Обзор электронных сигарет: Обзоры на Электронные сигареты

1MG! H * H`M] jd (.I4v 괞: QaBPcb @

Генетическое и эпигенетическое воздействие (Обзор)

1. Введение в электронику сигареты

Электронные сигареты (ECIG), также известные как «Бездымные сигареты», «электронные кальяны», «вейп-ручки» и «вейпы» — это электронные устройства, которые нагревают и испаряют раствор, который обычно содержит смесь глицерина, пропиленгликоля, воды, ароматизаторов и различные концентрации никотина (1).Первые патенты на электронные сигареты датируются 1965 годом (2). Концепция этого нового продукта была «бездымная сигарета без табака», чтобы предоставить «безопасный и безвредный инструмент и метод курения» (3). Тем не менее, ECIG не были коммерчески доступны до 2004 года. С тех пор, как они поступили в продажу, они стать одним из продуктов с самыми высокими темпами коммерческого роста (4).

2.

ECIG состоят из 3 основных компонентов: источника питания, картридж, содержащий распылитель для нагрева раствора, который обычно содержит никотин и мундштук.Жидкий раствор (часто называемая электронной жидкостью или электронным соком), которая хранится в картридже, нагревается в устройстве, образуя аэрозоль, вдыхаемый пользователем через мундштук (рис.1) (5).

При развитии ECIG компании использовали технологии для улучшения устройств. Четыре поколения ECIG могут быть идентифицированы. Первое поколение, изначально разработанное для имитации обычная сигарета по внешнему виду также известна как категория молодых, или Cig-a-like. Он был построен с одноразовым фильтр, встроенный распылитель и хлопок, пропитанный электронной жидкостью (6).Большинство сигарет построены на низковольтных батареях и маломощных, одноразовых резервуары из губчатого полифилла (рис. 1) (7).

Второе поколение имело усовершенствование аккумулятор большой емкости и отдельный бак (6). Шли годы, и технология ECIG улучшенные «интеллектуальные системы электронного курения» третьего и четвертого поколений включены новые функции, такие как регулировка напряжения с 3,4 до 4,8 V, улучшенная батарея (третье поколение) и улучшенная внутренняя устройства сопротивлений (четвертое поколение) (рис.1) (6).

ECIG четвертого поколения были представлены в последний 5 лет. Также известные как «Pod-Mods», они новы и очень популярны. Их главное новшество — объединение распылителя и бака в упрощенном виде. кусок, известный как «стручок», который содержит и испаряет жидкость для электронных сигарет. Стручок прикрепляется к USB или к каплевидному перезаряжаемому аккумулятор. Еще одно отличие Pod-Mods — это использование нового формула жидкости для электронных сигарет с протонированным никотином. Вдыхая эти новые формулы не вызывают побочных эффектов, вызванных высоким содержанием никотина концентрации. Это нововведение увеличивает количество приемов и увеличивает риск привыкания у молодых потребителей (рис. 1) (8).

Некоторые ECIG предназначены для одноразового использования. Большинство других ECIG можно использовать повторно. Многоразовые содержат перезаряжаемая литиевая батарея и сменный испаритель камера, капиллярная система и картридж с никотином / ароматизатором (9).

Исследование, проведенное Национальным молодежным табачным фондом. Исследование (NYTS) для оценки распространенности ECIG в США. Штаты с 2011 по 2012 год продемонстрировали, что 1.78 миллионов студентов использовали ECIG в тот период времени. В 2012 году около 160 000 студенты, использующие ECIG, никогда не использовали обычные сигареты (10). В недавнем исследовании 4.04 миллионов старшеклассников и 840 000 учеников средних школ употребляли в то время табачные изделия; ECIG использовались большинство (11).

3. Химические соединения, обнаруженные в ECIG

Наряду с характерным запахом и вкусом табака варианты, одна из самых привлекательных особенностей ECIG для молодых людей — это представление о том, что потребление имеет «низкий риск» здоровье (12). Хотя использование ECIG снижает уровень потребления токсичных соединений по сравнению с по сравнению с традиционными сигаретами, он остается источником воздействия вредные вещества.

В ходе некоторых расследований химический состав коммерческих жидкостей для электронных сигарет более 50 брендов. В среднем 87 (от 60 до 113) химических соединений идентифицировано в ИКИГ картриджи, жидкости и аэрозоли (13-15). Соединения, идентифицированные в жидкостях и аэрозолях ECIG, включают никотин, растворители, такие как пропиленгликоль (PG) и глицерин; специфические для табака нитрозамины (TSNA), альдегиды, металлы, летучие органические соединения (ЛОС), фенольные соединения, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), ароматизаторы и второстепенные алкалоиды табака (Рисунок.2) (13,16,17).

В настоящее время существует> 7000 ароматизаторов для ECIG. (18), которые изготавливаются с использованием химические соединения, такие как спирты, кислоты, сложные эфиры, лактоны, альдегиды, кетоны, гетероциклы и меркаптаны (Таблица I). Эти ароматизаторы, а также пропиленгликоль (PG) и глицерин классифицируются как «обычно признан безопасным »(GRAS) FDA (12,19), что говорит о том, что они безопасны для употребления, если используются в качестве пищевые добавки. Однако другие способы введения, такие как ингаляция, может быть вредным.Хотя данные о длительном ингаляционном воздействии PG и глицерин в настоящее время ограничены (20,21), известно, что воздействие PG вызывает раздражение глаз и дыхательных путей (13,22), в дополнение к увеличению вероятность развития астмы (23-25).

Таблица I

Основные химические соединения, обнаруженные в электронные сигареты.

Химическая группа	Химическая соединение	Источник	Основное воздействие на здоровье от воздействия	Дыхательные или легкие раздражитель	(Ссылки)
Кислоты	Масляная кислота	E-жидкость ароматизаторы	Умеренная кожа и раздражение глаз	Нет доказательств	(13)
Спирты	Ментол		Раздражение кожи и сильное раздражение глаз	Нет доказательств	(13)
	Бензальдегид		Аэрозольная форма вызывает раздражение оболочек дыхательных путей	Да	(28)
	Коричный альдегид		Повреждение гомеостаз дыхательной системы, увеличение разрывов ДНК, снижение роста клеток и увеличение гибели клеток	Да	(27)
Гетероциклы	Фурфурол	E-жидкость аэрозоль	Экспонаты онкогенность у мышей	Да	(13,29)
	5-гидроксиметилфурфурол		Экспонаты канцерогенность у мышей	Да	(22,29)
	Мальтол		Цитотоксический	Да	(13)
	2-ацетилпиррол		Кожа раздражение	Да
Растворители	Глицерин	E-жидкость	Связано с липоидная пневмония Минимальная плоскоклеточная метаплазия надгортанника	Да	(25)
	Пропилен гликоль		Повышает риск астмы и раздражает глаза	Да	(13,25)
	Этилен гликоль		Вредное действие в модели на животных	Да	(21)
Карбонил	Формальдегид	E-жидкость аэрозоль	Классифицируется как канцероген для человека (Группа 1)	Нет доказательств	(22)
	Ацетальдегид		Классифицируется как возможно канцерогенный для человека (Группа 2B)	Нет доказательств	(22)
	Акролеин		Вызывает раздражение полости носа и повреждает слизистую оболочку легких через окислительный стресс и его участие в развитии ХОБЛ	Да	(13,41)
	Пропилен оксид		Классифицируется как потенциально канцерогенный согласно IARC	Да	(31)
	Глиоксаль		Показывает мутагенность	Нет доказательств	(36)
Нитрозамины (TSNA)	N’-нитрозонорникотин (NNN)	E-жидкость с никотин	Низкие уровни имеют был найден. Сильные канцерогенные химические вещества. Может вызвать горло или рак ротовой полости	Нет данных	(41,42)
	N’-нитрозоанабазин (NAB)		Классифицируется как канцероген для человека (Группа 3)	Нет доказательств
ЛОС	Бензол	E-жидкость аэрозоль	Классифицируется как высококанцерогенный по данным МАИР, связанный с угнетением ЦНС при вдыхании	Да	(13,26)
	Метанол		Повышает риск развития миелолейкоза и поражения половых органов, а также его метаболиты токсичны и могут вызвать повреждение глаз	Да
Фталаты	Диэтилфталат (DEP)	E-жидкость пакет	Способствует воспалению и окислительный стресс, и являются факторами риска	Да	(44)
	Ди-2-этилгексил фталат (DHEP)		для развития неврологических, желудочно-кишечных и астматических расстройств. DHEP — это классифицирован как вероятно канцерогенный	Да
Металлы	Никель	Вероятно, из ECIG камера	Поражение легкого функция, классифицированная как канцероген для человека (Группа 1).	Да	(45-48)
	Медь		Митохондриальная окислительный стресс и фрагментация ДНК	Нет доказательств
	Кадмий		Может вызывать токсичность ко множеству органов
	Марганец
	Алюминий 9066			Да

Наблюдается еще больше соединений (примерно 18). во вдыхаемых аэрозолях, учитывая, что дополнительные химические вещества образуются при высоких температурах во время испарения (14).Некоторые потенциально опасны химические вещества и сверхмелкие частицы, включая карбонильные соединения, ЛОС, TSNA, металлы и силикаты (рис. 2) (26). Эти вещества потенциально токсичны и канцерогены, и они увеличивают риск респираторные и сердечные заболевания (13). Нагревание ароматизаторов приводит к другие вещества в количествах, превышающих максимально допустимый предел, включая альдегиды, токсичные фураны, бензол, метанол и этанол. Они могут иметь множественные неблагоприятные последствия для здоровья (27-29). Когда PG и глицерин нагреваются до высоких температур и аэрозольные реакции термического обезвоживания облегчаются, и Образуются несколько токсичных карбонильных соединений (30).Недавние исследования жидкостей для электронных сигарет обнаружены токсичные карбонилы, такие как формальдегид, ацетальдегид, акролеин, глиоксаль и метилглиоксаль, помимо оксида пропилена, все известно, что он потенциально канцерогенный и вызывает раздражение верхние дыхательные пути (таблица I) (22,31-36). Беспокоит то, что количество веществ и их концентрации сильно различаются из-за различий в изготовление ЭКИГ. Температура может влиять на более высокую производство карбонильных соединений (31,37).Согласно некоторым исследованиям, при повышении напряжения на нагревательных устройствах формальдегид, уровни ацетальдегида и ацетона увеличиваются на 200 процентов, представляют собой серьезный риск для здоровья (38,39).

TSNA встречаются в некоторых ECIG и имеют высокий канцерогенный потенциал. Они образуются в процессе отверждения во время нитрозирование аминов (40,41). Также были обнаружены незначительные алкалоиды; однако их влияние на здоровье в настоящее время неизвестно (30). Другими соответствующими соединениями являются диэтил фталат (DEP) и ди-2-этилгексилфталат (DHEP).Они наверное развиваться из упаковки электронной жидкости в процессе производства и имеют серьезные неблагоприятные последствия для здоровья (42,43).

Различные исследования обнаружили различные металлы в электронные жидкости и их аэрозоли (таблица I) (13,44). Уровни и концентрации эти металлы, за исключением кадмия, выше, чем в традиционные сигареты. Эти металлы могут возникать в камере который распыляет жидкость для электронных сигарет, или из других компонентов ECIG, которые проникнуть в аэрозоль (13,45).Одно исследование показало, что эти металлы могут вдыхаться, влияя на нормальный уровень хрома и никеля в организме, что приводит к высокой токсичности на несколько органов (46). Медь специфически связан с митохондриальным окислительным стрессом и ДНК фрагментация (13,46,47).

Наконец, активные формы кислорода (АФК) и свободные радикалы (FR) производятся нормальным аэробным метаболизмом и могут также происходить из внешних источников, таких как табачный дым. В увеличение ROS и FR создает гомеостатический дисбаланс и окислительный стресс, который оказывает негативное влияние, например, сбои в клеточная функция и клеточное повреждение (48).Это может вызвать сердечно-сосудистые и респираторные заболевания (хроническая обструктивная болезнь легких, астма) и даже развитие рака из-за повреждения ДНК.

Таким образом, большинство ECIG, независимо от содержат никотин, содержат и выделяют потенциально токсичные вещества, которые при длительном воздействии могут изменить гомеостаз определенных органов и может вызвать повреждение. Эти изменения в Воздействие микросреды может изменить эпигеном, транскриптом, и даже сам геном. Эти эффекты вейпинга будут основной фокус обсуждения ниже.

4. Вредное действие ECIG на ДНК

Аэрозоль, генерируемый ECIG, состоит из различных отравляющие вещества. Сообщается, что некоторые из них оказывают влияние на клеточную уровень аналогичен табачному дыму, в основном повышен уровня окислительного стресса и воспаления (49), и привести к изменениям в генах выражение (50,51).

По этой причине важно определить может ли воздействие аэрозоля ECIG вызвать повреждение ДНК в легких и оральные эпителиальные клетки. Ganapathy и др. (52) определили генотоксичность и механизмы, индуцированные аэрозольным экстрактом ECIG в эпителиальном эпителии человека. нормальные бронхиальные клетки (Nuli1) и плоскоклеточные клетки ротовой полости человека карцинома (UM-SCC-1).Через 1 ч воздействия аэрозоля в обе ячейки Типы, окислительные и алкилирующие повреждения ДНК не наблюдались. Это было также показали, что повреждение ДНК было дозозависимым, поскольку больше повреждений было о чем свидетельствует увеличение воздействия аэрозолей ECIG (Таблица II). Эти вредные эффекты могут быть связаны с формальдегидом и уровнями АФК в аэрозолях (Рис. 2A) (52).

Таблица II

Резюме основных исследований влияние курения электронных сигарет на генетические, эпигеномные и транскриптомные изменения.

Учебная модель	Цель исследование	Тип воздействие / исследование	Генотоксичное или эпигенотоксический эффект	Мишень ген / путь	Основные результаты	(Ссылки)
Клетки NHBE и клетки плоскоклеточного рака полости рта человека	Для определения генотоксичность, вызванная аэрозольными экстрактами ECIG для ротовой полости человека и Ячейки NHBE	1 час в ECIG аэрозольный экстракт (дозы, эквивалентные 1, 10 или 100 затяжкам / 5 литров)	Окислительная и повреждения ДНК при алкилировании	н / д	Подавление клеточная антиоксидантная защита и значительные повреждения ДНК	(52)
Назальный эпителиальный клетки от курильщиков табачных сигарет, курильщиков ECIG и некурящие	Чтобы определить влияние табака и курения ECIG на экспрессию генов, связанных на иммунный ответ в эпителиальных клетках носа	Среднее значение 12 сигарет, выкуриваемых в день / в среднем 200 затяжек ECIG в день	Снижение экспрессия связанных с иммунитетом генов в обеих группах. Большинство этих генов кодифицируйте факторы транскрипции	Группа табака: Снижение экспрессии 53 генов ( EGR1 , DPP4 , CXCL2 , CX3CR1 , CD28 и т. Д.). Группа ECIG: Снижение экспрессии дополнительных 305 уникальных генов ( ZBTB16 , EGR1 , PIGR , PTGS2 , FKBP5 и т. Д.)	Возможна индукция состояний иммуносупрессии из-за репрессии генов, участвующих в иммунный ответ слизистой оболочки носа	(54)
BALB / c женский мышей	Для оценки влияние использования ECIG на циркадные молекулярные часы	Без никотина и пар ECIG без запаха при различных концентрациях растворителя, 2 ч на день в течение 8 недель	Вдыхание обоих растворители модулируют экспрессию генов, которые играют важную роль роль в механизме и регуляции циркадного цикла	Нарушение в характерные для циркадных молекулярных часов гены, такие как Arntl , Npas2 , Nr1d1, Nr1d2, Per1 , Per2 , и Per3	Основные используемые растворители в ECIG изменяет выражение некоторых циркадных молекулярных часов гены	(57)
C57BL / 6J мышиный модель	Для определения воздействие паров WPS и ECIG на циркадный молекулярный срыв часов	E-жидкость, содержащая Никотин 25 мг / мл vs. 100% безникотиновая основа PG, 2 часа в день для 3 человек дней	Переделки в экспрессия генов, связанных с механизмом циркадных часов и регуляция легких	Изменения в паттерны экспрессии генов как Clock и Bmal1 . Активная регуляция генов Rev-erbα, Rev-erbβ, Per2 , Cry1 и Rorα	Изменение экспрессия генов циркадных молекулярных часов в легких после острое воздействие паров WPS и ECIG, содержащих никотин	(56)

Значительная мутагенная способность токсичных соединения в ECIG еще не описаны, по крайней мере, в лучшем случае. наших знаний.Однако было доказано, что обычное курение вызывают множественные эпигенетические изменения. Учитывая, что ECIG содержат многочисленные вредные химические соединения, они могут изменять эпигенетические механизмы, которые также регулируют экспрессию генов.

Токсичные химические вещества в ECIG могут вызывать изменения в клеточная микросреда, приводящая к нарушению регуляции гена экспрессия через эпигенетические изменения, такие как аберрантность ДНК метилирование или гипометилирование, модификации гистонов, хроматин ремоделирование и экспрессия микроРНК (miRNA / miR).Изменения в эти механизмы могут поддерживать развитие различных патологии, особенно в легких (53).

5. Воздействие ECIG на гены, участвующие в иммунный ответ

Исследование, проведенное Мартином и соавторами (54) в 2016 г., посвященное обычным курильщикам, некурящие и пользователи ECIG сравнили экспрессию 597 генов в эпителиальные клетки слизистой носа, связанные с иммунным ответом. В экспрессия 53 генов у курильщиков и 305 у пользователей ECIG снизилась. (Таблица II).

Важно отметить, что уменьшение экспрессия генов, связанных с воздействием обычных сигареты также наблюдались в клетках, подвергшихся воздействию ECIG.Уровни белка 1 реакции раннего роста (EGR1), дипептидил пептидаза-4 (DPP4), хемокин (мотив C-X-C) лиганд 2 (CXCL2), хемокиновый рецептор 1 CX3C (CX3CR1) и кластера дифференцировки 28 (CD28) генов оказались снижается у обычных курильщиков сигарет, в то время как уровни цинкового пальца и белок, содержащий домен BTB 16 (ZBTB16), EGR1, полимерный рецептор иммуноглобулина (PIGR), простагландин-эндопероксидсинтаза 2 (PTGS2) и гены FKBP пролилизомеразы 5 (FKBP5) были подавлены в пользователях ECIG. Большинство генов с пониженной регуляцией в сигаретах курильщики и пользователи ECIG кодируют факторы транскрипции (TF), которые регулируют нижестоящие гены, связанные с иммунной системой (54). Один из них — колониестимулирующий фактор 1 (CSF-1), ген, который кодирует цитокин, участвующий в активации врожденного иммунитета при инфекции ответ (55). CSF-1 — это мишень EFR1 TF, экспрессия которого значительно снизился у курильщиков и пользователей ECIG (рис. 2A). Это говорит о том, что использование ECIG могут вызывать состояния иммуносупрессии, связанные с подавление экспрессии генов, участвующих в иммунной реакция слизистых носа.Это может повысить восприимчивость к различные инфекции (Таблица II) (54).

6. Влияние ECIG на гены, участвующие в циркадные часы

Циркадные молекулярные часы важны для гомеостаз и биологические функции, такие как метаболизм глюкозы и иммунные / воспалительные реакции. Нарушение суточных часов в легкие могут изменять дыхательную функцию и влиять на воспалительные процессы. ответы. Производство АФК может вызвать повреждение ДНК и образование слизи. гиперсекреция, способствующая развитию и продвижению хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) (56).Изменения в других органах, кроме легкие были связаны с развитием рака, ожирения сердечно-сосудистый риск среди других заболеваний (57).

Жидкости для электронных сигарет содержат большое количество PG и глицерина. Чтобы оценить влияние этих веществ на здоровье, исследование подвергло мышиную модель (самку BALB / c) воздействию пара из ECIG без никотина и ароматизаторов при различных растворителях концентрации (PG 70% и глицерин 30%, глицерин 100% и PG 100%) (57). Транскриптомный результаты показали, что при вдыхании обоих компонентов модулируется экспрессия 37 генов, наиболее заметно арилуглеводород рецепторный ядерный транслокатор, подобный (Arntl), нейрональный PAS домен белка 2 (Npas2), группа ядерных рецепторов подсемейства 1 Член D 1 (Nr1d1), подсемейство ядерных рецепторов 1 группа D член 2 (Nr1d2), циркадный регулятор периода (Per), Per2 и Per3. Эти гены принадлежат к циркадианным часовой механизм и играют важную роль в циркадном цикле регулирование. Удивительно, но это не повлияло на генетическую экспрессию. только в легочной ткани, но также в печени, головном мозге, скелете мышцы и почки (Таблица II). Аналогичным образом, экспрессия 70 кДа белка теплового шока 1 (Hspa1a, также известный как Hsp72) и семейство белков теплового шока A (Hsp70) член 1B (Hspa1b) гены, член Hsp70 был изменилось после воздействия PG и глицерина, предполагая, что хотя Hspa1a и Hspa1b не являются частью контроля суточных часов, они могут быть затронуты, потому что их экспрессия зависит от этого физиологического процесса (рис.2Б) (57).

Аналогичное исследование Khan et al (56) продемонстрировало, что хроническое воздействие дым и аэрозоли от ECIG и водопроводных труб в мыши C57BL / 6J Модель вызвала специфические легочные изменения в обилии и экспрессия генов, связанных с контролем циркадных часов и выход генов контролируется циркадными часами. Водопроводная труба воздействие дыма вызвало изменения в циркадных часах паттерны экспрессии легочных генов, Clock и Bmal1, и при повышении регуляции выходных генов, Rev-erbα, Rev-erbβ, Per2, Cry1 и Rorα (рис.2Б). Воздействие аэрозолей ECIG также изменяет генетическую экспрессию циркадных часов в легочной ткани, особенно, когда электронные жидкости содержат никотин (Таблица II) (56).

7. Влияние ECIG на эпигеном

Курение табачных сигарет было одной из опасностей факторы, наиболее связанные с изменениями эпигенома. Недавно воздействие ECIG на эпигеноме также подвергались сомнению. Калири и др. al (58) доказал ассоциацию между вейпингом и потерей уровня метилирования ДНК. Они проанализировали образцы периферической крови потребителей ЭКИГ, обычных курильщиков и некурящих для уровней метилирования (5-мкС) на переносном элементы, длинный вкрапленный нуклеотидный элемент 1 (LINE-1).Потеря метилирования в кодирующих областях LINE-1 приводит к латентному активация ретротранспозона. Это может привести к нестабильности генома. статус, признак рака. Их исследование продемонстрировало значительное снижение метилирования (5-mC) в элементах LINE-1 (Рис. 2A), 18% в вейперах и 13% в курильщики сигарет по сравнению с некурящей контрольной группой, у которых нет существенные различия между вейперами и курильщиками. В гидроксиметилирование (5-hmC) также количественно определялось на ДНК, снизилось у вейперов (66%) и курильщиков сигарет (88%) (58).Эпигенетические изменения, обнаруженные в этом исследования связаны с гипометилированием ДНК, и они предполагают возможная связь между использованием ECIG и риском рака (Таблица II).

Воздействие жидкостей и аэрозолей ECIG с или без никотина, индуцирует экспрессию гена глутамат-цистеина каталитическая субъединица лигазы (GCLC), глутатионпероксидаза 2 (GPX2), NAD (P) H дегидрогеназа [хинон] 1 (NQO1) и гемоксигеназа 1 (HO1) в ответ на окислительный стресс в нормальные эпителиальные клетки бронхов человека (NHBE).Максимум реакция на окислительный стресс возникает, когда аэрозоли ECIG содержат никотин (59).

С другой стороны, воздействие ECIG дерегулирует экспрессия> 125 miRNA. Впервые об этом свидетельствовал Соллети. et al (59), используя RNA-seq. Эти результаты подтвердили повышенную экспрессию miRNA, miR-26A-2-3p, miR-126-5P, miR-140-5P, miR-29A-2-5P, miR-374A-3P и miR-147B. Результаты были сосредоточены на miR-126-5P, выраженной в ткани с высокой васкуляризацией, такие как легкие и сердце, индуцируя снижение своих генов-мишеней, MAS-родственный G-белок связанный рецепторный член X3 (MRGPRX3) и MYC, участвует в апоптозе, трансформации и дифференцировке клеток процессы (таблица II).Этот воздействие также увеличивает экспрессию белка NQO1 и фермента HO1, оба обладают антиоксидантной функцией в ответ на окислительный стресс (Рис. 2A) (59).

В настоящее время известно, что обычные сигареты потребление во время беременности вредно для дыхательных путей плода здоровье, повышающая постнатальную восприимчивость к респираторным заболеваниям инфекции и легочная дисфункция (1,2,32,34). По этой причине некоторые считают, что использование ECIG нецелесообразно. более безопасная альтернатива курению и приемлемая для беременных женщины.

В моделях беременных мышей (мыши BALB / c), подвергшихся воздействию ECIG, с никотином и без него, эпигенетические изменения были наблюдали среди матерей и их потомков в генах, участвующих в воспалительная реакция легких (56,57). Экспрессия генов интерлейкина (Il) -1β, Il-6 и фактор некроза опухоли (Tnf) -α увеличился в легких матери и вылупившиеся детеныши показали повышенный Tnf-α экспрессия, но снижение уровней Il-1β. Кроме того, сигнальные пути, участвующие в воспалительной реакции, были дифференцированно изменен у матерей и детенышей, с изменениями на экспрессия Erk1 / 2 и Jnk у матерей и p38 и p65 изменения вылупившихся птенцов (Таблица II) (54,56-62).

Внутриутробное воздействие на мышей ECIG с или без никотина выявил повышенный уровень мРНК рецептор фактора роста тромбоцитов (Pdgfα) в послеродовой этап. Приращение в выражении Pdgfα было показана вовлеченность в патологический процесс легочного фиброз (61). В матке, Воздействие аэрозоля ECIG вызывает эпигенетические изменения. Увеличение в глобальном метилировании ранее было обнаружено в легких Вылупившиеся мыши BALB / c, подвергшиеся воздействию ECIG во время беременности, независимо от концентрации никотина (рис.2Б) (61).

Помимо изменения генетической экспрессии молекулы, связанные с воспалительной реакцией и метилированием ДНК плода, на различных моделях животных было доказано, что Воздействие ECIG вызывает изменения эмбрионального развития. Экспозиция к аэрозолям ECIG вызывает орофациальные изменения во время Xenopus laevis эмбрионального развития. Они могут включать в себя среднюю часть лица расщелина, гипоплазия средней части лица и мышечные изменения развитие и сосудистое распределение (54,56-62).

Эти изменения также встречаются у млекопитающих. В аберрантная экспрессия гена васкулогенеза, сосудистая фактор роста эндотелия (VEGF) и маркеры, участвующие в образование хрящей Fgf2, Sox9 и Col2a1 наблюдали в клеточная линия нервного гребня мыши, O91, после воздействия различные марки электронных сигарет (Таблица II) (54,56-62).

Эти изменения вызваны компонентами ECIG, такие как PG, растительный глицерин и различные концентрации никотина в электронных жидкостях (62).Этот данные свидетельствуют о том, что курение во время беременности может оказывать неблагоприятное воздействие. эффекты, например, вызванные традиционным курением. Способствовать однако необходимы исследования, чтобы полностью прояснить эти эффекты.

8. Последствия приема никотина. системы на легочную функцию

Имеется ограниченная информация относительно эффектов. вейпинга на легочную функцию. Несколько исследований оценили острые эффекты, демонстрирующие переменные результаты (63). В исследовании, проведенном Flouris и др. (64) острый влияние активного и пассивного курения ECIG на никотин в сыворотке и функция легких оценивалась и сравнивалась с активным и пассивным курение табака и сигарет.Результаты показали, что ECIG и табачные сигареты оказывали аналогичное (P <0,001) воздействие на сыворотку уровень никотина при активном и пассивном курении. Не было значительная разница в параметрах легочной функции между активное и пассивное курение ЭКИГ (64,65).

Ferrari и др. (66) провели исследование, сравнивая последствия использования безникотиновых ECIG и традиционных сигарет для 5 мин у здоровых взрослых курильщиков (n = 10) и некурящих (n = 10), оценка легочной функции. Как и ожидалось, традиционный сигареты вызвали значительное снижение по сравнению с исходным уровнем принудительной поток выдоха при 75% жизненной емкости легких (FEF75) у некурящих.Произошло значительное снижение потока форсированного выдоха на 25%. жизненной емкости легких (FEF25), объема форсированного выдоха за 1 сек. (FEV1) и пиковая скорость выдоха (PEF) у курильщиков. Единственный статистически значимые эффекты, вызванные безникотиновым ECIG у курильщиков — это снижение FEV1 и FEF25 (66). Другие исследования показали, что острый воздействие ECIG индуцировало вазореактивность и снижало PEF, хотя они выявили незначительные изменения ОФВ1, форсированные жизненно важные емкость (FVC) и соотношение между FEV1 и FVC (FEV1 / FVC) (67).

Рандомизированное исследование в Брюсселе с участием 30 пациентов. (68) продемонстрировали, что острый вейпинг без никотина и никотина снижает чрескожный кислород напряжение (TcpO2) и незначительное снижение периферического кислорода насыщение (SpO2), несмотря на отсутствие чувствительности к небольшие изменения парциального давления O2 в артериальной крови. Этот дополнительно указывает на потенциальные нарушения газообмена в легких вызвано вейпингом.

В другом рандомизированном двойном слепом исследовании эпизодические курильщики (максимум 10 табачных сигарет в месяц) были подвергается воздействию аэрозоля ECIG в течение 30 минут после периода вымывания 1 минимум неделя.Затем была проведена динамическая спирометрия и импульсная осциллометрия. оценен. Результаты выявили значительное снижение жизненно важных емкость и резонансная частота, но повышенные уровни фракционный выдыхаемый оксид азота и повышенная устойчивость к поток воздуха, указывающий на препятствие после воздействия (69).

Как указано выше, ряд исследований изучили краткосрочные эффекты вейпинга. Информация о долгосрочном эффекты ограничены; однако вызывает растущее беспокойство. А недавнее наблюдение 3.В 5-летнем исследовании сравнивались результаты в отношении здоровья у 9 человек. ежедневные потребители ECIG, которые никогда не курили табак, и контрольная группа 12 человек, которые никогда не курили. Результаты не выявили статистически значимые изменения по сравнению с исходным уровнем у пользователей ЭК (или между пользователями EC и элементами управления) в любом исследуемом состоянии результаты [артериальное давление, частота сердечных сокращений, масса тела, функция легких, респираторные симптомы, выдыхаемый оксид азота (eNO), выдыхаемый углерод монооксида (eCO) и компьютерной томографии высокого разрешения (HRCT)] (70).

Из-за новизны вейпинга и множества устройства, ароматизаторы и концентрации никотина на рынке, недостаточно данных о его долгосрочном влиянии на дыхательная система. Последствия длительного курения сохраняются неясно (71). Дальнейшие исследования требуется для точного определения вовлеченных механизмов патогенеза и для определить потенциальные долгосрочные последствия использования ECIG.

На сегодняшний день нет никаких конкретных политик в отношении стандарты производства электронных сигарет.Что касается регулирования ECI, Рамочная конвенция ВОЗ по борьбе против табака (FCTC / Закон 1109 от 2006 г.) на седьмом совещании Рамочной конвенции ВОЗ по табаку. Контролирующая сторона предложила сторонам РКБТ рассмотреть вопрос о запрещении или регулировании ECIG. С другой стороны, Конгресс Соединенных Штатов поднял минимальный возраст для покупки табака и электронных сигарет в стране с 18 до 21 года в ноябре 2019 года; мера одобрена был далек от того, что администрация США рассматривала в целом запрет на ароматизированные электронные сигареты (72-75).

9. Заключение

Большинство ECIG, содержат ли они никотин или нет, выделять потенциально токсичные вещества при использовании. Что из Беспокойство вызывает то, что количество этих токсичных веществ и их концентрация сильно варьируется, как и производство технические характеристики, а также производственные характеристики ЭКИГ. Эта изменчивость может привести к увеличению воздействия этих соединения с клинически продемонстрированными неблагоприятными последствиями для здоровья. В то время как использование ECIG снижает потребление токсичных соединений по сравнению с традиционными сигаретами, он остается источником воздействия к веществам с высоким канцерогенным потенциалом, которые изменяют эпигеномные и транскриптомные процессы, способствуют повреждению клеток, нарушить нормальную воспалительную реакцию и, в высоких дозах, повлиять на нормальное развитие плода.Требуются дальнейшие исследования в чтобы лучше понять основные механизмы. Профилактический меры и инструкции по использованию этих устройств могут быть учредил.

Благодарности

Не применимо.

Финансирование

Настоящее исследование поддержано больницей. Universitario San Ignacio-Research Office

Наличие данных и материалов

Не применимо.

Авторские взносы

NN, LGB, DMG, CB, FG, DL, MJP, CC, IM, PS, AR, SH, CT, SRA, RC и MG внесли свой вклад в написание рукописей и данные / литература, ищущая этот обзор.AC и AR способствовали концепция и дизайн исследования, а также написание рукописи. Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.

Одобрение этических норм и согласие на участвовать

Не применимо.

Согласие пациента на публикацию

Не применимо.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересы.

Список литературы

Генотоксический и канцерогенный потенциал соединений, связанных с электронными сигаретами: систематический обзор

Предпосылки. Многие исследования, сравнивающие риски для здоровья, связанные с электронными сигаретами и обычными сигаретами, в основном сосредоточены на общих химических соединениях, обнаруженных между ними. Цель. Проведите обзор химических соединений, содержащихся исключительно в электронных сигаретах, и опишите их токсическое действие, уделяя особое внимание потребителям электронных сигарет, двойных электронных сигарет и обычных сигарет. Источники данных. Поиск литературы проводился с помощью PubMed. Критерии отбора для участия в исследовании. Изделия, относящиеся исключительно к химическому составу обычных и электронных сигарет. Статьи, в которых сообщалось, что они финансируются табачной промышленностью или производством электронных сигарет, не сообщаются источники финансирования, не связаны с химическим составом электронных и обычных сигарет и не имеют отношения к исследованиям табака, были исключены. Методы и результаты. Химические соединения, указанные в выбранных исследованиях, были сведены в таблицу с использованием регистрационного номера Chemical Abstracts Service для информации о химических веществах.Сообщается, что в электронных сигаретах присутствует всего 50 химических соединений. Были выявлены следующие основные риски для здоровья: раздражение глаз, кожи и дыхательных путей с почти 50% случаев, увеличение цитотоксических эффектов на 10% по сравнению с соединениями, обычными для обычных сигарет, и около 11% соединений с неизвестным воздействием на здоровье человека. Ограничения. Статьи о конфликте интересов. Выводы и значение основных выводов. Несмотря на то, что соединения, содержащиеся в электронных сигаретах, считаются менее опасными для здоровья, они все еще являются предметом исследований, и их влияние на здоровье пока неизвестно. Использование этих устройств не рекомендуется для начинающих пользователей и считается опасным для двойных пользователей.

1. Введение

Электронные сигареты (е-сигареты) коммерчески доступны уже более десяти лет [1]. В основном они состоят из распылителя, работающего от батареи, который нагревает жидкости с никотином или без него до водяного пара [1].По данным правительства США, количество старшеклассников, употребляющих электронные сигареты, увеличилось на 80% за последний год, вследствие чего Американская ассоциация легких, использующая свою собственную федеральную систему оценок (0–20 баллов), дала оценку Оценка «F» (менее 12 баллов) в категории «Регулирование табачных изделий» FDA [2, 3].

Во многих исследованиях по всему миру анализировались риски для здоровья, связанные с химическими соединениями, содержащимися как в электронных, так и в обычных сигаретах (CC) [4]. Однако в 34% этих исследований отмечен конфликт интересов, в основном связанный с финансированием производителей электронных сигарет или CC [5].Несмотря на рост числа пользователей, употребляющих только электронные сигареты, ни одно исследование не проанализировало риски для здоровья, связанные с соединениями, обнаруженными исключительно в электронных сигаретах.

Исследования генотоксических и канцерогенных эффектов, связанных с электронными сигаретами, были в основном сосредоточены на составе жидкости и нагревании металла [5]. Таким образом, жидкости для электронных сигарет в основном состоят из гликолей, никотина, частиц, металлов, специфичных для табака нитрозаминов (TSNA), карбонилов, летучих органических соединений (VOC), углеводородов, полициклических ароматических углеводородов (PAH) и фенолов [5].На сегодняшний день только несколько исследований, не противоречащих друг другу, связывают состав жидкостей и паров электронных сигарет со следующими рисками для здоровья: генотоксичными и цитотоксическими для клеток человека [6, 7], канцерогенными [8], сердечно-сосудистыми [9] и легочными [10].

Как сообщает Pisinger & Døssing, 2014 [1], в большинстве исследований CC использовался в качестве справочного материала для изучения воздействия электронных сигарет на здоровье человека. Однако риски для здоровья, такие как канцерогенные эффекты, связанные только с электронными сигаретами, остаются неясными, и необходимы дополнительные доказательства [2].

Таким образом, мы выполнили всесторонний анализ с использованием избранных неконфликтных статей для обнаружения химических соединений, обнаруживаемых только в электронных сигаретах, с целью сообщить о токсических эффектах, которые могут привести к различным рискам для здоровья, связанным с этими соединениями.

2. Методы

2.1. Поиск по литературе

Для выявления опасных компонентов CC и электронных сигарет мы провели поиск литературы с помощью PubMed (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) (дополнительный материал 1).Ключевые слова, используемые для поиска статей: «химический состав электронных сигарет» и «химический состав сигарет». Все авторы участвовали в поиске литературы, выбранные статьи были обсуждены, и все согласились рассмотреть статьи, включая обзоры и исследовательские работы, за исключением статей, авторы которых сообщили, что работали или получали финансирование от табачной промышленности или производителей электронных сигарет, а также статьи, которые не указали источники финансирования, также были исключены статьи, в которых химический состав не был четко описан или не относился к цели данного обзора.Риск предвзятости оценивался в соответствующих разделах основной статьи с целью выявления конфликта интересов или проблем с финансированием. Количество выбранных и исключенных статей можно увидеть на блок-схеме PRISMA (Рисунок 1) [11].