Undersøgelser viser, at de kardiovaskulære virkninger af cigaretter og e-cigaretter er slående ens

Undersøgelser viser, at de kardiovaskulære virkninger af cigaretter og e-cigaretter er slående ens

To relaterede undersøgelser, den ene i mennesker og den anden i rotter, fandt, at de kardiovaskulære virkninger af cigaretter og e-cigaretter er slående ens, og at disse skadelige virkninger på blodkarfunktionen sandsynligvis er forårsaget af luftvejsirritation på grund af indånding af et fremmed stof. snarere end en specifik komponent af cigaretrøg eller e-cigaretdamp (aerosol), ifølge ny forskning offentliggjort i dag i American Heart Associations peer-reviewede tidsskrift Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology (ATVB).

Både cigaretrygning og e-cigaretdampning er kendt for at forårsage endothelial dysfunktion, manglende evne til store blodkar til at åbne tilstrækkeligt til at levere tilstrækkeligt blod til hjertet og andre væv. Dette kan være en tidlig indikator for hjerte-kar-sygdom. Endotelceller beklæder det indre af alle blodkar og regulerer åbningen af ​​blodkar, udvekslingen af ​​stoffer mellem blodbanen og det omgivende væv og immun- og inflammatoriske reaktioner.

Målet med dette projekt var at fastslå, hvorfor et stigende antal inhalerede tobaksprodukter, herunder brændbare cigaretter, opvarmede tobaksprodukter og e-cigaretter, alle forringer endotelfunktionen på trods af grundlæggende forskelle i disse produkter. Tusindvis af kemikalier er blevet identificeret i tobaksrøg, hvoraf nogle også er til stede i e-cigaret aerosoler, enten som den originale ingrediens eller som et kemisk reaktionsprodukt af opvarmningsprocessen. "Vi forsøgte at finde ud af, hvilken specifik komponent af røg eller e-cigaretdamp der kunne være ansvarlig for at svække blodkarrenes evne til at fungere effektivt."

Matthew L. Springer, Ph.D., hovedforsker af begge studier, professor i medicin, afdeling for kardiologi, University of California, San Francisco

Springer og kolleger gennemførte to undersøgelser for at undersøge virkningerne af rygning og dampning på kardiovaskulær funktion hos både rotter og mennesker.

Nedsættelse af endotelfunktionen af ​​cigaretrøg er ikke forårsaget af en specifik røgkomponent, men snarere af vagalt indtrængen fra luftvejene

I rottestudiet blev arteriel flow-medieret dilatation (FMD), dvs. h. målt blodkars evne til at udvide sig før og efter udsættelse for røg fra fire typer af konventionelle brændbare cigaretter: konventionel nikotin, reduceret nikotin, konventionel nikotin tilsat mentol og reduceret nikotin tilsat mentol. Menthol tilsættes mange tobaksvarer, og det kan reducere irritationen forårsaget af rygning, især hos nye rygere, og kan spille en vigtig rolle i at lette nikotinafhængigheden.

Resultaterne af undersøgelsen viste, at blodkarudvidelsen blev reduceret efter brug af alle fire typer cigaretter, med størrelsen af ​​reduktionen fra 20 til 46 % afhængigt af cigarettypen. Nikotin var ikke påkrævet for svækkelse af vaskulær funktion, men højere nikotinniveauer var forbundet med et større fald i MKS end lavere nikotinniveauer, og menthol var forbundet med et mindre fald i MKS end ikke-mentholprodukter.

Springer understregede, at konstateringen af, at tilsætning af menthol resulterede i mindre alvorlighed af flow-induceret dilatationsforringelse, ikke bør overfortolkes for at antyde, at menthol er et gavnligt tilsætningsstof i ryge- og vapeprodukter, da svækkelsen stadig var betydelig og menthol har andre skadelige virkninger.

Rotterne blev også udsat for to af de vigtigste gasser, der findes i både røg- og e-cigaretaerosoler, samt rene kulstofnanopartikler, for at vurdere virkningerne af disse typer komponenter på blodkarudvidelsen. Gasserne og kulstofpartiklerne havde lignende negative virkninger som hel tobaksrøg, selvom de repræsenterede helt andre kemiske og fysiske komponenter i røgen.

"Fordi flowmedieret udvidelse var påvirket af røg, gasfasekomponenter af røg og simple kulstofpartikler, hvor ingen enkelt komponent var alene ansvarlig, undersøgte vi, om mekanismen involverede en fælles respiratorisk stimulusrespons, der involverede vagusnerven." sagde Springer.

Vagusnerven er en vigtig komponent i det parasympatiske nervesystem, som styrer ufrivillige indre organfunktioner. Det er ansvarligt for at regulere fordøjelse, hjertefrekvens, respirationsfrekvens, vasodilatation, inflammatoriske reaktioner og lungefunktioner såsom hosterefleks og slimproduktion.

For at teste denne hypotese udsatte forskerne bedøvede rotter for røg efter at have skåret vagusnerverne over. De fandt ud af, at ved at forhindre nervesignaler i rotternes lunger i at nå resten af ​​kroppen fuldstændig forhindrede røg i at påvirke vaskulær funktion. Disse resultater tyder på, at endoteldysfunktion kan være forårsaget af en vagusnerveafhængig mekanisme, der skyldes irritation af luftvejene og sensoriske nerver i lungen.

"Vi var overraskede over at opdage, at det ikke er et specifikt inhaleret fremmedmateriale, der forårsager uønskede kardiovaskulære virkninger - det er det faktum, at en form for irritationsmiddel overhovedet inhaleres, uanset hvad det var," sagde Springer. "Alle inhalerede produkter vil sandsynligvis have lignende skadelige virkninger på vaskulær funktion."

Springer bemærkede, at fraværet af et specifikt toksin, der er ansvarlig for vaskulær skade, betyder, at regulatorer ikke kan stole på at forbyde specifikke ingredienser for at forhindre negative virkninger fra inhalerede produkter.

Medforfattere er Pooneh Nabavizadeh, MD; Jiangtao Liu, MD; Poonam Rao, MD; Sharina Ibrahim, M.Sc.; Daniel D. Han, BA; Ronak Derakhshandeh, M.Sc.; Huiliang Qiu, MD; Xiaoyin Wang, MD; Stanton A. Glantz, Ph.D.; og Suzaynn F. Schick, Ph.D. Forfatternes detaljer er anført i manuskriptet.

Dette arbejde blev støttet af tilskud fra National Heart, Lung, and Blood Institute, en afdeling af National Institutes of Health (NIH) og US Food and Drug Administration Center for Tobacco Products; National Cancer Institute ved NIH og med støtte fra Elfenworks Foundation (til minde om Deb O'Keefe) og Roy E Thomas Medical Foundation.

Kronisk brug af e-cigaret forringer endotelfunktionen på fysiologisk og cellulært niveau

Den anden undersøgelse blev udført på flere centre og omfattede personer, der rapporterede regelmæssigt at ryge brændbare cigaretter, personer, der rapporterede regelmæssigt at bruge e-cigaretprodukter, og personer, der rapporterede, at de ikke brugte nikotinprodukter. Det kardiovaskulære helbred for alle deltagere blev vurderet på et enkelt tidspunkt, hvor forskere målte endotelfunktion og udførte cellekultureksperimenter for at vurdere sammenhængen mellem kronisk brug af e-cigaret og graden af ​​vaskulær svækkelse. Tiltagene omfattede produktion af nitrogenoxid, et nøglemolekyle for velfungerende blodkar, og endotelcellepermeabilitet, som afspejler, hvor let stoffer kan lække ud af blodkarrene. Øget vaskulær permeabilitet fører til lækage af større molekyler og kan bidrage til ødem eller hævelse forårsaget af overskydende væske i væv, betændelse, hjertesygdomme og andre sygdomme som kræft.

"Fordi den brændbare cigaretrøg og e-cigaret-aerosol, som folk indånder, ikke har direkte kontakt med blodkar, tog vi blodserum (den klare væske i blodet, der er tilbage efter koagulation) fra hver deltager og udsatte det for endotelceller i en kulturskål for at evaluere, hvordan de forskellige serumprøver af disse påvirkede den funktionelle celle." sagde Springer. "Dette gjorde det muligt for os at studere effekten på endotelceller af stoffer i røg/aerosol, der absorberes gennem lungerne og kommer ind i blodbanen, såvel som andre cirkulerende molekyler, som kroppen kan producere som reaktion på røg og/eller aerosolindånding, herunder proteiner involveret i den inflammatoriske reaktion."

120 voksne mellem 21 og 50 år uden hjerte-kar-sygdom deltog i undersøgelsen. Deltagerne inkluderede personer, der havde røget mere end 5 brændbare cigaretter om dagen i et år eller mere; Personer, der har brugt elektroniske cigaretter mindst 5 gange om ugen i 3 måneder eller mere; og folk, der i øjeblikket ikke har røget eller vaped.

Analysen viste, at langvarig vaping og cigaretrygning begge forårsager ændringer i blodet, der påvirker endotelfunktionen, om end på forskellige måder.

• In Blutserum getauchte Endothelzellen sowohl von Menschen, die regelmäßig geraucht hatten, als auch von denen, die regelmäßig dampften, setzten weniger Stickoxid frei, was bedeutet, dass die Endothelzellen funktionell beeinträchtigt waren.
• Kondensiertes E-Zigaretten-Aerosol reduzierte die Stickoxidproduktion nicht direkt, was darauf hinweist, dass die Substanzen im Blut, die die Stickoxidproduktion beeinträchtigten, nicht direkt aus dem Aerosol stammten, sondern vom Körper als Reaktion auf die Inhalation produziert wurden.
• Das Blutserum von Menschen, die regelmäßig dampften, aber nicht von denen, die regelmäßig rauchten, erhöhte die Durchlässigkeit der Endothelzellen, wodurch mehr Substanzen durch die Zellen dringen konnten und sie sich eher wie in undichten Blutgefäßen verhalten, was zu Gewebeödemen führen kann.
• Das Blutserum der Teilnehmer, die regelmäßig dampften, veranlasste auch Endothelzellen, Moleküle zu produzieren, die oxidativen Stress verursachen, der das Ungleichgewicht von freien Radikalen und Antioxidantien im Körper darstellt und zu Zell- und Gewebeschäden führen kann.
• Menschen, die regelmäßig E-Zigaretten benutzten, und solche, die brennbare Zigaretten rauchten, zeigten Veränderungen bei zirkulierenden Biomarkern für Entzündungen, Blutgerinnungsfaktoren und Zelladhäsion im Vergleich zu Menschen, die nicht regelmäßig rauchten oder dampften.
• Bestimmte entzündliche Biomarker waren im Blutserum von Menschen erhöht, die regelmäßig brennbare Zigaretten rauchten, jedoch nicht bei denen, die E-Zigaretten verwendeten. Andere entzündliche Biomarker waren jedoch im Blutserum der Menschen erhöht, die regelmäßig dampften, nicht jedoch bei denen, die regelmäßig brennbare Zigaretten rauchten.

"De forskellige mønstre for disse hjertesygdomsrisiko-biomarkører i blodserumet hos hyppige brugere af brændbare cigaretter og e-cigaretprodukter indikerer, at på trods af de lignende fysiologiske virkninger, udløser brug af e-cigaret og rygning fundamentalt forskellige molekylære reaktioner. Vores resultater tyder på, at dampning, på trods af ikke at ryge brændbare cigaretter, forårsager, at "Ind ændrer blodets potentiale i blodet. fartøjer og det både rygning og vaping forårsager ændringer i blodet, der fører til endotel dysfunktion og en øget risiko for fremtidige kardiovaskulære hændelser hos ellers raske mennesker,” sagde Springer.

Undersøgelsen fandt også, at flowmedieret udvidelse var signifikant lavere (med mere end 5%) hos deltagere, der regelmæssigt brugte e-cigaretter, og dem, der regelmæssigt røg brændbare cigaretter sammenlignet med dem, der hverken røg eller dampede. I tidligere forskning var en 2% reduktion i vasodilatation forbundet med en 15% stigning i risikoen for hjertesygdomme, hvilket tyder på, at virkningerne af rygning og vaping er klinisk signifikante.

"Det er vigtigt, at regulatorer, læger og offentligheden erkender, at vaping ikke er harmløst," sagde Springer. "Rygning og dampning kan have lignende skadelige kardiovaskulære effekter, men hver tilstand forårsager nogle potentielt skadelige virkninger, som den anden ikke gør. Disse forskelle tyder på, at brug af to produkter, dvs. rygning af brændbare cigaretter og også brug af e-cigaretprodukter, faktisk kan være værre for vaskulær sundhed end enten at ryge eller dampe."

Kilde:

American Heart Association

Referencer:

Nabavizadeh, P., et al. (2022) Forringelse af endotelfunktionen af ​​cigaretrøg er ikke forårsaget af en specifik røgkomponent, men af ​​vagalt input fra luftvejene. Arteriosklerose, trombose og vaskulær biologi. doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051.

Mohammadi, L., et al. (2022) Kronisk brug af e-cigaret forringer endotelfunktionen på fysiologisk og cellulært niveau. Arteriosklerose, trombose og vaskulær biologi. doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749.

.