Štúdie ukazujú, že kardiovaskulárne účinky cigariet a e-cigariet sú nápadne podobné

Štúdie ukazujú, že kardiovaskulárne účinky cigariet a e-cigariet sú nápadne podobné

Dve súvisiace štúdie, jedna na ľuďoch a druhá na potkanoch, zistili, že kardiovaskulárne účinky cigariet a e-cigariet sú nápadne podobné a že tieto škodlivé účinky na funkciu krvných ciev sú pravdepodobne spôsobené podráždením dýchacích ciest v dôsledku vdýchnutia cudzej látky. podľa nového výskumu, ktorý bol dnes publikovaný v recenzovanom časopise Americkej srdcovej asociácie, skôr než špecifická zložka cigaretového dymu alebo výparov z e-cigariet (aerosólu), ATVB (Arterioskleróza, trombóza a vaskulárna biológia).

Je známe, že fajčenie cigariet aj vapovanie elektronických cigariet spôsobujú endoteliálnu dysfunkciu, neschopnosť veľkých krvných ciev dostatočne sa otvoriť, aby dodávali adekvátnu krv do srdca a iných tkanív. To môže byť skorým indikátorom kardiovaskulárnych ochorení. Endotelové bunky lemujú vnútro všetkých ciev a regulujú otváranie ciev, výmenu látok medzi krvným obehom a okolitým tkanivom a imunitné a zápalové reakcie.

Cieľom tohto projektu bolo zistiť, prečo rastúci počet inhalačných tabakových výrobkov, vrátane horľavých cigariet, zahrievaných tabakových výrobkov a e-cigariet, zhoršuje endotelovú funkciu napriek zásadným rozdielom v týchto výrobkoch. V tabakovom dyme boli identifikované tisíce chemikálií, z ktorých niektoré sú prítomné aj v aerosóloch elektronických cigariet, buď ako pôvodná zložka, alebo ako produkt chemickej reakcie procesu zahrievania. "Snažili sme sa zistiť, ktorá konkrétna zložka dymu alebo výparov z e-cigariet môže byť zodpovedná za narušenie schopnosti krvných ciev efektívne fungovať."

Matthew L. Springer, Ph.D., hlavný riešiteľ oboch štúdií, profesor medicíny, katedra kardiológie, Kalifornská univerzita, San Francisco

Springer a kolegovia vykonali dve štúdie, aby preskúmali účinky fajčenia a vapingu na kardiovaskulárne funkcie u potkanov aj ľudí.

Poškodenie funkcie endotelu cigaretovým dymom nie je spôsobené špecifickou zložkou dymu, ale skôr vagovým vstupom z dýchacieho traktu

V štúdii na potkanoch sa dilatácia sprostredkovaná arteriálnym prietokom (FMD), t.j. merali schopnosť krvných ciev dilatovať pred a po vystavení dymu zo štyroch typov bežných horľavých cigariet: konvenčný nikotín, redukovaný nikotín, konvenčný nikotín s pridaným mentolom a redukovaný nikotín s pridaným mentolom. Mentol sa pridáva do mnohých tabakových výrobkov a môže znížiť podráždenie spôsobené fajčením, najmä u nových fajčiarov, a môže zohrávať dôležitú úlohu pri zmierňovaní závislosti na nikotíne.

Výsledky štúdie zistili, že dilatácia krvných ciev sa znížila po použití všetkých štyroch druhov cigariet, pričom veľkosť redukcie sa pohybovala od 20 do 46 % v závislosti od typu cigariet. Nikotín nebol potrebný na poškodenie vaskulárnej funkcie, ale vyššie hladiny nikotínu boli spojené s väčším poklesom FMD ako nižšie hladiny nikotínu a mentol bol spojený s menším poklesom FMD ako nementolové produkty.

Springer zdôraznil, že zistenie, že pridanie mentolu malo za následok menšiu závažnosť poruchy dilatácie vyvolanej prúdením, by sa nemalo prehnane interpretovať tak, aby naznačovalo, že mentol je prospešnou prísadou vo fajčiarskych a výparových výrobkoch, pretože poškodenie je stále významné a mentol má ďalšie škodlivé účinky.

Potkany boli tiež vystavené dvom hlavným plynom nachádzajúcich sa v aerosóloch dymu a e-cigariet, ako aj čistým uhlíkovým nanočasticiam, aby sa vyhodnotili účinky týchto typov komponentov na dilatáciu krvných ciev. Plyny a častice uhlíka mali podobné nepriaznivé účinky ako celý tabakový dym, aj keď predstavovali úplne odlišné chemické a fyzikálne zložky dymu.

"Pretože prietokom sprostredkovaná dilatácia bola ovplyvnená dymom, zložkami dymu v plynnej fáze a jednoduchými uhlíkovými časticami, pričom žiadna zložka nebola výlučne zodpovedná, potom sme skúmali, či mechanizmus zahŕňal bežnú reakciu respiračného stimulu zahŕňajúcu blúdivý nerv." povedal Springer.

Nervus vagus je hlavnou zložkou parasympatického nervového systému, ktorý riadi mimovoľné funkcie vnútorných orgánov. Je zodpovedný za reguláciu trávenia, srdcovej frekvencie, dychovej frekvencie, vazodilatáciu, zápalové reakcie a pľúcne funkcie, ako je reflex kašľa a tvorba hlienu.

Na testovanie tejto hypotézy výskumníci vystavili anestetizované potkany fajčeniu po prerezaní vagusových nervov. Zistili, že zabránenie tomu, aby sa nervové signály v pľúcach potkanov dostali do zvyšku tela, úplne zabránili tomu, aby dym ovplyvňoval funkciu ciev. Tieto zistenia naznačujú, že endoteliálna dysfunkcia môže byť spôsobená mechanizmom závislým od blúdivého nervu, ktorý je výsledkom podráždenia dýchacích ciest a senzorických nervov pľúc.

"Boli sme prekvapení, keď sme zistili, že to nie je špecifický inhalovaný cudzí materiál, ktorý spôsobuje nepriaznivé kardiovaskulárne účinky - je to skutočnosť, že nejaký typ dráždidla je vôbec vdýchnutý, bez ohľadu na to, čo to bolo," povedal Springer. "Všetky inhalované produkty budú mať pravdepodobne podobné škodlivé účinky na vaskulárnu funkciu."

Springer poznamenal, že neprítomnosť špecifického toxínu zodpovedného za poškodenie ciev znamená, že regulátori sa nemôžu spoliehať na zákaz špecifických zložiek, aby zabránili nepriaznivým účinkom inhalovaných produktov.

Spoluautormi sú 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.; a Suzaynn F. Schick, Ph.D. Podrobnosti o autoroch sú uvedené v rukopise.

Táto práca bola podporená grantmi od National Heart, Lung, and Blood Institute, divízie National Institutes of Health (NIH), a US Food and Drug Administration Center for Tobacco Products; National Cancer Institute at NIH as podporou Elfenworks Foundation (na pamiatku Deb O’Keefe) a Roy E Thomas Medical Foundation.

Chronické používanie e-cigariet zhoršuje funkciu endotelu na fyziologickej a bunkovej úrovni

Druhá štúdia bola vykonaná vo viacerých centrách a zahŕňala ľudí, ktorí pravidelne fajčili horľavé cigarety, ľudí, ktorí pravidelne používali elektronické cigarety, a ľudí, ktorí uviedli, že nepoužívajú nikotínové výrobky. Kardiovaskulárne zdravie všetkých účastníkov bolo hodnotené v jedinom časovom bode, pričom výskumníci merali funkciu endotelu a uskutočňovali experimenty s bunkovou kultúrou, aby posúdili súvislosť medzi chronickým používaním e-cigariet a stupňom vaskulárneho poškodenia. Opatrenia zahŕňali produkciu oxidu dusnatého, kľúčovej molekuly pre dobre fungujúce krvné cievy, a priepustnosť endotelových buniek, ktorá odráža, ako ľahko môžu látky uniknúť z ciev. Zvýšená vaskulárna permeabilita vedie k úniku väčších molekúl a môže prispieť k edému alebo opuchu spôsobenému prebytočnou tekutinou v tkanivách, zápalom, srdcovým chorobám a iným ochoreniam, ako je rakovina.

"Pretože horľavý cigaretový dym a aerosól z e-cigariet, ktoré ľudia inhalujú, nemajú priamy kontakt s krvnými cievami, odobrali sme krvné sérum (číra tekutina v krvi, ktorá zostáva po zrážaní) od každého účastníka a vystavili sme ho endotelovým bunkám v kultivačnej miske, aby sme vyhodnotili, ako rôzne vzorky séra ovplyvnili funkčné správanie týchto buniek." povedal Springer. "To nám umožnilo študovať účinok látok v dyme/aerosóle na endotelové bunky, ktoré sa absorbujú cez pľúca a vstupujú do krvného obehu, ako aj iných cirkulujúcich molekúl, ktoré môže telo produkovať v reakcii na dym a/alebo inhaláciu aerosólu, vrátane proteínov zapojených do zápalovej reakcie."

Štúdie sa zúčastnilo 120 dospelých vo veku od 21 do 50 rokov bez kardiovaskulárnych ochorení. Účastníci zahŕňali jednotlivcov, ktorí fajčili viac ako 5 horľavých cigariet denne po dobu jedného roka alebo dlhšie; Ľudia, ktorí používali elektronické cigarety aspoň 5-krát týždenne počas 3 mesiacov alebo dlhšie; a ľudí, ktorí v súčasnosti nefajčia ani nevapujú.

Analýza zistila, že dlhodobé vaping a fajčenie cigariet spôsobujú zmeny v krvi, ktoré ovplyvňujú funkciu endotelu, hoci rôznymi spôsobmi.

• 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.

"Rôzne vzorce týchto biomarkerov rizika srdcových chorôb v krvnom sére častých užívateľov horľavých cigariet a produktov elektronických cigariet naznačujú, že napriek podobným fyziologickým účinkom spúšťa používanie elektronických cigariet a fajčenie zásadne odlišné molekulárne reakcie. Naše výsledky naznačujú, že vaping, napriek tomu, že nefajčíte horľavé cigarety, spôsobuje zmeny v krvi, ktoré "zvýšenie potenciálu fajčenia a presakovania krvných ciev spôsobuje zmeny v krvných cievach a fajčenie." krvi, ktoré vedú k endoteliálnej dysfunkcii a zvýšenému riziku budúcich kardiovaskulárnych príhod u inak zdravých ľudí,“ povedal Springer.

Štúdia tiež zistila, že prietokom sprostredkovaná dilatácia bola výrazne nižšia (o viac ako 5 %) u účastníkov, ktorí pravidelne používali e-cigarety a tých, ktorí pravidelne fajčili horľavé cigarety, v porovnaní s tými, ktorí ani nefajčili, ani nefajčili. V predchádzajúcom výskume bolo 2% zníženie vazodilatácie spojené s 15% zvýšením rizika srdcových ochorení, čo naznačuje, že účinky fajčenia a vapingu sú klinicky významné.

"Je dôležité, aby regulačné orgány, lekári a verejnosť uznali, že vaping nie je neškodný," povedal Springer. "Fajčenie a vaping môžu mať podobné škodlivé kardiovaskulárne účinky, ale každý stav spôsobuje niektoré potenciálne škodlivé účinky, ktoré ten druhý nemá. Tieto rozdiely naznačujú, že používanie dvoch produktov, t. j. fajčenie horľavých cigariet a tiež používanie produktov elektronických cigariet, môže byť v skutočnosti horšie pre zdravie ciev než len fajčenie alebo vaping."

Zdroj:

American Heart Association

Referencie:

Nabavizadeh, P., a kol. (2022) Zhoršenie funkcie endotelu cigaretovým dymom nie je spôsobené špecifickou zložkou dymu, ale vagovým vstupom z dýchacieho traktu. Arterioskleróza, trombóza a vaskulárna biológia. doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051.

Mohammadi, L., a kol. (2022) Chronické používanie e-cigariet zhoršuje funkciu endotelu na fyziologickej a bunkovej úrovni. Arterioskleróza, trombóza a vaskulárna biológia. doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749.

.