Биология

Сигаретный дым оказался вреднее аэрозоля электронных сигарет для легочных клеток человека

Сигаретный дым оказался вреднее аэрозоля электронных сигарет для легочных клеток человека

giphy.com

Аэрозоль электронных сигарет оказывает меньше вредного действия на культуру легочных клеток человека, чем эквивалентная доза сигаретного дыма. В эксперименте сигаретный дым увеличивал частоту биения ресничек и приводил к высвобождению провоспалительных цитокинов, тогда как при воздействии аэрозоля вейпа подобных изменений не наблюдалось. Исследование опубликовано в журнале Toxicology Research and Application.

В 2017 году во всем мире насчитывалось около одного миллиарда курильщиков сигарет. Поскольку для многих людей сложно сразу бросить курить в силу привычки и зависимости, многие медицинские сообщества считают, что переход таких людей на электронные сигареты — лучший вариант в поэтапной терапии никотиновой зависимости (однако без медицинской поддержки эта стратегия не работает). Всемирная организация здравоохранения, однако, заявляет, что эти устройства вредны для здоровья и небезопасны, одновременно отмечая «пока еще слишком рано давать четкий ответ об их долгосрочном воздействии».

Различные исследования говорят как о положительных, так и об отрицательных эффектах электронных сигарет по сравнению с обычными сигаретами. Так, Королевский колледж врачей утверждает, что «опасность для здоровья, возникающая при длительном вдыхании паров, вряд ли превысит 5 процентов вреда от курения табака». В то же время, есть доказательства того, что глицерин из электронных сигарет провоцирует рост биопленок во рту и так способствует воспалению, и это лишь один из многих негативных эффектов, о которых сообщают врачи и ученые.

Научная группа Imperial Brands PLC под руководством Гэри Филлипса (Gary Phillips) в сотрудничестве с Халидом Амином (Khalid Amin) из медицинского центра Университета Миннесоты решила выяснить, какие эффекты оказывает пар из электронных сигарет и табачный дым на трехмерную культуру легочной ткани, полученной от здорового некурящего европейца. В качестве эталона электронной сигареты использовался испаритель MyBlue со следующим составом жидкости: 2,78 процента черничного ароматизатора; 2,42 процента никотина, 55,82 процента пропиленгликоля, 38,98 процента глицерина.

Для исследования эффектов табачного дыма использовались сигареты 3R4F c ацетатцеллюлозным фильтром и выходом смолы 9,4 миллиграмма. Для нагнетания дыма и аэрозоля в систему использовалась курительная машина, в которой их можно было разбавлять с помощью воздуха. Всего в эксперименте использовалось 24 образца легочной ткани, по восемь в каждой группе — воздух, испаритель и сигарета. Измеряемые показатели оценивались через четыре и 48 часов после экспозиции.

Для измерения жизнеспособности клеток использовали нетоксичную водорастворимую соль тетразолия (WST-8). При его взаимодействии с ферментами дыхательной цепи митохондрий клеток происходит восстановление красителя с образованием формазамов (производных муравьиной кислоты), имеющих оранжевый цвет. Цитотоксичность (степень вреда, наносимого клетке) определяли с помощью измерения аденилаткиназы — фермента, участвующего в энергетическом метаболизме, который высвобождается клетками при их повреждении повреждения.

Барьерную целостность каждой ткани оценивали с помощью трансэпителиального электрического сопротивления, а для оценки функциональной активности ткани исследовалась частота биений ресничек. Помимо этого исследовались уровни цитокинов и гистологические изменения.

Наблюдалась сигмоидальная зависимость доза-ответ между воздействием сигаретного дыма и цитотоксичностью. Также наблюдалась значимая (р < 0,0001) линейная зависимость доза-ответ между сигаретным дымом и жизнеспособностью клеток.

Концентрация аденилаткиназы и жизнеспособность клеток в зависимости от концентрации сигаретного дыма

Gary Phillips et al. / Toxicology Research and Application, 2021

При эквивалентных уровнях осаждения после 100 затяжек сигаретного дыма в клетках было достоверно больше никотина (р < 0,05), чем после такого же количества затяжек электронной сигареты. (69,5 ± 4,5 микрограмма на миллилитр против 28,9 ± 4,3 микрограмма на миллилитр).

Барьерная целостность тканей после четырех и 48 часов после воздействия сигаретного дыма была значительно ниже, чем в группе воздуха и электронной сигареты. Однако через четыре часа после воздействия аэрозоля электронной сигареты значения трансэпителиального электрического сопротивления оказались достоверно выше (р < 0,005) показателей в группе воздуха.

После воздействия сигаретного дыма частота биения ресничек значительно увеличивалась через четыре часа и оставалась высокой через 48 часов (р < 0,005) по сравнению с эквивалентным временем воздействия воздуха и аэрозоля электронных сигарет. Между группами аэрозоля и воздуха существенной разницы не наблюдалось. При гистологическом исследовании никаких различий между всеми тремя группами найти не удалось, то есть органических нарушений не наблюдалось ни в одной группе.

Гистологическое строение легочной ткани после воздействия воздуха (слева), аэрозоля электронной сигареты (в центре) и сигаретного дыма (справа) через четыре и 48 часов

Gary Phillips et al. / Toxicology Research and Application, 2021

Существенного влияния ни на один из измеренных цитокинов ни в одной группе не наблюдалось. Однако по сравнению с эквивалентными по времени воздушными контролями воздействие сигаретного дыма приводило к увеличению концентрации шести из девяти цитокинов через четыре часа, а к 48 часам уровни всех цитокинов оказались выше контрольных значений. При этом не было существенного влияния аэрозоля электронной сигареты на концентрацию воспалительных цитокинов в течение четырех часов по сравнению с эквивалентным временем, сопоставимым с контролем воздуха.

Помимо этого сигаретный дым активировал многие патофизиологические процессы, включая окислительный стресс и воспаление, тогда как аэрозоль электронной сигареты этого не делал. В целом, изменения в профиле экспрессии генов легочных клеток после воздействия аэрозоля были незначительными, а спустя 48 часов и вовсе пропадали.

Таким образом, это исследование дополняет знания о воздействии табачного дыма и аэрозоля электронных сигарет. Из весомых ограничений исследования следует отметить, что экспериментальная культура легочной ткани получена от одного взрослого здорового европейца и необходимы дополнительные исследования с культурами тканей людей из разных частей света, разного возраста и пола.

Курение запускает многие процессы в организме. Оно ответственно не только за онкологию и заболевания легких, но и за целый ряд других биохимических процессов. Подробнее о них вы можете прочитать в нашем материале «Биохимия курильщика».

Источник

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть
Закрыть