Gli studi dimostrano che gli effetti cardiovascolari delle sigarette e delle sigarette elettroniche sono sorprendentemente simili

Gli studi dimostrano che gli effetti cardiovascolari delle sigarette e delle sigarette elettroniche sono sorprendentemente simili

Due studi correlati, uno sugli esseri umani e l’altro sui ratti, hanno scoperto che gli effetti cardiovascolari delle sigarette e delle sigarette elettroniche sono sorprendentemente simili e che questi effetti deleteri sulla funzione dei vasi sanguigni sono probabilmente causati dall’irritazione respiratoria dovuta all’inalazione di una sostanza estranea. piuttosto che un componente specifico del fumo di sigaretta o del vapore di sigaretta elettronica (aerosol), secondo una nuova ricerca pubblicata oggi sulla rivista peer-reviewed Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology (ATVB) dell'American Heart Association.

È noto che sia il fumo di sigaretta che lo svapo di sigarette elettroniche causano disfunzione endoteliale, l’incapacità dei principali vasi sanguigni di aprirsi sufficientemente per fornire sangue adeguato al cuore e ad altri tessuti. Questo può essere un indicatore precoce di malattie cardiovascolari. Le cellule endoteliali rivestono l'interno di tutti i vasi sanguigni e regolano l'apertura dei vasi sanguigni, lo scambio di sostanze tra il flusso sanguigno e il tessuto circostante e le reazioni immunitarie e infiammatorie.

L’obiettivo di questo progetto era determinare perché un numero crescente di prodotti del tabacco inalati, comprese le sigarette combustibili, i prodotti del tabacco riscaldati e le sigarette elettroniche, compromettono tutti la funzione endoteliale nonostante le differenze fondamentali di questi prodotti. Migliaia di sostanze chimiche sono state identificate nel fumo di tabacco, alcune delle quali sono presenti anche negli aerosol delle sigarette elettroniche, sia come ingrediente originale che come prodotto della reazione chimica del processo di riscaldamento. “Abbiamo cercato di capire quale componente specifico del fumo o del vapore delle sigarette elettroniche potrebbe essere responsabile della compromissione della capacità dei vasi sanguigni di funzionare in modo efficiente”.

Matthew L. Springer, Ph.D., ricercatore principale di entrambi gli studi, professore di medicina, dipartimento di cardiologia, Università della California, San Francisco

Springer e colleghi hanno condotto due studi per esaminare gli effetti del fumo e dello svapo sulla funzione cardiovascolare sia nei ratti che negli esseri umani.

La compromissione della funzione endoteliale dovuta al fumo di sigaretta non è causata da una specifica componente del fumo, ma piuttosto dall'ingresso vagale dalle vie respiratorie

Nello studio sui ratti, la dilatazione arteriosa flusso-mediata (FMD), cioè h. hanno misurato la capacità dei vasi sanguigni di dilatarsi prima e dopo l'esposizione al fumo di quattro tipi di sigarette combustibili convenzionali: nicotina convenzionale, nicotina ridotta, nicotina convenzionale con aggiunta di mentolo e nicotina ridotta con aggiunta di mentolo. Il mentolo viene aggiunto a molti prodotti del tabacco e può ridurre l'irritazione causata dal fumo, soprattutto nei nuovi fumatori, e può svolgere un ruolo importante nell'alleviare la dipendenza dalla nicotina.

I risultati dello studio hanno rilevato che la dilatazione dei vasi sanguigni è stata ridotta dopo l'uso di tutti e quattro i tipi di sigarette, con un'entità della riduzione che varia dal 20 al 46% a seconda del tipo di sigaretta. La nicotina non era necessaria per la compromissione della funzione vascolare, ma livelli più elevati di nicotina erano associati a una maggiore diminuzione dell’afta epizootica rispetto a livelli più bassi di nicotina, e il mentolo era associato a una minore diminuzione dell’afta epizootica rispetto ai prodotti non contenenti mentolo.

Springer ha sottolineato che la scoperta secondo cui l'aggiunta di mentolo ha comportato una minore gravità del danno alla dilatazione indotta dal flusso non dovrebbe essere sovrainterpretata per suggerire che il mentolo sia un additivo benefico nei prodotti per fumare e svapare, poiché il danno era ancora significativo e il mentolo ha altri effetti deleteri.

I ratti sono stati anche esposti a due dei principali gas presenti sia nel fumo che negli aerosol delle sigarette elettroniche, nonché a nanoparticelle di carbonio pulite, per valutare gli effetti di questi tipi di componenti sulla dilatazione dei vasi sanguigni. I gas e le particelle di carbonio avevano effetti negativi simili a quelli del fumo di tabacco intero, anche se rappresentavano componenti chimici e fisici completamente diversi del fumo.

“Poiché la dilatazione flusso-mediata è influenzata dal fumo, dai componenti in fase gassosa del fumo e da semplici particelle di carbonio, senza che nessun singolo componente sia l’unico responsabile, abbiamo quindi studiato se il meccanismo implicasse una risposta allo stimolo respiratorio comune che coinvolgeva il nervo vago”. Ha detto Springer.

Il nervo vago è un componente importante del sistema nervoso parasimpatico, che controlla le funzioni involontarie degli organi interni. È responsabile della regolazione della digestione, della frequenza cardiaca, della frequenza respiratoria, della vasodilatazione, delle risposte infiammatorie e delle funzioni polmonari come il riflesso della tosse e la produzione di muco.

Per verificare questa ipotesi, i ricercatori hanno esposto al fumo dei ratti anestetizzati dopo aver tagliato i nervi vaghi. Hanno scoperto che impedire ai segnali nervosi nei polmoni dei ratti di raggiungere il resto del corpo impediva completamente al fumo di influenzare la funzione vascolare. Questi risultati suggeriscono che la disfunzione endoteliale può essere causata da un meccanismo dipendente dal nervo vago derivante dall’irritazione delle vie aeree e dei nervi sensoriali del polmone.

"Siamo rimasti sorpresi nello scoprire che non è uno specifico materiale estraneo inalato a causare effetti cardiovascolari avversi, ma il fatto che qualche tipo di sostanza irritante viene inalata, indipendentemente da cosa fosse", ha detto Springer. “Tutti i prodotti inalati hanno probabilmente effetti deleteri simili sulla funzione vascolare”.

Springer ha osservato che l’assenza di una tossina specifica responsabile del danno vascolare significa che i regolatori non possono fare affidamento sul divieto di ingredienti specifici per prevenire effetti avversi derivanti dai prodotti inalati.

I coautori sono Pooneh Nabavizadeh, MD; Jiangtao Liu, medico; Poonam Rao, medico; Sharina Ibrahim, M.Sc.; Daniel D. Han, laureato; Ronak Derakhshandeh, M.Sc.; Huiliang Qiu, medico; Xiaoyin Wang, medico; Stanton A. Glantz, Ph.D.; e Suzaynn F. Schick, Ph.D. I dettagli degli autori sono elencati nel manoscritto.

Questo lavoro è stato sostenuto da sovvenzioni del National Heart, Lung, and Blood Institute, una divisione del National Institutes of Health (NIH), e del Centro statunitense Food and Drug Administration per i prodotti del tabacco; il National Cancer Institute dell’NIH e con il sostegno della Elfenworks Foundation (in memoria di Deb O’Keefe) e della Roy E Thomas Medical Foundation.

L’uso cronico della sigaretta elettronica compromette la funzione endoteliale a livello fisiologico e cellulare

Il secondo studio è stato condotto in più centri e ha incluso persone che hanno riferito di fumare regolarmente sigarette combustibili, persone che hanno riferito di utilizzare regolarmente prodotti per sigarette elettroniche e persone che hanno riferito di non utilizzare prodotti a base di nicotina. La salute cardiovascolare di tutti i partecipanti è stata valutata in un unico momento, con i ricercatori che hanno misurato la funzione endoteliale e condotto esperimenti di coltura cellulare per valutare l’associazione tra l’uso cronico di sigarette elettroniche e il grado di danno vascolare. Le misure includevano la produzione di ossido nitrico, una molecola chiave per il buon funzionamento dei vasi sanguigni, e la permeabilità delle cellule endoteliali, che riflette la facilità con cui le sostanze possono fuoriuscire dai vasi sanguigni. L’aumento della permeabilità vascolare porta alla fuoriuscita di molecole più grandi e può contribuire all’edema o al gonfiore causato dall’eccesso di liquidi nei tessuti, all’infiammazione, alle malattie cardiache e ad altre malattie come il cancro.

"Poiché il fumo di sigaretta combustibile e l'aerosol delle sigarette elettroniche che le persone inalano non hanno un contatto diretto con i vasi sanguigni, abbiamo prelevato il siero del sangue (il liquido trasparente nel sangue che rimane dopo la coagulazione) da ciascun partecipante e lo abbiamo esposto alle cellule endoteliali in una piastra di coltura per valutare in che modo i diversi campioni di siero hanno influenzato il comportamento funzionale di queste cellule". Ha detto Springer. “Questo ci ha permesso di studiare l’effetto sulle cellule endoteliali delle sostanze presenti nel fumo/aerosol che vengono assorbite attraverso i polmoni ed entrano nel flusso sanguigno, così come altre molecole circolanti che il corpo può produrre in risposta all’inalazione di fumo e/o aerosol, comprese le proteine ​​coinvolte nella risposta infiammatoria”.

Allo studio hanno preso parte 120 adulti di età compresa tra 21 e 50 anni senza malattie cardiovascolari. Tra i partecipanti c'erano persone che avevano fumato più di 5 sigarette combustibili al giorno per un anno o più; Persone che hanno utilizzato sigarette elettroniche almeno 5 volte a settimana per 3 mesi o più; e persone che attualmente non fumano o svapano.

L’analisi ha rilevato che lo svapo prolungato e il fumo di sigaretta causano entrambi cambiamenti nel sangue che influenzano la funzione endoteliale, anche se in modi diversi.

• 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.

"I diversi modelli di questi biomarcatori di rischio di malattie cardiache nel siero sanguigno dei consumatori abituali di sigarette combustibili e prodotti di sigarette elettroniche indicano che, nonostante gli effetti fisiologici simili, l'uso di sigarette elettroniche e il fumo innescano risposte molecolari fondamentalmente diverse. I nostri risultati suggeriscono che lo svapo, nonostante non fumi sigarette combustibili, provoca cambiamenti nel sangue che "aumentano il potenziale di perdite nei vasi sanguigni, e che sia il fumo che lo svapo causano cambiamenti nel sangue che portano a disfunzione endoteliale e ad un aumento del rischio di futuri eventi cardiovascolari in persone altrimenti sane”, ha detto Springer.

Lo studio ha anche scoperto che la dilatazione flusso-mediata era significativamente inferiore (di oltre il 5%) nei partecipanti che usavano regolarmente sigarette elettroniche e in quelli che fumavano regolarmente sigarette combustibili rispetto a quelli che non fumavano né svapavano. In ricerche precedenti, una riduzione del 2% della vasodilatazione era associata a un aumento del 15% del rischio di malattie cardiache, suggerendo che gli effetti del fumo e dello svapo sono clinicamente significativi.

“È importante che gli enti regolatori, i medici e il pubblico riconoscano che lo svapo non è innocuo”, ha affermato Springer. "Il fumo e lo svapo possono avere effetti cardiovascolari dannosi simili, ma ciascuna condizione provoca alcuni effetti potenzialmente dannosi che l'altra non ha. Queste differenze suggeriscono che l'uso di due prodotti, ovvero fumare sigarette combustibili e anche utilizzare prodotti per sigaretta elettronica, potrebbe effettivamente essere peggiore per la salute vascolare rispetto al semplice fumo o allo svapo."

Fonte:

Associazione americana del cuore

Riferimenti:

Nabavizadeh, P., et al. (2022) La compromissione della funzione endoteliale dovuta al fumo di sigaretta non è causata da una specifica componente del fumo ma dall'input vagale proveniente dal tratto respiratorio. Arteriosclerosi, trombosi e biologia vascolare. doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051.

Mohammadi, L., et al. (2022) L'uso cronico di sigarette elettroniche compromette la funzione endoteliale a livello fisiologico e cellulare. Arteriosclerosi, trombosi e biologia vascolare. doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749.

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