesellschaftlichen Erscheinung im Alltag.

Vor diesem Hintergrund führten die Autoren ihre Analyse in Form einer Datenbankrecherche in PubMed/MEDLINE zu wissenschaftlichen Studien und Publikationen bis Ende Oktober 2020 durch, deren Auswertung schließlich Ende April 2021 veröffentlicht wurde. Berücksichtigt wurden in erster Linie englisch- und deutschsprachige Publikationen der Evidenzstufen I bis III, die zum Zeitpunkt der Überprüfung nicht älter als 20 Jahre waren.

Unter Zugrundelegung verschiedener Kriterien (quantifizierbar, negative Auswirkungen von Masken, Beschreibung von Symptomen oder der negativen Auswirkungen von Masken) fanden die Autoren 109 relevante Publikationen.

65 dieser Publikationen, darunter 14 Übersichtsarbeiten und 2 Meta-Analysen aus der Primärforschung, eigneten sich für eine inhaltliche Auswertung.

Für die quantitative Auswertung kamen 44 Darstellungen von negativen Effekten aus den Jahren 2004 bis 2020 in Betracht. Einunddreißig dieser Studien waren experimentell (70 %), 13 Datenerhebungsstudien im Sinne von einfachen Beobachtungsstudien, insbesondere im dermatologischen Bereich (30 %).

Einige der Hauptergebnisse: eine statistisch signifikante Korrelation zwischen Blutsauerstoffreduktion und Müdigkeit bei Maskenträgern; Kohlendioxid-Anstieg beim Tragen einer N95-Maske; reduzierte Sauerstoffsättigung und Beeinträchtigung der Atmung; Sauerstoffmangel und Kopfschmerzen infolge von N95-Masken; Anstieg der Hauttemperatur unter Masken, verbunden mit Müdigkeit; Temperaturanstieg in Korrelation mit Beeinträchtigung der Atmung; Temperaturanstieg und Feuchtigkeit/Nässe unter der Maske.

Insgesamt, so die Autoren, bestätige die Literaturübersicht relevante, unerwünschte medizinische, organ- und organsystembezogene Phänomene, die mit dem Tragen von Masken einhergingen. Die Liste der ausgewerteten Studien zu Symptomen stammt aus einer ganzen Reihe von Disziplinen: Neurologie, Gynäkologie, Dermatologie, HNO-Medizin, Zahnmedizin, Sportmedizin, Arbeitsmedizin, Mikrobiologie, Epidemiologie, Pädiatrie sowie Umweltmedizin, aber auch Psychologie, Psychiatrie und Soziologie.

Einige besonders interessante Abschnitte der im englischen Original über 40 Seiten langen Literaturübersicht seien hier herausgegriffen und im Folgenden vereinfacht zusammengefasst. Die Nachweise finden sich in der englischen Ausgabe, die im International Journal of Environmental Research and Public Health erschienen ist.[1] Auf diese Ausgabe sei hier ausdrücklich verwiesen. Mögliche Ungenauigkeiten in dieser zusammenfassenden Übersetzung sind nicht den Autoren anzulasten.

Allgemeine physiologische und pathophysiologische Effekte für den Träger

Bereits 2005 wurde in einer experimentellen Arbeit (randomisierte Crossover-Studie) nachgewiesen, dass das Tragen von OP-Masken bei gesundem medizinischem Personal zu messbaren physikalischen Effekten mit erhöhten transkutanen Kohlendioxidwerten nach 30 Minuten führt. Die Rolle des Totraumvolumens und der CO2-Retention als Ursache für die signifikante Veränderung (p < 0,05) der Blutgase auf dem Weg zur Hyperkapnie, die noch innerhalb der Grenzwerte lag, wurde in diesem Artikel diskutiert. Masken erweitern den natürlichen Totraum (Nase, Rachen, Trachea, Bronchien) nach außen und über Mund und Nase hinaus. [Als »Totraum« wird jener Teil des Atemsystems bezeichnet, der nicht am Gasaustausch beteiligt ist, sondern der Erwärmung und Durchfeuchtung des eingeatmeten Gasgemischs dient, bevor es in die Lungen strömt].

Eine experimentelle Vergrößerung des Totraumvolumens bei der Atmung erhöht die Kohlendioxid-Retention in Ruhe und unter Belastung und entsprechend den Kohlendioxid-Partialdruck im Blut (p < 0,05).

Neben der erhöhten Rückatmung von Kohlendioxid durch den Totraum wird auch der Einfluss des erhöhten Atemwiderstandes beim Tragen von Masken diskutiert.

Nach den wissenschaftlichen Daten zeigen Maskenträger insgesamt eine auffällige Häufigkeit typischer, messbarer, physiologischer Veränderungen.

In einer kürzlich durchgeführten Interventionsstudie mit acht Probanden zeigten Messungen des Gasgehalts für Sauerstoff (gemessen in O2 Vol%) und Kohlendioxid (gemessen in CO2 ppm) in der Luft unter einer Maske auch in Ruhe eine geringere Sauerstoffverfügbarkeit als ohne Maske. Die absolute Sauerstoffkonzentration (O2 Vol%) in der Luft unter den Masken war mit 18,3 % im Vergleich zu 20,9 % Raumluftkonzentration signifikant niedriger (minus 12,4 Vol% O2 in absoluten Zahlen, statistisch signifikant mit p < 0,001). Gleichzeitig wurde ein um den Faktor 30 erhöhter gesundheitsrelevanter Wert der Kohlendioxidkonzentration (CO2 Vol%) im Vergleich zur normalen Raumluft gemessen.

Diese Phänomene sind verantwortlich für einen statistisch signifikanten Anstieg des Kohlendioxid-Gehalts im Blut bei Maskenträgern, einerseits transkutan gemessen über einen erhöhten PtcCO2-Wert, andererseits über den endexspiratorischen Partialdruck des Kohlendioxids bzw. den arteriellen Partialdruck des Kohlendioxids.

Neben dem Anstieg des Kohlendioxid-Spiegels im Blut des Trägers (p < 0,05) ist eine weitere, vielfach experimentell nachgewiesene Folge von Masken ein statistisch signifikanter Abfall der Blutsauerstoffsättigung (p < 0,05). Ein Abfall des Blutsauerstoffpartialdrucks mit dem Effekt eines begleitenden Anstiegs der Herzfrequenz (p < 0,05) sowie ein Anstieg der Atemfrequenz (p < 0,05) sind nachgewiesen worden.

Einen statistisch signifikant messbaren Anstieg der Pulsfrequenz (p < 0,05) und eine Abnahme der Sauerstoffsättigung nach der ersten (p < 0,01) und zweiten Stunde (p < 0,0001) unter einer Einwegmaske (OP-Maske) berichteten die Forscher in einer Maskeninterventionsstudie, die sie an 53 Neurochirurgen durchführten.

In einer anderen experimentellen Studie (Vergleichsstudie) verursachten chirurgische und N95-Masken einen signifikanten Anstieg der Herzfrequenz (p < 0,01) sowie ein entsprechendes Gefühl der Erschöpfung (p < 0,05). Diese Symptome waren von einem Hitzegefühl (p < 0,0001) und Juckreiz (p < 0,01) aufgrund der Durchfeuchtung der Masken (p < 0,0001) bei 10 gesunden Probanden beider Geschlechter nach nur 90 Minuten körperlicher Aktivität begleitet.

Diese Phänomene wurden in einem weiteren Experiment an 20 gesunden Probanden mit OP-Masken reproduziert. Sie zeigten einen statistisch signifikanten Anstieg der Herz- (p < 0,001) und Atemfrequenz (p < 0,02), begleitet von einem signifikanten messbaren Anstieg des transkutanen Kohlendioxids (p < 0,0006). Außerdem klagten die Probanden über Atembeschwerden während der Untersuchung.

Die vermehrte Rückatmung von Kohlendioxid aus dem vergrößerten Totraumvolumen bei Maskenträgern kann reflektorisch eine erhöhte Atmungsaktivität mit erhöhter Muskelarbeit sowie den daraus resultierenden zusätzlichen Sauerstoffbedarf und Sauerstoffverbrauch auslösen. Dies ist eine Reaktion auf pathologische Veränderungen im Sinne eines Adaptationseffekts. Ein maskenbedingter Abfall des Blutsauerstoffsättigungswertes oder des Blutsauerstoffpartialdrucks kann wiederum Brustkorbbeschwerden zusätzlich verstärken.

Die dokumentierten maskeninduzierten Veränderungen der Blutgase in Richtung Hyperkapnie (erhöhter Kohlendioxid-Blutspiegel) und Hypoxie (verringerter Sauerstoff-Blutspiegel) können zu zusätzlichen nichtphysikalischen Effekten wie Verwirrung, vermindertem Denkvermögen und Desorientierung führen sowie zu einer allgemeinen Beeinträchtigung der kognitiven Fähigkeiten und einer Abnahme der psychomotorischen Fähigkeiten. Dies unterstreicht die Bedeutung von Veränderungen der Blutgasparameter (O2 und CO2) als Ursache für klinisch relevante psychologische und neurologische Effekte.

In einer Versuchsanordnung mit verschiedenen Maskentypen (Alltagsmaske, OP-Maske, N95) wurde bei 12 gesunden jungen Probanden (Studenten) ein signifikanter Anstieg der Herzfrequenz (p < 0,04), eine Abnahme der Sauerstoffsättigung (p < 0,05) mit einem Anstieg der Hauttemperatur unter der Maske (Gesicht) und Atemnot (p < 0,002) festgestellt. Außerdem beobachteten die Untersucher Schwindel (p < 0,03), Antriebslosigkeit (p < 0,05), Denkstörungen (p < 0,03) und Konzentrationsprobleme (p < 0,02), die ebenfalls statistisch signifikant waren.

Nach anderen Veröffentlichungen stören Masken auch die Temperaturregulation, beeinträchtigen das Gesichtsfeld und die nonverbale und verbale Kommunikation.

Aus der Pathologie ist bekannt, dass nicht nur überschwellige Reize, die die normalen Grenzen überschreiten, krankheitsrelevante Folgen haben. Auch unterschwellige Reize sind in der Lage, pathologische Veränderungen hervorzurufen, wenn die Expositionszeit lang genug ist. Beispiele hierfür sind geringste Luftverunreinigungen durch Schwefelwasserstoff, die zu Atemwegsproblemen (Rachenreizung, Husten, verminderte Sauerstoffaufnahme) und neurologischen Erkrankungen (Kopfschmerzen, Schwindel) führen. Darüber hinaus ist eine unterschwellige, aber lang anhaltende Belastung mit Stickoxiden und Feinstaub mit einem erhöhten Asthmarisiko, Krankenhausaufenthalten und einer höheren Gesamtsterblichkeit verbunden.[2]

Die maskeninduzierten schädlichen Veränderungen erscheinen auf den ersten Blick relativ gering, jedoch ist eine wiederholte Exposition über längere Zeiträume gemäß dem eben genannten pathogenetischen Prinzip relevant. Langfristige krankheitsrelevante Folgen von Masken sind zu erwarten. Insofern sind die in den Studien gefundenen statistisch signifikanten Unterschiede zwischen Maskenträgern und Menschen ohne Maske klinisch relevant. Sie geben einen Hinweis darauf, dass bei wiederholter längerer Exposition gegenüber unterschwelligen physikalischen, chemischen, biologischen, physiologischen und psychologischen Bedingungen gesundheitsmindernde Veränderungen und Krankheitsbilder wie Bluthochdruck und Arteriosklerose einschließlich koronarer Herzkrankheiten (metabolisches Syndrom) sowie neurologische Erkrankungen entstehen können. Für geringe Erhöhungen des Kohlendioxids in der Einatmungsluft ist diese krankheitsfördernde Wirkung mit der Entstehung von Kopfschmerzen, Reizungen der Atemwege bis hin zu Asthma sowie einer Erhöhung von Blutdruck und Herzfrequenz mit Gefäßschäden und schließlich neuropathologischen und kardiovaskulären Folgen nachgewiesen. Schon geringfügig, aber anhaltend erhöhte Herzfrequenzen fördern über vermehrte Entzündungsbotenstoffe oxidativen Stress mit endothelialer Dysfunktion und schließlich die Stimulation der Arteriosklerose der Blutgefäße. Ein ähnlicher Effekt mit der Stimulierung von Bluthochdruck, kardialer Dysfunktion und Schädigung der hirnversorgenden Blutgefäße wird für leicht erhöhte Atemfrequenzen über längere Zeiträume angenommen. Masken sind für die oben genannten physiologischen Veränderungen mit Anstieg des eingeatmeten Kohlendioxids, kleinen, anhaltenden Erhöhungen der Herzfrequenz und leichten, aber anhaltenden Erhöhungen der Atemfrequenz verantwortlich.

Die Nebenwirkungen und Gefahren von Masken lassen sich aus bekannten Prinzipien der Atemphysiologie verstehen.

Das durchschnittliche Totraumvolumen während der Atmung beträgt bei Erwachsenen ca. 150-180 ml und ist beim Tragen einer Maske, die Mund und Nase bedeckt, deutlich erhöht. Bei einer N95-Maske wurde z. B. in einer experimentellen Studie ein Totraumvolumen von ca. 98-168 ml ermittelt. Dies entspricht einer maskenbedingten Totraumvergrößerung von ca. 65 bis 112 % bei Erwachsenen und damit fast einer Verdoppelung.[3] Bei einer Atemfrequenz von 12 pro Minute würde das Pendelatmungsvolumen mit einer solchen Maske mindestens 2,9-3,8 L pro Minute betragen. Der durch die Maske erweiterte Totraum bewirkt also eine relative Verringerung des der Lunge pro Atemzug zur Verfügung stehenden Gasaustauschvolumens um 37 %. Dies erklärt weitgehend die Beeinträchtigung der Atmungsphysiologie und die daraus resultierenden Nebenwirkungen aller Maskentypen im täglichen Gebrauch bei gesunden und kranken Menschen (Anstieg der Atemfrequenz, Anstieg der Herzfrequenz, Abnahme der Sauerstoffsättigung, Anstieg des Kohlendioxidpartialdrucks, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schwindelgefühl, Beeinträchtigung des Denkvermögens usw.).

Neben dem Effekt des erhöhten Totraumvolumens der Atmung ist aber auch der maskenbedingte Atemwiderstand von herausragender Bedeutung.

Experimente zeigen einen Anstieg des Atemwegswiderstands um 126 % bei der Einatmung und 122 % bei der Ausatmung mit einer N95-Maske. Experimentelle Studien haben auch gezeigt, dass eine Durchfeuchtung der Maske (N95) den Atemwegswiderstand um weitere 3 % erhöht und somit den Atemwegswiderstand bis zum 2,3-fachen des Normalwerts steigern kann.

Dies zeigt deutlich, wie wichtig der Atemwegswiderstand einer Maske ist. Die Maske wirkt hier als Störfaktor bei der Atmung und macht die beobachteten Kompensationsreaktionen mit einer Erhöhung der Atemfrequenz und gleichzeitigem Gefühl der Atemnot plausibel (erhöhte Arbeit der Atemmuskulatur). Diese zusätzliche Belastung durch die verstärkte Atemarbeit gegen den größeren Widerstand der Masken führt zu einer verstärkten Erschöpfung mit einem Anstieg der Herzfrequenz und einer erhöhten CO2-Produktion. Passend dazu fand sich bei den Nebenwirkungen von Masken auch eine prozentuale Häufung von signifikanter Beeinträchtigung der Atmung und signifikantem Abfall der Sauerstoffsättigung (in ca. 75% aller Studienergebnisse).

Bei der Auswertung der primären Arbeiten ergab sich außerdem eine statistisch signifikante Korrelation zwischen dem Abfall der Sauerstoffsättigung und Müdigkeit, die in 58 % der Studien zur Maskenanwendung mit signifikanten Ergebnissen auftrat. –

Besonders interessant sind die Abschnitte über die neurologischen, mikrobiologischen, epidemiologischen und pädiatrischen Folgen des Maskentragens.

Neurologische Nebenwirkungen und Gefahren

In einer wissenschaftlichen Auswertung von Synkopen (Ohnmachtsanfällen) im Operationssaal wurden 36 von 77 Vorfällen (47 %) mit dem Tragen einer Maske in Verbindung gebracht. Andere Faktoren konnten jedoch als mitwirkende Ursache nicht ausgeschlossen werden.

Neurologen aus Israel, Großbritannien und den USA stellten in einem Level-III-Evidenz-Review fest, dass eine Maske für Epileptiker ungeeignet ist, da sie Hyperventilation auslösen kann. Die Verwendung einer Maske erhöht die Atemfrequenz signifikant um etwa plus 15 bis 20%. Eine Erhöhung der Atemfrequenz, die zu einer Hyperventilation führt, wird jedoch bekanntermaßen zur Provokation in der Epilepsiediagnostik eingesetzt und verursacht anfallsäquivalente EEG-Veränderungen bei 80% der Patienten mit generalisierter Epilepsie und bei bis zu 28% der fokalen Epileptiker.

Ärzte aus New York untersuchten die Auswirkungen des Tragens von Masken des Typs OP-Maske und N95 bei medizinischem Personal in einer Stichprobe von 343 Teilnehmern (befragt mit standardisierten, anonymisierten Fragebögen). Das Tragen der Masken führte bei 71,4 % der Teilnehmer zu nachweisbaren Beeinträchtigungen der Kognition (24 % der Träger) und Kopfschmerzen. Von diesen hielten 28% an und erforderten Medikamente. Kopfschmerzen traten bei 15,2 % unter 1 Stunde Tragezeit, bei 30,6 % nach 1 Stunde Tragezeit und bei 29,7 % nach 3 Stunden Tragezeit auf. Die Wirkung verstärkte sich also mit zunehmender Tragedauer.

Verwirrtheit, Desorientierung und sogar Schläfrigkeit sowie eingeschränkte motorische Fähigkeiten mit verminderter Reaktionsfähigkeit und insgesamt verminderter Leistungsfähigkeit als Folge der Maskennutzung wurden auch in anderen Studien dokumentiert.

Die Wissenschaftler erklären diese neurologischen Beeinträchtigungen mit einem maskeninduzierten latenten Abfall des Sauerstoffgehalts im Blutgas CO2 (in Richtung Hypoxie) bzw. einem latenten Anstieg des Kohlendioxidgehalts im Blutgas CO2 (in Richtung Hyperkapnie). Angesichts der wissenschaftlichen Datenlage scheint dieser Zusammenhang auch unstrittig.

In einem Maskenexperiment aus dem Jahr 2020 wurden für alle verwendeten Maskentypen (Stoff-, OP- und N95-Masken) bereits nach 100 Minuten Tragedauer signifikante Denkstörungen (p < 0,03) und Konzentrationsstörungen (p < 0,02) festgestellt. Die Denkstörungen korrelierten signifikant mit einem Abfall der Sauerstoffsättigung (p < 0,001) während der Maskennutzung.

Anfängliche Kopfschmerzen (p < 0,05) traten bei bis zu 82 % von 158, 21-35 Jahre alten Maskenträgern in einer anderen Studie zum N95-Atemschutz auf, wobei ein Drittel (34 %) bis zu viermal täglich Kopfschmerzen hatte. Die Teilnehmer trugen die Maske 18,3 Tage lang über einen Zeitraum von 30 Tagen  durchschnittlich 5,9 Stunden pro Tag.

Signifikant erhöhte Kopfschmerzen (p < 0,05) konnten nicht nur für N95-, sondern auch für OP-Masken bei Teilnehmern einer anderen Beobachtungsstudie an Mitarbeitern im Gesundheitswesen beobachtet werden.

In einer anderen Studie klassifizierten die Forscher 306 Anwender mit einem Durchschnittsalter von 43 Jahren, die verschiedene Maskentypen trugen, von denen 51 % einen initialen Kopfschmerz als spezifisches Symptom hatten, das ausschließlich mit einer erhöhten Verwendung von chirurgischen und N95-Masken zusammenhing (1 bis 4 Stunden, p = 0,008). Forscher aus Singapur konnten in einer Studie mit 154 gesunden N95-Gesundheitsdienst-Maskenträgern nachweisen, dass es zu einem signifikanten Anstieg des maskeninduzierten Kohlendioxidspiegels im Blut und zu einer messbar größeren Vasodilatation mit einem Anstieg des zerebralen Arterienflusses in den Cerebri media kam. Dies war in der Versuchsgruppe mit Kopfschmerzen verbunden (p < 0,001).

Nach Ansicht der Forscher tragen die oben genannten Veränderungen auch zu Kopfschmerzen bei längerer Verwendung von Masken mit einer Verschiebung in Richtung Hypoxie und Hyperkapnie bei. Darüber hinaus tragen auch Stress und mechanische Faktoren wie die Reizung der zervikalen Nerven im Hals- und Kopfbereich durch die engen Maskenbänder, die auf die Nervenstränge drücken, zu Kopfschmerzen bei.

Bei der Analyse der Primärstudien war ein Zusammenhang zwischen der N95-Maske und Kopfschmerzen feststellbar. In sechs von 10 Studien trat der signifikante Kopfschmerz in Verbindung mit der N95-Maske auf (60 % aller Studien)

Mikrobiologische Folgen für Träger und Umgebung: Fremd-/Eigenkontamination

Masken halten Feuchtigkeit zurück. Schlechte Filterleistung und falsche Verwendung von chirurgischen Masken und Alltagsmasken sowie deren häufige Wiederverwendung bedeuten ein erhöhtes Infektionsrisiko. Sie schaffen ein feuchtwarmes Milieu ohne Schutzmechanismen wie Antikörper, Komplementsystem, Abwehrzellen und erregerhemmende Schleimhaut. Dadurch ebnen sie den Weg für ungehindertes Wachstum und bilden damit einen idealen Nährboden für verschiedene Erreger wie Bakterien und Pilze. Sie ermöglichen außerdem die Anreicherung von Viren. Das feuchtwarme Maskenmikroklima begünstigt die Ansammlung verschiedener Keime auf und unter den Masken, wobei die Keimdichte messbar proportional zur Tragedauer der Maske steigt. Bereits nach 2 Stunden Maskentragen steigt die Keimdichte in experimentellen Beobachtungsstudien fast um das Zehnfache an.

Aus mikrobiologischer und epidemiologischer Sicht stellen Masken im täglichen Gebrauch ein Kontaminationsrisiko dar. Diese kann als Fremdkontamination, aber auch als Selbstkontamination auftreten. Einerseits werden Keime angesaugt oder heften sich durch Konvektionsströmungen an die Masken. Andererseits reichern sich beim Atmen potenzielle Infektionserreger aus dem Nasen-Rachen-Raum übermäßig an der Außen- und Innenseite der Maske an. Dies wird durch den Kontakt mit kontaminierten Händen noch verstärkt. Da Masken ständig von keimhaltiger Atemluft durchdrungen werden und die Erregervermehrungsrate außerhalb von Schleimhäuten höher ist, reichern sich potenzielle Infektionserreger übermäßig auf der Außen- und Innenseite von Masken an. Auf und in den Masken sind durchaus ernstzunehmende, potenziell krankmachende Bakterien und Pilze wie E. coli (54 % aller nachgewiesenen Keime), Staphylococcus aureus (25 % aller nachgewiesenen Keime), Candida (6 %), Klebsiella (5 %), Enterokokken (4 %), Pseudomonaden (3 %), Enterobacter (2 %) und Micrococcus (1 %) sogar in großen Mengen nachweisbar.

In einer anderen mikrobiologischen Studie waren das Bakterium Staphylococcus aureus (57 % aller nachgewiesenen Bakterien) und der Pilz Aspergillus (31 % aller nachgewiesenen Pilze) die dominierenden Keime auf 230 untersuchten OP-Masken.

Auf 148 von medizinischem Personal getragenen Masken wurden nach mehr als sechsstündigem Gebrauch in absteigender Reihenfolge folgende Viren gefunden: Adenovirus, Bocavirus, Respiratorisches Synzytial-Virus und Influenza-Viren.

Problematisch ist unter diesem Aspekt auch, dass Feuchtigkeit diese potenziellen Erreger in Form kleinster Tröpfchen über Kapillarwirkung auf und in der Maske verteilt, wobei es dann mit jedem Atemzug zu einer weiteren Vermehrung im Sinne einer Selbst- und Fremdkontamination durch die Aerosole nach innen und außen kommen kann. In diesem Zusammenhang ist auch aus der Literatur bekannt, dass Masken für eine überproportionale Produktion von Feinstaub in der Umgebung verantwortlich sind, und zwar überraschenderweise deutlich mehr als bei Menschen ohne Maske.

Es wurde gezeigt, dass alle maskentragenden Probanden sowohl beim Atmen, Sprechen und Husten signifikant mehr kleinere Partikel der Größe 0,3-0,5 µm in die Luft abgeben als maskenlose Personen (Stoff-, OP-, N95-Masken). Der Anstieg des Nachweises von Rhinoviren in den Sentinel-Studien des deutschen RKI ab 2020 könnte ein weiterer Hinweis auf dieses Phänomen sein, da in diesem Jahr von der Allgemeinbevölkerung im öffentlichen Raum konsequent Masken getragen wurden.

Epidemiologische Folgen

Die möglichen Nebenwirkungen und Gefahren von Masken beruhen auf Untersuchungen an verschiedenen Maskentypen. Dazu gehören die professionellen Masken vom Typ chirurgische Maske und N95/KN95 (FFP2-Äquivalent), die im Alltag häufig verwendet werden, aber auch die ursprünglich verwendeten Stoffmasken.

Im Falle von N95 steht das N für National Institute for Occupational Safety and Health of the United States (NIOSH), und 95 bezeichnet die 95-prozentige Filterleistung für Feinpartikel bis mindestens 0,3 µm. Ein wesentliches Risiko der Maskenverwendung in der Bevölkerung ist die Schaffung eines falschen Sicherheitsgefühls hinsichtlich des Schutzes vor Virusinfektionen, insbesondere im Sinne eines fälschlicherweise angenommenen starken Selbstschutzes. Die Vernachlässigung von Infektionsrisiken kann nicht nur Aspekte der Quellenkontrolle vernachlässigen, sondern auch zu anderen Nachteilen führen. Zwar gibt es eine ganze Reihe professioneller positiver Berichte über den weit verbreiteten Gebrauch von Masken in der Bevölkerung, aber die meisten seriösen und eindeutigen wissenschaftlichen Berichte kommen zu dem Schluss, dass die generelle Verpflichtung zum Tragen von Masken ein falsches Sicherheitsgefühl vermittelt. Dies führt jedoch zu einer Vernachlässigung derjenigen Maßnahmen, die laut WHO einen höheren Wirkungsgrad als das Maskentragen haben: soziale Distanzierung und Händehygiene. Forscher konnten in einem experimentellen Setting ein falsches Sicherheitsgefühl und risikoreicheres Verhalten beim Tragen von Masken statistisch signifikant nachweisen.

Entscheidungsträger in vielen Ländern informierten ihre Bürger schon früh in der Pandemie im März 2020, dass Menschen ohne Symptome keine medizinische Maske benutzen sollten, da dies ein falsches Sicherheitsgefühl schaffe. Die Empfehlung wurde schließlich in vielen Ländern geändert. Zumindest Deutschland wies darauf hin, dass Träger bestimmter Maskentypen, wie z. B. der üblichen Stoffmasken (Community-Masken), sich nicht darauf verlassen können, dass diese sie oder andere vor einer Übertragung von SARS-CoV-2 schützen.

Wissenschaftler beklagen jedoch nicht nur die fehlende Evidenz für Stoffmasken im Rahmen einer Pandemie, sondern auch die hohe Durchlässigkeit von Stoffmasken mit Partikeln und das damit verbundene potenzielle Infektionsrisiko. Gewöhnliche Stoffmasken mit einer 97%igen Durchlässigkeit für Partikelgrößen von 0,3 µm stehen in krassem Gegensatz zu medizinischen OP-Masken mit einer 44%igen Durchlässigkeit. Im Gegensatz dazu hat die N95-Maske im Laborexperiment eine Durchdringungsrate von weniger als 0,01 % für Partikel ≥ 0,3 µm.

Für das klinische Setting in Krankenhäusern und Ambulanzen empfehlen die WHO-Leitlinien für Influenzaviren nur chirurgische Masken für die gesamte Patientenbehandlung mit Ausnahme der stark aerosolbildenden Maßnahmen, für die feiner filternde Masken vom Typ N95 vorgeschlagen werden. Die Empfehlung der WHO für bestimmte Maskentypen ist jedoch nicht vollständig evidenzbasiert, da es an qualitativ hochwertigen Studien im Gesundheitsbereich mangelt. In einem Laborexperiment (Evidenzlevel IIa-Studie) wurde gezeigt, dass sowohl chirurgische Masken als auch N95-Masken Defizite beim Schutz gegen SARS-CoV-2 und Influenza-Viren aufweisen. In dieser Studie zeigte die FFP2-äquivalente N95-Maske einen signifikant besseren Schutz (8-12 mal effektiver) als die chirurgische Maske, aber keiner der beiden Maskentypen stellte einen zuverlässigen Schutz gegen Corona- und Influenzaviren her. Beide Maskentypen konnten von Aerosolpartikeln mit einem Durchmesser von 0,08 bis 0,2 µm ungehindert durchdrungen werden. Sowohl die SARS-CoV-2-Erreger mit einer Größe von 0,06 bis 0,14 µm als auch die Influenzaviren mit 0,08 bis 0,12 µm liegen leider deutlich unter den Maskenporengrößen.

Die Filterleistung der N95-Maske bis 0,3 µm wird von OP-Masken und Alltagsmasken meist nicht erreicht. Allerdings sollen Aerosoltröpfchen, die einen Durchmesser von 0,09 bis 3 µm haben, als Transportmedium für Viren dienen. Diese durchdringen auch die medizinischen Masken zu 40 %. Oftmals besteht auch eine schlechte Passform zwischen Gesicht und Maske, was deren Funktion und Sicherheit weiter beeinträchtigt. Problematisch ist die Ansammlung von Aerosoltröpfchen auf der Maske. Sie nehmen nicht nur Nanopartikel wie z. B. Viren auf, sondern folgen beim Ein- und Ausatmen dem Luftstrom, wodurch sie weitergetragen werden. Darüber hinaus wurde für Aerosoltröpfchen bei steigenden Temperaturen ein physikalischer Zerfallsprozess beschrieben, wie er auch unter einer Maske auftritt. Dieser Prozess kann zu einer Verkleinerung der feinen Wassertröpfchen bis hin zum Durchmesser eines Virus führen. Die Masken filtern zwar größere Aerosoltröpfchen, können aber Viren selbst und solche kleineren, potenziell virushaltigen Aerosoltröpfchen von weniger als 0,2 µm nicht zurückhalten und somit die Ausbreitung von Viren nicht verhindern.

In ähnlicher Weise gab es in einer In-vivo-Vergleichsstudie zwischen N95 und chirurgischen Masken keine signifikanten Unterschiede in den Influenzavirus-Infektionsraten. Dies steht zwar im Gegensatz zu ermutigenden In-vitro-Laborergebnissen mit virusfreien Aerosolen unter nicht-natürlichen Bedingungen, auch mit Stoffmasken, doch ist zu beachten, dass unter natürlichen In-vivo-Bedingungen auch die vielversprechenden, auf elektrostatischen Effekten beruhenden Filtrationsfunktionen von Stoffmasken mit zunehmender Luftfeuchtigkeit rasch abnehmen. Ein Schweizer Textillabor-Test verschiedener im Handel erhältlicher Masken für die Allgemeinheit bestätigte kürzlich, dass die meisten Maskentypen Aerosole nur unzureichend filtern. Bei allen bis auf einen der acht getesteten wiederverwendbaren Stoffmaskentypen lag der Abscheidegrad nach EN149 für Partikel mit einer Größe von 1 µm stets unter 70 %. Bei Einwegmasken war nur die Hälfte aller acht getesteten Maskentypen effizient genug bei der Filterung, um 70 % der Partikel mit einer Größe von 1 µm zurückzuhalten.

Eine aktuelle experimentelle Studie hat sogar gezeigt, dass alle Maskenträger (OP-, N95-, Stoffmasken) sowohl beim Atmen, Sprechen und Husten signifikant und proportional kleinere Partikel der Größe 0,3 bis 0,5 µm in die Luft abgeben als maskenlose Personen. Demnach wirken die Masken wie Vernebler und tragen zur Produktion von sehr feinen Aerosolen bei. Kleinere Partikel verbreiten sich jedoch aus physikalischen Gründen schneller und weiter als große. Besonders interessant an dieser experimentellen Referenzstudie war die Feststellung, dass eine Versuchsperson, die eine einlagige Stoffmaske trug, beim Atmen auch insgesamt 384 % mehr Partikel (verschiedener Größen) freisetzen konnte als eine Person ohne Maske.

Nicht nur die erwähnten funktionellen Schwächen der Masken selbst führen zu Problemen, sondern auch deren Anwendung. Dadurch erhöht sich das Risiko einer falschen Sicherheit. Laut Literatur werden bei der Verwendung von Masken sowohl von medizinischem Fachpersonal als auch von Laien Fehler gemacht, da die hygienisch korrekte Verwendung von Masken keineswegs intuitiv ist. Insgesamt verwenden 65 % der medizinischen Fachkräfte und sogar 78 % der Allgemeinbevölkerung Masken falsch. Sowohl bei chirurgischen Masken als auch bei N95-Masken wird die Einhaltung der Benutzungsregeln beeinträchtigt und nicht adäquat befolgt, da das Tragen mit Hitzebeschwerden und Hautreizungen verbunden ist. Verstärkt wird dies durch die Ansammlung von Kohlendioxid aufgrund des Totraums (insbesondere unter den N95-Masken) mit den daraus resultierenden beschriebenen Kopfschmerzen. Erhöhte Herzfrequenz, Juckreiz und Feuchtigkeitsgefühle führen ebenfalls zu einer verminderten Sicherheit und Qualität bei der Anwendung. Aus diesem Grund gelten (Alltags-)Masken in der Allgemeinbevölkerung sogar als generelles Infektionsrisiko, das den strengen Hygieneregeln von Krankenhäusern und Arztpraxen nicht annähernd gerecht wird: Die vermeintliche Sicherheit wird so selbst zum Sicherheitsrisiko.

In einer von der WHO in Auftrag gegebenen Meta-Analyse der Evidenzstufe Ia konnte kein Effekt von Masken im Rahmen der Influenza-Virus-Pandemieprävention nachgewiesen werden. In 14 randomisierten kontrollierten Studien konnte keine Reduktion der Übertragung von laborbestätigten Influenza-Infektionen gezeigt werden.

Aufgrund der ähnlichen Größe und Verbreitungswege der Virusspezies (Influenza und Corona) sind die Daten auch auf SARS-CoV-2 übertragbar. Dennoch führte eine Kombination von gelegentlichem Maskentragen mit ausreichendem Händewaschen in einer Studie zu einer leichten Reduktion der Infektionen bei Influenza. Da in dieser Studie jedoch keine Trennung von Händehygiene und Masken durchgeführt wurde, ist der Schutzeffekt angesichts der oben genannten Daten eher der Händehygiene zuzuschreiben.

Eine kürzlich veröffentlichte große prospektive dänische Vergleichsstudie, die Maskenträger und Nicht-Maskenträger hinsichtlich ihrer Infektionsraten mit SARS-CoV2 verglich, konnte keine statistisch signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen nachweisen.

Pädiatrische Nebenwirkungen und Gefährdungen

Kinder sind besonders verletzlich und haben ein höheres Risiko für eine unsachgemäße Behandlung oder zusätzliche Schäden. Es kann davon ausgegangen werden, dass die für Erwachsene beschriebenen möglichen unerwünschten Maskenwirkungen umso mehr für Kinder gelten.

Besonderes Augenmerk muss auf die Atmung von Kindern gelegt werden, die – aufgrund des höheren Sauerstoffbedarfs, der erhöhten Hypoxieanfälligkeit des Zentralen Nervensystems, der geringeren respiratorischen Reserve und der kleineren Atemwege mit stärkerer Widerstandserhöhung bei Verengung des Lumens [des inneren Hohlraums der Atemgefäße] – eine kritische und verletzliche physiologische Größe darstellt. Der durch die Stimulation von Nase und Oberlippe hervorgerufene Tauchreflex kann bei Sauerstoffmangel zu Atemstillstand bis Bradykardie führen.

Die derzeit für Kinder verwendeten Masken sind ausschließlich Erwachsenenmasken, die in kleineren geometrischen Abmessungen hergestellt werden und weder speziell für diesen Zweck getestet noch zugelassen wurden.

In einer experimentellen britischen Forschungsstudie führten die Masken bei 100 Schulkindern zwischen 8 und 11 Jahren insbesondere bei körperlicher Anstrengung häufig zu Hitzegefühlen (p < 0,0001) und Atemproblemen (p < 0,03), weshalb die Schutzausrüstung von 24 % der Kinder bei körperlicher Aktivität abgelegt wurde. Die Ausschlusskriterien für diesen Maskenversuch waren Lungenerkrankungen, kardiovaskuläre Beeinträchtigungen und Klaustrophobie.

Wissenschaftler aus Singapur konnten in ihrer in der renommierten Fachzeitschrift nature veröffentlichten Level-Ib-Studie nachweisen, dass 106 Kinder im Alter von 7 bis 14 Jahren, die nur 5 Minuten lang eine FFP2-Maske trugen, einen Anstieg der inspiratorischen und exspiratorischen CO2-Werte zeigten, was auf eine gestörte Atmungsphysiologie hinweist.

Eine gestörte Atmungsphysiologie bei Kindern kann jedoch langfristige krankheitsrelevante Folgen haben. Von leicht erhöhten CO2-Werten ist bekannt, dass sie die Herzfrequenz, den Blutdruck, Kopfschmerzen, Müdigkeit und Konzentrationsstörungen erhöhen.

Dementsprechend wurden die folgenden Bedingungen als Ausschlusskriterien für die Verwendung der Maske aufgeführt: jede kardiopulmonale Erkrankung, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Asthma, Bronchitis, zystische Fibrose, angeborene Herzerkrankung, Emphysem; jede Erkrankung, die durch körperliche Anstrengung verschlimmert werden kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Anstrengungsinduziertes Asthma; Infektionen der unteren Atemwege (Lungenentzündung, Bronchitis innerhalb der letzten 2 Wochen), Angststörungen, Diabetes, Bluthochdruck oder Epilepsie/Anfallsleiden; jede körperliche Behinderung aufgrund einer medizinischen, orthopädischen oder neuromuskulären Erkrankung; jede akute Erkrankung der oberen Atemwege oder symptomatische Rhinitis (nasale Obstruktion, laufende Nase oder Niesen); jeder Zustand mit Deformierungen, die den Sitz der Maske beeinträchtigen (z. B. vermehrte Gesichtsbehaarung, kraniofaziale Deformitäten usw.).

Es ist auch wichtig, auf die möglichen Auswirkungen von Masken bei neurologischen Erkrankungen hinzuweisen.

Sowohl Masken als auch Gesichtsschilde lösten in einer wissenschaftlichen Studie bei 46 % der Kinder (37 von 80) Angst aus. Werden Kinder vor die Wahl gestellt, ob der untersuchende Arzt eine Maske tragen soll, lehnen sie dies in 49% der Fälle ab. Zusammen mit ihren Eltern bevorzugen die Kinder Behandler mit Gesichtsschutz (statistisch signifikant mit p < 0,0001).

Eine aktuelle Beobachtungsstudie an zehntausenden maskentragenden Kindern in Deutschland half den Untersuchern bei der Objektivierung von Beschwerden wie Kopfschmerzen (53%), Konzentrationsschwierigkeiten (50%), Freudlosigkeit (49%), Lernschwierigkeiten (38%) und Müdigkeit bei 37% der 25.930 ausgewerteten Kinder. Bei 25 % der beobachteten Kinder traten neue Ängste und sogar Alpträume auf. Bei Kindern werden die von der Umwelt erzeugten Bedrohungsszenarien über Masken weiter aufrechterhalten, in manchen Fällen sogar noch verstärkt, und so wird bestehender Stress verstärkt (Vorhandensein von unbewussten Ängsten).

Dies kann wiederum zu einer Zunahme von psychosomatischen und stressbedingten Erkrankungen führen. So zeigten laut einer Auswertung 60 % der Maskenträger Stresswerte der höchsten Stufe 10 auf einer Skala von 1 bis maximal 10. Weniger als 10 % der befragten Maskenträger hatten einen Stresslevel von weniger als 8 von 10 möglichen.

Da Kinder als eine besondere Gruppe betrachtet werden, hat die WHO im August 2020 auch eine besondere Leitlinie zur Verwendung von Masken bei Kindern in der Gemeinschaft herausgegeben, in der sie politischen Entscheidungsträgern und nationalen Behörden angesichts der begrenzten Evidenz ausdrücklich rät, dass die Vorteile der Maskenverwendung bei Kindern gegen die potenziellen Schäden, die mit der Maskenverwendung verbunden sind, abgewogen werden müssen. Dazu gehören Machbarkeit und Unbehagen, sowie soziale und kommunikative Bedenken.

Experten zufolge blockieren Masken die Grundlage der menschlichen Kommunikation und des Austauschs von Emotionen und behindern nicht nur das Lernen, sondern berauben die Kinder auch der positiven Effekte von Lächeln, Lachen und emotionaler Mimikry. Die Wirksamkeit von Masken bei Kindern als Virenschutz ist umstritten, und es fehlt die Evidenz für eine breite Anwendung bei Kindern; darauf gehen auch die Wissenschaftler der Universität Bremen in ihren Corona-Thesenpapieren 2.0 und 3.0 näher ein.[4]

Fortsetzung (zweiter Teil »Diskussion und Schlussfolgerungen«).


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Anmerkungen:


  1. Kisielinski, K.; Giboni, P.; Prescher, A.; Klosterhalfen, B.; Graessel, D.; Funken, S.; Kempski, O.; Hirsch, O. Is a Mask That Covers the Mouth and Nose Free from Undesirable Side Effects in Everyday Use and Free of Potential Hazards?. Int. J. Environ. Res. Public Health 2021, 18, 4344. https://doi.org/10.3390/ . Beteiligt an dieser Studie waren das Institut für molekulare und zelluläre Anatomie, Aachen, das Institut für Pathologie Dueren, das Institut für Neurowissenschaft und Medizin im Forschungszentrum Jülich sowie das Institut für Neurochirurgische Pathophysiologie an der Johannes Gutenberg Universität Mainz. Veröffentlicht unter einer CC BY 4.0 Lizenz.
  2. Eine Reihe weiterer unterschwelliger pathogener Expositionen werden von den Autoren als Beispiele angeführt: Stickoxide, Feinstaub, Pestizide, Arsen, Cadmium, Blei, Quecksilber und UV-Strahlung.
  3. Das ermittelte Totraumvolumen der Maske von ca. 98-168 ml ist zum durchschnittlichen Volumen hinzuzurechnen, daraus ergibt sich die prozentuale Vergrößerung.
  4. SOCIUM Research Center on Inequality and Social Policy, Universität Bremen. Thesenpapier 2. | Thesenpapier 3. (Stand 28. Januar 2021). Inzwischen ist bereits Thesenpapier 7 erschienen. Alle Thesenpapiere: https://www.socium.uni-bremen.de/ueber-das-socium/aktuelles/archiv/ Suche nach Titel »Thesenpapier«.

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Ein Kommentar

  1. Andreas Fritzsch

    Demaskierung

    Ich trage eine Maske, weil ich sie so nützlich find,
    Sie hilft mir zu verschleiern, wer ich bin.
    Dahinter steckt ein schlauer Geist, doch der bin ich allein,
    Da reicht ein kluger Menschverstand nicht hin.

    Ich sorge für Unsicherheit und angstgepresstes Leben,
    Die Menschen merken nicht auf wen sie hören,
    Sie retten gerne ihr Vermögen, ihre Existenz,
    Dabei werd‘ ich sie wohlweislich nicht stören.

    Nun bin ich mitten unter euch, man nennt mich den Experten,
    Ich zeige euch die Wege in mein Reich,
    Ich führ euch gerne an der Nase und auch sonst noch wo,
    Vor mir sind alle Angsthasen und gleich.

    So fühle ich mich pudelwohl in der Unsicherheit,
    Ich geb euch keine Antwort auf die Fragen;
    Man kann mich wirklich nicht so leicht mal eben demaskier’n,
    Wenn alle immer brav die Maske tragen.

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