마스크 쓰면 산소 부족해진다? 산소포화도 실험 결과

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마스크 산소 부족 논란의 시작

코로나19 팬데믹 이후 마스크 착용이 일상화되면서 “마스크를 쓰면 산소가 부족해져서 위험하다”는 주장이 SNS를 타고 퍼졌다.

실제로 마스크를 장시간 쓰면 숨이 답답해지고 두통이 오는 경우가 있다. 이런 경험이 쌓이다 보니 “역시 마스크가 산소 공급을 막는구나”라고 생각하기 쉽다. 하지만 답답하다는 느낌과 실제 산소 부족은 전혀 다른 문제다.

전 세계 연구진들이 이 의문을 해소하기 위해 수많은 임상시험을 진행했고, 결과는 의외로 명확했다.

마스크 착용과 산소포화도 임상연구

캐나다 맥마스터 대학교 Noel C. Chan 연구팀은 2020년 JAMA에 주목할 만한 연구를 발표했다. 65세 이상 노인 25명을 대상으로 3겹 일회용 마스크를 1시간 착용하게 한 뒤 산소포화도를 측정했다.

오히려 마스크 착용 중 수치가 미세하게 높았다. 단 한 명도 92% 아래로 떨어지지 않았다. 임상적으로 의미 있는 저산소증은 3% 이상 감소를 기준으로 하는데, 2% 감소조차 관찰되지 않았다.

미국에서도 대규모 연구가 이뤄졌다. 클리블랜드의 UH 레인보우 아동병원 연구팀은 성인 50명을 대상으로 천 마스크와 수술용 마스크 착용 상태에서 앉아있기와 빠르게 걷기를 반복하게 했다. 저산소증이나 고탄산혈증이 발생한 사람은 단 한 명도 없었다.

운동 중 마스크 착용 연구 결과

일상적인 활동이 아니라 격렬한 운동을 하면 어떨까. 클리블랜드 클리닉의 Matthew Kampert 박사 연구팀이 2021년 JAMA Network Open에 답을 제시했다.

건강한 성인 20명이 N95 마스크, 천 마스크, 마스크 미착용 상태에서 각각 트레드밀 운동을 최대 강도까지 수행했다.

▲ 마스크 착용 시 호흡 저항감은 증가 – 0~10점 척도에서 미착용 0점 vs 마스크 착용 7점
▲ 그러나 산소포화도는 모든 조건에서 정상 범위 유지
▲ 안전 문제로 중단된 테스트는 단 한 건도 없음

연구팀은 “마스크가 운동 능력에 물리적 제한을 줄 가능성은 있지만, 임상적으로 의미 있는 안전 문제를 일으킨다는 증거는 없다”고 결론지었다.

중증 만성폐쇄성폐질환(COPD) 환자 15명을 포함한 30명 대상 연구에서도 마스크 착용 후 혈중 산소와 이산화탄소 수치에 유의미한 차이가 없었다. 베일러 의과대학 Farrah Kheradmand 교수팀이 미국흉부학회지에 발표한 연구다.

이산화탄소 축적 문제는 없을까

산소 부족 다음으로 많이 거론되는 것이 이산화탄소 축적 문제다. 마스크 안에 내쉰 숨이 갇혀서 CO2 농도가 위험 수준까지 올라간다는 주장이다.

이 부분에 대해서도 연구가 진행됐다. BMC Infectious Diseases에 발표된 연구에 따르면 KN95 마스크 착용 시 CO2 농도가 확실히 증가하긴 한다. 하지만 미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)이 정한 15분 단기 노출 한계치를 넘지 않았다.

왜 그럴까. CO2 분자는 직경이 약 0.33나노미터에 불과하다. 반면 N95 마스크조차 300나노미터 이상의 입자를 걸러내도록 설계됐다. CO2 분자는 마스크를 아무런 저항 없이 통과한다.

CDC도 공식 입장을 밝혔다. “마스크 착용은 호흡하는 공기의 이산화탄소 수준을 높이지 않는다. 천 마스크와 수술용 마스크는 얼굴에 밀착되지 않기 때문에 CO2는 마스크 틈새와 섬유 사이로 쉽게 빠져나간다.”

그렇다면 마스크 착용 시 느끼는 불편함은 뭘까. 이건 실제로 존재하는 현상이다. 호흡 저항 증가, 마스크 내부 온도와 습도 상승, 얼굴 압박감, 심리적 답답함 등이 복합적으로 작용해 “산소가 부족하다”는 느낌을 주지만, 실제 혈중 산소 수치와는 무관하다.

마스크 산소부족설 FAQ 자주 묻는 질문

Q1. 마스크 쓰고 운동하면 정말 괜찮은가?

건강한 성인이라면 대체로 안전하다. 클리블랜드 클리닉 연구에서 최대 강도 운동까지 테스트했지만 안전 문제로 중단된 사례가 없었다. 다만 호흡 저항이 증가하므로 운동 강도를 평소보다 낮추는 것이 편할 수 있다. 만성 호흡기 질환이 있다면 담당 의사와 상담 후 결정하는 게 좋다.

Q2. 장시간 착용해도 문제없나?

대부분의 연구가 1시간 내외 착용을 테스트했다. 그 이상 장시간 착용 시에도 산소포화도에는 문제가 없지만, 피부 자극이나 두통 같은 불편 증상이 나타날 수 있다. 잠시 마스크를 벗고 환기가 잘 되는 곳에서 휴식하면 해소된다.

Q3. 어린이나 노인은 더 위험하지 않나?

JAMA 연구는 평균 나이 76.5세의 노인을 대상으로 했고, 기저질환자도 36%나 포함됐다. 그럼에도 산소포화도 저하는 관찰되지 않았다. 단, 2세 미만 영아에게는 마스크 착용을 권장하지 않는다 – 산소 부족 때문이 아니라 스스로 벗지 못하는 질식 위험 때문이다.

마스크 착용 시 느껴지는 답답함은 분명 실존하는 감각이다. 하지만 그것이 실제 산소 부족을 의미하지는 않는다.

여러 국가에서 수행된 임상시험들이 일관되게 보여주는 결론은 명확하다. 일반적인 마스크 착용이 혈중 산소 수준에 임상적으로 유의미한 영향을 미치지 않는다. 불편함과 위험을 혼동하지 않는 게 중요하다.