Badania pokazują, że wpływ papierosów i e-papierosów na układ sercowo-naczyniowy jest uderzająco podobny

Badania pokazują, że wpływ papierosów i e-papierosów na układ sercowo-naczyniowy jest uderzająco podobny

Dwa powiązane badania, jedno na ludziach, drugie na szczurach, wykazały, że wpływ papierosów i e-papierosów na układ sercowo-naczyniowy jest uderzająco podobny i że ten szkodliwy wpływ na funkcjonowanie naczyń krwionośnych jest prawdopodobnie spowodowany podrażnieniem dróg oddechowych w wyniku wdychania obcej substancji. a nie specyficzny składnik dymu papierosowego lub oparów e-papierosów (aerozol), jak wynika z nowych badań opublikowanych dzisiaj w recenzowanym czasopiśmie American Heart Association Arteriosclerosis, Thrombosis and Vascular Biology (ATVB).

Wiadomo, że zarówno palenie papierosów, jak i wapowanie e-papierosów powodują dysfunkcję śródbłonka, czyli niezdolność głównych naczyń krwionośnych do wystarczającego otwarcia, aby dostarczyć odpowiednią ilość krwi do serca i innych tkanek. Może to być wczesny wskaźnik choroby sercowo-naczyniowej. Komórki śródbłonka wyściełają wnętrze wszystkich naczyń krwionośnych i regulują otwieranie naczyń krwionośnych, wymianę substancji między krwioobiegiem a otaczającą tkanką oraz reakcje immunologiczne i zapalne.

Celem tego projektu było ustalenie, dlaczego rosnąca liczba wdychanych wyrobów tytoniowych, w tym papierosów palnych, podgrzewanych wyrobów tytoniowych i e-papierosów, upośledza funkcję śródbłonka pomimo zasadniczych różnic między tymi produktami. W dymie tytoniowym zidentyfikowano tysiące substancji chemicznych, a niektóre z nich występują również w aerozolach e-papierosów, jako oryginalny składnik lub jako produkt reakcji chemicznej procesu podgrzewania. „Próbowaliśmy dowiedzieć się, jaki konkretny składnik dymu lub oparów e-papierosów może być odpowiedzialny za upośledzenie zdolności naczyń krwionośnych do wydajnego funkcjonowania”.

Doktor Matthew L. Springer, główny badacz obu badań, profesor medycyny, wydział kardiologii, Uniwersytet Kalifornijski, San Francisco

Springer i współpracownicy przeprowadzili dwa badania w celu sprawdzenia wpływu palenia i wapowania na czynność układu sercowo-naczyniowego zarówno u szczurów, jak i u ludzi.

Upośledzenie funkcji śródbłonka przez dym papierosowy nie jest spowodowane konkretnym składnikiem dymu, ale raczej przedostaniem się nerwu błędnego z dróg oddechowych

W badaniu na szczurach wykazano, że rozszerzenie zależne od przepływu tętniczego (FMD), tj. h. zmierzyli zdolność naczyń krwionośnych do rozszerzania się przed i po ekspozycji na dym z czterech rodzajów konwencjonalnych papierosów: konwencjonalnej nikotyny, nikotyny o obniżonej zawartości, konwencjonalnej nikotyny z dodatkiem mentolu i zredukowanej nikotyny z dodatkiem mentolu. Mentol jest dodawany do wielu wyrobów tytoniowych i może zmniejszać podrażnienia spowodowane paleniem, zwłaszcza u nowych palaczy, a także może odgrywać ważną rolę w łagodzeniu uzależnienia od nikotyny.

Wyniki badania wykazały, że rozszerzenie naczyń krwionośnych uległo zmniejszeniu po paleniu wszystkich czterech rodzajów papierosów, przy czym wielkość redukcji wahała się od 20 do 46% w zależności od rodzaju papierosa. Nikotyna nie była konieczna w przypadku upośledzenia funkcji naczyń, ale wyższe poziomy nikotyny wiązały się z większym zmniejszeniem FMD niż niższe poziomy nikotyny, a mentol wiązał się z mniejszym zmniejszeniem FMD niż produkty niementolowe.

Springer podkreślił, że ustalenia, że ​​dodatek mentolu powoduje mniejsze nasilenie upośledzenia dylatacji wywołanego przepływem, nie należy nadinterpretować w taki sposób, aby sugerować, że mentol jest korzystnym dodatkiem w produktach do palenia i waporyzatorach, ponieważ zaburzenie jest nadal znaczące, a mentol ma inne szkodliwe skutki.

Szczury poddano także działaniu dwóch głównych gazów występujących w dymie i aerozolach z e-papierosów, a także czystym nanocząstkom węgla, aby ocenić wpływ tego typu składników na rozszerzenie naczyń krwionośnych. Gazy i cząstki węgla miały podobne niekorzystne skutki jak cały dym tytoniowy, mimo że reprezentowały zupełnie inne składniki chemiczne i fizyczne dymu.

„Ponieważ na dylatację zależną od przepływu miał wpływ dym, składniki dymu w fazie gazowej i proste cząsteczki węgla, przy czym żaden pojedynczy składnik nie był wyłącznie odpowiedzialny, zbadaliśmy następnie, czy mechanizm ten obejmuje wspólną reakcję na bodziec oddechowy z udziałem nerwu błędnego”. Springer powiedział.

Nerw błędny jest głównym składnikiem przywspółczulnego układu nerwowego, który kontroluje mimowolne funkcje narządów wewnętrznych. Odpowiada za regulację trawienia, tętna, częstości oddechów, rozszerzenia naczyń, reakcji zapalnych i funkcji płuc, takich jak odruch kaszlowy i produkcja śluzu.

Aby przetestować tę hipotezę, badacze wystawili znieczulone szczury na działanie dymu po przecięciu nerwu błędnego. Odkryli, że uniemożliwienie dotarcia sygnałów nerwowych z płuc szczurów do reszty ciała całkowicie zapobiega wpływowi dymu na funkcjonowanie naczyń. Odkrycia te sugerują, że dysfunkcja śródbłonka może być spowodowana mechanizmem zależnym od nerwu błędnego, wynikającym z podrażnienia dróg oddechowych i nerwów czuciowych płuc.

„Byliśmy zaskoczeni, gdy odkryliśmy, że to nie konkretny wdychany obcy materiał powoduje niekorzystne skutki dla układu krążenia, ale fakt, że wdychany jest w ogóle jakiś rodzaj substancji drażniącej, niezależnie od tego, co to było” – powiedział Springer. „Wszystkie produkty wdychane mogą mieć podobny szkodliwy wpływ na czynność naczyń”.

Springer zauważył, że brak określonej toksyny odpowiedzialnej za uszkodzenie naczyń oznacza, że ​​organy regulacyjne nie mogą polegać na zakazie stosowania określonych składników, aby zapobiec niepożądanym skutkom produktów wdychanych.

Współautorami są Pooneh Nabavizadeh, MD; Jiangtao Liu, lekarz medycyny; Poonam Rao, lekarz medycyny; Sharina Ibrahim, mgr inż.; Daniel D. Han, BA; mgr Ronak Derakhshandeh; Huiliang Qiu, lekarz medycyny; Lek. Xiaoyin Wang; Stanton A. Glantz, dr; i Suzaynn F. Schick, Ph.D. Dane autorów są wymienione w rękopisie.

Prace te wsparto grantami Narodowego Instytutu Serca, Płuc i Krwi, oddziału Narodowego Instytutu Zdrowia (NIH) oraz Centrum ds. Wyrobów Tytoniowych amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków; w Narodowym Instytucie Raka w NIH i przy wsparciu Fundacji Elfenworks (ku pamięci Deb O’Keefe) i Fundacji Medycznej Roya E. Thomasa.

Przewlekłe używanie e-papierosów upośledza funkcję śródbłonka na poziomie fizjologicznym i komórkowym

Drugie badanie przeprowadzono w wielu ośrodkach i obejmowało osoby, które regularnie paliły palne papierosy, osoby, które regularnie używały produktów e-papierosów oraz osoby, które deklarowały niestosowanie produktów nikotynowych. Stan układu krążenia wszystkich uczestników oceniano w jednym punkcie czasowym, a badacze mierzyli funkcję śródbłonka i przeprowadzali eksperymenty na hodowlach komórkowych, aby ocenić związek między przewlekłym używaniem e-papierosów a stopniem upośledzenia naczyń. Pomiary obejmowały wytwarzanie tlenku azotu, cząsteczki kluczowej dla dobrze funkcjonującego naczyń krwionośnych, oraz przepuszczalność komórek śródbłonka, która odzwierciedla, jak łatwo substancje mogą wyciekać z naczyń krwionośnych. Zwiększona przepuszczalność naczyń prowadzi do wycieku większych cząsteczek i może przyczyniać się do obrzęków lub obrzęków spowodowanych nadmiarem płynu w tkankach, stanami zapalnymi, chorobami serca i innymi chorobami, takimi jak rak.

„Ponieważ palny dym papierosowy i aerozol z e-papierosów, które wdychają ludzie, nie mają bezpośredniego kontaktu z naczyniami krwionośnymi, od każdego uczestnika pobraliśmy surowicę krwi (przejrzysty płyn we krwi pozostający po skrzepnięciu) i wystawiliśmy ją na działanie komórek śródbłonka w naczyniu hodowlanym, aby ocenić, jak różne próbki surowicy wpływają na funkcjonalne zachowanie tych komórek”. Springer powiedział. „Pozwoliło nam to zbadać wpływ na komórki śródbłonka substancji zawartych w dymie/aerozolu, które są wchłaniane przez płuca i dostają się do krwioobiegu, a także innych krążących cząsteczek, które organizm może wytwarzać w odpowiedzi na wdychanie dymu i/lub aerozolu, w tym białek biorących udział w reakcji zapalnej”.

W badaniu wzięło udział 120 dorosłych w wieku od 21 do 50 lat, bez chorób układu krążenia. Uczestnikami były osoby, które paliły więcej niż 5 palnych papierosów dziennie przez rok lub dłużej; Osoby, które używały papierosów elektronicznych co najmniej 5 razy w tygodniu przez 3 miesiące lub dłużej; oraz osoby, które obecnie nie paliły ani nie wapowały.

Analiza wykazała, że ​​długotrwałe wapowanie i palenie papierosów powodują zmiany we krwi, które wpływają na funkcję śródbłonka, choć w różny sposób.

• 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.

„Różne wzorce biomarkerów ryzyka chorób serca w surowicy krwi osób często używających palnych papierosów i produktów e-papierosów wskazują, że pomimo podobnych skutków fizjologicznych używanie e-papierosów i palenie wywołują zasadniczo odmienne reakcje molekularne. Nasze wyniki sugerują, że wapowanie, pomimo niepalenia palnych papierosów, powoduje zmiany we krwi, które „zwiększają ryzyko wycieku do naczyń krwionośnych i że zarówno palenie, jak i Wapowanie powoduje zmiany we krwi, które prowadzą do dysfunkcji śródbłonka i zwiększonego ryzyka przyszłych zdarzeń sercowo-naczyniowych u zdrowych osób” – powiedział Springer.

Badanie wykazało również, że rozszerzenie zależne od przepływu było znacznie mniejsze (o ponad 5%) u uczestników, którzy regularnie używali e-papierosów i tych, którzy regularnie palili papierosy palne, w porównaniu z tymi, którzy nie palili ani nie wapowali. W poprzednich badaniach wykazano, że 2% zmniejszenie rozszerzenia naczyń wiązało się z 15% wzrostem ryzyka chorób serca, co sugeruje, że skutki palenia i wapowania są istotne klinicznie.

„Ważne jest, aby organy regulacyjne, lekarze i społeczeństwo uznali, że wapowanie nie jest nieszkodliwe” – powiedział Springer. „Palenie i wapowanie mogą mieć podobne szkodliwe skutki dla układu krążenia, ale każdy stan powoduje pewne potencjalnie szkodliwe skutki, których nie powoduje drugi. Różnice te sugerują, że używanie dwóch produktów, tj. palenia palnych papierosów i używanie produktów e-papierosów, może w rzeczywistości być gorsze dla zdrowia naczyń niż samo palenie lub wapowanie”.

Źródło:

Amerykańskie Stowarzyszenie Kardiologiczne

Referencje:

Nabavizadeh, P. i in. (2022) Upośledzenie funkcji śródbłonka przez dym papierosowy nie jest spowodowane konkretnym składnikiem dymu, ale wejściem nerwu błędnego z dróg oddechowych. Miażdżyca, zakrzepica i biologia naczyń. doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051.

Mohammadi, L. i in. (2022) Przewlekłe używanie e-papierosów upośledza funkcję śródbłonka na poziomie fizjologicznym i komórkowym. Miażdżyca, zakrzepica i biologia naczyń. doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749.

.