研究表明香烟和电子烟对心血管的影响惊人相似

研究表明香烟和电子烟对心血管的影响惊人相似

两项相关研究（一项针对人类，另一项针对大鼠）发现，香烟和电子烟对心血管的影响惊人相似，这些对血管功能的有害影响很可能是由于吸入异物引起的呼吸道刺激引起的。根据今天发表在美国心脏协会同行评审期刊《动脉硬化、血栓形成和血管生物学》(ATVB) 上的新研究，它不是香烟烟雾或电子烟蒸气（气溶胶）的特定成分。

众所周知，吸烟和电子烟都会导致内皮功能障碍，即主要血管无法充分张开以向心脏和其他组织提供足够的血液。 这可能是心血管疾病的早期指标。 内皮细胞排列在所有血管的内部，调节血管的开口、血液与周围组织之间的物质交换以及免疫和炎症反应。

该项目的目标是确定为什么越来越多的吸入烟草产品（包括可燃卷烟、加热烟草产品和电子烟）都会损害内皮功能，尽管这些产品存在根本差异。 烟草烟雾中已发现数千种化学物质，其中一些也存在于电子烟气溶胶中，要么作为原始成分，要么作为加热过程的化学反应产物。 “我们试图找出烟雾或电子烟蒸汽中的哪些特定成分可能会损害血管有效运作的能力。”

Matthew L. Springer 博士，两项研究的首席研究员，加州大学旧金山分校心脏病学系医学教授

斯普林格和同事进行了两项研究，以研究吸烟和电子烟对大鼠和人类心血管功能的影响。

香烟烟雾对内皮功能的损害不是由特定的烟雾成分引起的，而是由呼吸道迷走神经进入引起的

在大鼠研究中，动脉血流介导的扩张（FMD），即h。测量了接触四种传统可燃香烟烟雾前后血管扩张的能力：传统尼古丁、还原尼古丁、添加薄荷醇的传统尼古丁和添加薄荷醇的还原尼古丁。 薄荷醇被添加到许多烟草制品中，它可以减少吸烟引起的刺激，特别是对于新吸烟者，并且可以在缓解尼古丁成瘾方面发挥重要作用。

研究结果发现，使用所有四种类型的香烟后，血管扩张均有所减少，减少幅度从20%到46%不等，具体取决于香烟类型。 血管功能受损并不需要尼古丁，但较高的尼古丁水平与较低的尼古丁水平相比，与 FMD 的降低幅度更大相关，而与非薄荷醇产品相比，薄荷醇与 FMD 的降低幅度较小。

Springer 强调，添加薄荷醇可减轻流量引起的扩张损伤的严重性这一发现不应被过度解释为表明薄荷醇是吸烟和电子烟产品中的有益添加剂，因为这种损伤仍然很明显，而且薄荷醇还有其他有害作用。

老鼠还暴露在烟雾和电子烟气溶胶中发现的两种主要气体以及清洁的碳纳米颗粒中，以评估这些类型的成分对血管扩张的影响。 这些气体和碳颗粒与整个烟草烟雾具有类似的不利影响，尽管它们代表了烟雾中完全不同的化学和物理成分。

“因为流量介导的扩张受到烟雾、烟雾的气相成分和简单碳颗粒的影响，没有单一成分单独负责，因此我们研究了该机制是否涉及涉及迷走神经的常见呼吸刺激反应。”斯普林格说。

迷走神经是副交感神经系统的主要组成部分，控制不自主的内脏器官功能。 它负责调节消化、心率、呼吸频率、血管舒张、炎症反应和肺功能，例如咳嗽反射和粘液产生。

为了验证这一假设，研究人员在切断迷走神经后将麻醉的老鼠暴露在烟雾中。 他们发现，阻止老鼠肺部的神经信号到达身体的其他部位，可以完全防止烟雾影响血管功能。 这些发现表明，内皮功能障碍可能是由气道和肺部感觉神经刺激引起的迷走神经依赖性机制引起的。

斯普林格说：“我们惊讶地发现，导致心血管不良影响的并不是某种特定的吸入异物，而是某种类型的刺激物被吸入，无论它是什么。” “所有吸入产品都可能对血管功能产生类似的有害影响。”

施普林格指出，由于不存在导致血管损伤的特定毒素，这意味着监管机构不能依靠禁止特定成分来防止吸入产品的不良影响。

合著者包括医学博士 Pooneh Nabavizadeh； 刘江涛，医学博士； Poonam Rao，医学博士； 莎丽娜·易卜拉欣，理学硕士； 丹尼尔·汉 (Daniel D. Han)，学士； Ronak Derakhshandeh，理学硕士； 邱慧良，医学博士； 王晓银，医学博士； 斯坦顿·A·格兰茨博士； 和 Suzaynn F. Schick 博士 作者的详细信息列于手稿中。

这项工作得到了美国国立卫生研究院 (NIH) 下属国家心脏、肺和血液研究所以及美国食品和药物管理局烟草产品中心的资助； NIH 国家癌症研究所，并得到 Elfenworks 基金会（纪念 Deb O’Keefe）和 Roy E Thomas 医学基金会的支持。

长期使用电子烟会损害生理和细胞水平的内皮功能

第二项研究是在多个中心进行的，包括经常吸可燃香烟的人、经常使用电子烟产品的人以及不使用尼古丁产品的人。 所有参与者的心血管健康状况均在单个时间点进行评估，研究人员测量内皮功能并进行细胞培养实验，以评估长期使用电子烟与血管损伤程度之间的关联。 测量指标包括一氧化氮的产生（血管功能良好的关键分子）和内皮细胞通透性（反映物质从血管中渗漏的难易程度）。 血管通透性增加会导致较大分子的渗漏，并可能导致组织中过多液体、炎症、心脏病和癌症等其他疾病引起的水肿或肿胀。

“由于人们吸入的可燃香烟烟雾和电子烟气雾剂不会与血管直接接触，因此我们从每位参与者身上采集了血清（血液中凝固后残留的透明液体），并将其暴露于培养皿中的内皮细胞，以评估不同的血清样本如何影响这些细胞的功能行为。” 斯普林格说。 “这使我们能够研究烟雾/气溶胶中通过肺部吸收并进入血液的物质对内皮细胞的影响，以及身体因吸入烟雾和/或气溶胶而可能产生的其他循环分子，包括参与炎症反应的蛋白质。”

120 名年龄在 21 岁至 50 岁之间、没有心血管疾病的成年人参与了这项研究。 参与者包括连续一年或更长时间每天吸 5 支以上可燃香烟的个人； 每周至少使用电子烟5次、持续3个月及以上的人； 以及目前没有吸烟或电子烟的人。

分析发现，长时间吸电子烟和吸烟都会引起血液变化，影响内皮功能，尽管方式不同。

• 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.

“经常使用可燃香烟和电子烟产品的人血清中这些心脏病风险生物标志物的不同模式表明，尽管具有相似的生理效应，但使用电子烟和吸烟会引发根本不同的分子反应。我们的研究结果表明，尽管不吸可燃香烟，但电子烟也会引起血液变化，从而“增加血管渗漏的可能性，并且吸烟和电子烟都可能导致血管渗漏。” 导致血液变化，导致内皮功能障碍，并增加其他健康人群未来发生心血管事件的风险，”Springer 说。

研究还发现，与那些既不吸烟也不吸电子烟的参与者相比，经常使用电子烟和经常吸可燃香烟的参与者的流量介导的扩张显着较低（超过 5%）。 在之前的研究中，血管舒张减少 2% 与心脏病风险增加 15% 相关，这表明吸烟和电子烟的影响具有临床意义。

施普林格说：“监管机构、医生和公众必须认识到电子烟并非无害，这一点很重要。” “吸烟和电子烟可能对心血管产生类似的有害影响，但每种情况都会造成一些潜在的有害影响，而另一种则不会。这些差异表明，使用两种产品，即吸可燃香烟和电子烟产品，实际上可能比吸烟或电子烟对血管健康更糟糕。”

来源：

美国心脏协会

参考：

Nabavizadeh，P.，等人。 (2022) 香烟烟雾对内皮功能的损害不是由特定的烟雾成分引起的，而是由呼吸道的迷走神经输入引起的。 动脉硬化、血栓形成和血管生物学。 doi.org/10.1161/ATVBAHA.122.318051 。

穆罕默迪，L.，等人。 (2022) 长期使用电子烟会损害生理和细胞水平的内皮功能。 动脉硬化、血栓形成和血管生物学。 doi.org/10.1161/ATVBAHA.121.317749 。

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