Uit onderzoek blijkt dat de cardiovasculaire effecten van sigaretten en e-sigaretten opvallend veel op elkaar lijken

Uit onderzoek blijkt dat de cardiovasculaire effecten van sigaretten en e-sigaretten opvallend veel op elkaar lijken

Uit twee verwante onderzoeken, één bij mensen en één bij ratten, is gebleken dat de cardiovasculaire effecten van sigaretten en e-sigaretten opvallend veel op elkaar lijken en dat deze schadelijke effecten op de bloedvatfunctie waarschijnlijk worden veroorzaakt door irritatie van de luchtwegen als gevolg van het inademen van een vreemde substantie. in plaats van een specifiek onderdeel van sigarettenrook of damp van e-sigaretten (aerosol), blijkt uit nieuw onderzoek dat vandaag is gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology (ATVB) van de American Heart Association.

Het is bekend dat zowel het roken van sigaretten als het vapen van e-sigaretten endotheeldisfunctie veroorzaken, het onvermogen van grote bloedvaten om zich voldoende te openen om voldoende bloed naar het hart en andere weefsels te leveren. Dit kan een vroege indicator zijn voor hart- en vaatziekten. Endotheelcellen bekleden de binnenkant van alle bloedvaten en reguleren de opening van bloedvaten, de uitwisseling van stoffen tussen de bloedbaan en het omringende weefsel, en immuun- en ontstekingsreacties.

Het doel van dit project was om vast te stellen waarom een ​​groeiend aantal geïnhaleerde tabaksproducten, waaronder brandbare sigaretten, verhitte tabaksproducten en e-sigaretten, allemaal de endotheliale functie aantasten, ondanks fundamentele verschillen in deze producten. Er zijn duizenden chemicaliën geïdentificeerd in tabaksrook, waarvan sommige ook aanwezig zijn in spuitbussen voor e-sigaretten, hetzij als het oorspronkelijke ingrediënt, hetzij als een chemisch reactieproduct van het verwarmingsproces. “We probeerden erachter te komen welke specifieke component van rook of damp van e-sigaretten verantwoordelijk zou kunnen zijn voor het belemmeren van het vermogen van bloedvaten om efficiënt te functioneren.”

Matthew L. Springer, Ph.D., hoofdonderzoeker van beide onderzoeken, hoogleraar geneeskunde, afdeling cardiologie, Universiteit van Californië, San Francisco

Springer en collega's voerden twee onderzoeken uit om de effecten van roken en vapen op de cardiovasculaire functie bij zowel ratten als mensen te onderzoeken.

Verslechtering van de endotheliale functie door sigarettenrook wordt niet veroorzaakt door een specifieke rookcomponent, maar eerder door vagale toegang vanuit de luchtwegen

In het onderzoek bij ratten werd arteriële flow-gemedieerde dilatatie (FMD), d.w.z. h. mat het vermogen van bloedvaten om te verwijden vóór en na blootstelling aan rook van vier soorten conventionele brandbare sigaretten: conventionele nicotine, verminderde nicotine, conventionele nicotine met toegevoegde menthol en verminderde nicotine met toegevoegde menthol. Menthol wordt aan veel tabaksproducten toegevoegd en kan de irritatie veroorzaakt door roken verminderen, vooral bij nieuwe rokers, en kan een belangrijke rol spelen bij het verlichten van nicotineverslaving.

Uit de resultaten van het onderzoek bleek dat de verwijding van de bloedvaten werd verminderd na gebruik van alle vier de soorten sigaretten, waarbij de mate van vermindering varieert van 20 tot 46%, afhankelijk van het type sigaret. Nicotine was niet nodig voor een verminderde vasculaire functie, maar hogere nicotineniveaus gingen gepaard met een grotere afname van MKZ dan lagere nicotineniveaus, en menthol ging gepaard met een kleinere afname van MKZ dan niet-mentholproducten.

Springer benadrukte dat de bevinding dat de toevoeging van menthol resulteerde in minder ernstige door stroming veroorzaakte dilatatiestoornissen niet te veel geïnterpreteerd mag worden om te suggereren dat menthol een gunstig additief is in rook- en dampproducten, aangezien de stoornis nog steeds aanzienlijk was en menthol andere schadelijke effecten heeft.

De ratten werden ook blootgesteld aan twee van de belangrijkste gassen die worden aangetroffen in zowel rook- als e-sigarettenaërosolen, evenals aan schone koolstofnanodeeltjes, om de effecten van dit soort componenten op de verwijding van bloedvaten te evalueren. De gassen en koolstofdeeltjes hadden vergelijkbare nadelige effecten als hele tabaksrook, ook al vertegenwoordigden ze totaal verschillende chemische en fysieke componenten van de rook.

“Omdat door stroming gemedieerde dilatatie werd beïnvloed door rook, gasfasecomponenten van rook en eenvoudige koolstofdeeltjes, waarbij geen enkele component als enige verantwoordelijk was, onderzochten we vervolgens of het mechanisme een gemeenschappelijke ademhalingsprikkelreactie betrof waarbij de nervus vagus betrokken was.” zei Springer.

De nervus vagus is een belangrijk onderdeel van het parasympathische zenuwstelsel, dat onwillekeurige interne orgaanfuncties controleert. Het is verantwoordelijk voor het reguleren van de spijsvertering, hartslag, ademhalingsfrequentie, vasodilatatie, ontstekingsreacties en longfuncties zoals de hoestreflex en slijmproductie.

Om deze hypothese te testen, stelden de onderzoekers verdoofde ratten bloot aan rook nadat ze de nervus vagus hadden doorgesneden. Ze ontdekten dat het voorkomen dat zenuwsignalen in de longen van de ratten de rest van het lichaam bereikten, volledig verhinderde dat rook de vasculaire functie beïnvloedde. Deze bevindingen suggereren dat endotheeldisfunctie kan worden veroorzaakt door een nervus vagus-afhankelijk mechanisme dat voortkomt uit irritatie van de luchtwegen en sensorische zenuwen van de long.

"We waren verrast om te ontdekken dat het niet een specifiek ingeademd vreemd materiaal is dat nadelige cardiovasculaire effecten veroorzaakt - het is het feit dat er überhaupt een soort irriterend middel wordt ingeademd, ongeacht wat het was," zei Springer. “Alle geïnhaleerde producten hebben waarschijnlijk vergelijkbare schadelijke effecten op de vasculaire functie.”

Springer merkte op dat de afwezigheid van een specifiek toxine dat verantwoordelijk is voor vasculaire schade betekent dat toezichthouders er niet op kunnen vertrouwen dat specifieke ingrediënten worden verboden om nadelige effecten van geïnhaleerde producten te voorkomen.

Co-auteurs zijn 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.; en Suzaynn F. Schick, Ph.D. De gegevens van de auteurs staan ​​vermeld in het manuscript.

Dit werk werd ondersteund door subsidies van het National Heart, Lung, and Blood Institute, een afdeling van de National Institutes of Health (NIH), en het Amerikaanse Food and Drug Administration Center for Tobacco Products; het National Cancer Institute van NIH en met steun van de Elfenworks Foundation (ter nagedachtenis aan Deb O’Keefe) en de Roy E Thomas Medical Foundation.

Chronisch gebruik van e-sigaretten schaadt de endotheelfunctie op fysiologisch en cellulair niveau

Het tweede onderzoek werd uitgevoerd in meerdere centra en omvatte mensen die aangaven regelmatig brandbare sigaretten te roken, mensen die aangaven regelmatig e-sigaretten te gebruiken en mensen die aangaven geen nicotineproducten te gebruiken. De cardiovasculaire gezondheid van alle deelnemers werd op één tijdstip beoordeeld, waarbij onderzoekers de endotheelfunctie meten en celcultuurexperimenten uitvoerden om het verband tussen chronisch gebruik van e-sigaretten en de mate van vasculaire beschadiging te beoordelen. Maatregelen waren onder meer de productie van stikstofmonoxide, een sleutelmolecuul voor goed functionerende bloedvaten, en de permeabiliteit van endotheelcellen, wat aangeeft hoe gemakkelijk stoffen uit de bloedvaten kunnen lekken. Een verhoogde vasculaire permeabiliteit leidt tot het lekken van grotere moleculen en kan bijdragen aan oedeem of zwelling veroorzaakt door overtollig vocht in weefsels, ontstekingen, hartziekten en andere ziekten zoals kanker.

"Omdat de brandbare sigarettenrook en e-sigarettenaerosol die mensen inademen geen direct contact hebben met bloedvaten, hebben we van elke deelnemer bloedserum (de heldere vloeistof in het bloed die overblijft na stolling) afgenomen en dit in een kweekschaal blootgesteld aan endotheelcellen om te evalueren hoe de verschillende serummonsters het functionele gedrag van deze cellen beïnvloedden." zei Springer. "Hierdoor konden we het effect op endotheelcellen bestuderen van stoffen in rook/aerosol die door de longen worden geabsorbeerd en in de bloedbaan terechtkomen, evenals van andere circulerende moleculen die het lichaam kan produceren als reactie op het inademen van rook en/of aerosol, waaronder eiwitten die betrokken zijn bij de ontstekingsreactie."

Aan het onderzoek namen 120 volwassenen tussen de 21 en 50 jaar zonder hart- en vaatziekten deel. Tot de deelnemers behoorden personen die gedurende een jaar of langer meer dan vijf brandbare sigaretten per dag hadden gerookt; Mensen die gedurende 3 maanden of langer minstens 5 keer per week elektronische sigaretten hebben gebruikt; en mensen die momenteel niet hebben gerookt of vapen.

Uit de analyse bleek dat langdurig vapen en roken beide veranderingen in het bloed veroorzaken die de endotheelfunctie beïnvloeden, zij het op verschillende manieren.

• 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 verschillende patronen van deze biomarkers voor het risico op hart- en vaatziekten in het bloedserum van frequente gebruikers van brandbare sigaretten en e-sigaretten geven aan dat, ondanks de vergelijkbare fysiologische effecten, het gebruik van e-sigaretten en roken fundamenteel verschillende moleculaire reacties veroorzaken. Onze resultaten suggereren dat vapen, ondanks het niet roken van brandbare sigaretten, veranderingen in het bloed veroorzaakt die "de kans op lekkage in de bloedvaten vergroten, en dat zowel roken als vapen veroorzaakt veranderingen in het bloed die leiden tot endotheliale dysfunctie en een verhoogd risico op toekomstige cardiovasculaire gebeurtenissen bij overigens gezonde mensen”, aldus Springer.

Uit het onderzoek bleek ook dat de door stroming gemedieerde dilatatie aanzienlijk lager was (met meer dan 5%) bij deelnemers die regelmatig e-sigaretten gebruikten en bij degenen die regelmatig brandbare sigaretten rookten, vergeleken met degenen die niet rookten of vapen. In eerder onderzoek werd een vermindering van de vasodilatatie met 2% geassocieerd met een toename van 15% in het risico op hartziekten, wat erop wijst dat de effecten van roken en vapen klinisch significant zijn.

“Het is belangrijk dat toezichthouders, artsen en het publiek erkennen dat vapen niet onschadelijk is”, aldus Springer. "Roken en vapen kunnen vergelijkbare schadelijke cardiovasculaire effecten hebben, maar elke aandoening veroorzaakt een aantal potentieel schadelijke effecten die de andere niet heeft. Deze verschillen suggereren dat het gebruik van twee producten, dat wil zeggen het roken van brandbare sigaretten en ook het gebruik van e-sigaretten, feitelijk slechter kan zijn voor de vasculaire gezondheid dan alleen roken of vapen."

Bron:

Amerikaanse hartvereniging

Referenties:

Nabavizadeh, P., et al. (2022) Verslechtering van de endotheliale functie door sigarettenrook wordt niet veroorzaakt door een specifieke rookcomponent, maar door vagale input vanuit de luchtwegen. Arteriosclerose, trombose en vasculaire biologie. doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051.

Mohammadi, L., et al. (2022) Chronisch gebruik van e-sigaretten schaadt de endotheelfunctie op fysiologisch en cellulair niveau. Arteriosclerose, trombose en vasculaire biologie. doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749.

.