Порівняння впливу системи нагрівання тютюну 2.2 і звичайних сигарет

Дата публікації: 21.12.2020

Автори: Відкриті джерела , Редакція платформи "Аксемедін"

Ключові слова: дослідження, альтернатива курінню, курці, THS, нагрівання тютюну, тютюн

Куріння сигарет призводить до розвитку певних серйозних патологій, зокрема серцево-судинних (ССЗ) та хронічного обструктивного захворювання легень (ХОЗЛ). Хоча рекомендується повна відмова від паління для зниження ризиків для здоров’я, для тих курців, які не кидають палити, розробили тютюнові вироби з модифікованим ризиком (modified risk tobacco product - MRTP). В цій статті досліджено механізм токсикологічного впливу ТВМР –  системи нагрівання тютюну (tobacco heating system - THS) 2.2.

Об’єкт дослідження

  1. Оцінювання зниження впливу на організм THS 2.2 порівняно з курінням звичайних сигарет.
  2. Дослідження наслідків припинення паління або переходу на аерозоль THS 2.2.
  3. Дослідження кінцевих точок захворюваності, зокрема ССЗ і ХОЗЛ.

Трансгенні миші з дефіцитом аполіпопротеїну Е (ApoЕ−/−) загальноприйняті для моделювання атерогенезу, а також запалення легень і емфіземи, спричинених впливом куріння. Вплив сигаретного диму призвів до збільшення атеросклеротичних бляшок, запалення легенів та емфізематозних змін у ApoЕ−/− мишей порівняно з групою контролю. Вплив аерозолю THS 2.2 не спричинював запалення легенів та розвиток емфіземи, а також не змінював ліпідний профіль та не збільшував площу бляшок в аорті. Припинення паління та перехід на THS 2.2 сприяли зменшенню запалення та зупинили прогресування початкових емфізематозних змін та площі ураження аорти атеросклеротичними бляшками.

Методи

ApoЕ−/− миші (38 мишей в групі) були рандомізовані на 5 груп:

  1. Група контролю (піддавалися впливу повітря).
  2. Група 3R4F (піддавалися впливу стандартних сигарет 3R4F).
  3. Група THS 2.2 (піддавалися впливу основного аерозолю THS 2.2 з таким рівнем нікотину, як у сигаретах 3R4F).
  4. Група припинення куріння.
  5. Група переходу на аерозоль THS 2.2.

Результати

Миші добре переносили вплив сигарет 3R4F і аерозолю THS 2.2. Загальний рівень смертності становив 3.5% і не відрізнявся між групами. Вага тіла мишей збільшувалася протягом дослідження у всіх групах. Проте, збільшення ваги було меншим у групі сигарет 3R4F. Разом зі зниженням концентрації оксиду карбону (CO) в аерозолі THS 2.2, рівень карбоксигемоглобіну (COHb) в групі THS 2.2 знаходився у діапазоні 5% на всіх часових точках і не відрізнялися від групи контролю. Аналіз метаболітів нікотину в сечі показав однаковий рівень поглинання нікотину з сигарет 3R4F або аерозолю THS 2.2. Більш того, на 8 місяць миші в групі 3R4F і THS 2.2 мали однакові значення нікотину і котиніну, а миші в групі контролю і відмови від куріння мали рівень нікотину і котиніну в плазмі крові нижче ліміту визначення. 

В групі THS 2.2 і переходу на THS 2.2 відмічалося зниження додаткових сечових біомаркерів впливу ненікотинових шкідливих та потенційно небезпечних хімічних речовин (HPHCs) і маркерів оксидативного стресу, включаючи 4-гідроксиноненал (4-HNE), малондіальдегід (MDA) і певну кількість ейкозаноїдів/простаноїдів.

У групі 3R4F в аналізі крові відмічалося зростання гематокриту та кількості еритроцитів, в той час як в інших групах не відмічалося суттєвих змін у порівнянні з групою контролю. Це відбувається внаслідок зниження здатності транспортування кисню, що викликає компенсаторний еритроцитоз та призводить до збільшення гематокриту та гемоглобіну.

Відзначалося статистично значуще збільшення рівня холестеролу в групі стандартних сигарет в 1 і 3 місяці , зниженням до рівня групи контролю через 1 місяць після припинення куріння або переходу на THS 2.2. Не відмічалося помітної різниці в рівнях ліпопротеїнів низької щільності (ЛПНЩ) в будь-якій з груп. Хоча рівень тригліцеридів був вищий у групі 3R4F впродовж перших 3 місяців дослідження (P < 0.05 в 1 і 3 місяці), на 6 і 8 місяць показники не відрізнялися між групами.

З другого місяця відмічалося значне збільшення площі атеросклеротичних бляшок у мишей в групі сигарет 3R4F у порівнянні з групою контролю або THS 2.2. Вплив аерозолю THS 2.2 на атеросклеротичні бляшки статистично не відрізнявся від групи контролю. У групах припинення паління або переходу на аерозоль THS 2.2, площа аортальних бляшок була статистично меншою, ніж у групі сигарет 3R4F на 3 і 8 місяці кінцевих часових точок. Порівняно з групою контролю у мишей, які піддавалися впливу сигарет 3R4F всі 3 параметри (об’єм і площа бляшок, оклюзія аорти) були статистично вищими, а в групах THS 2.2, припинення паління і переходу – не відрізнялися. Ділянка атеросклеротичних бляшок, визначених за допомогою мікро-КТ (комп’ютерної томографії), на 78% вища для групи 3R4F проти групи контролю.

 

Об’єм легенів у мишей в групі сигарет 3R4F був статистично вищий ніж в групі контролю або THS 2.2. Збільшення об’єму легень можливо спричинені впливом на їх еластичність. В групі 3R4F в легенях мишей спостерігалися типові ефекти впливу стандартних сигарет, які виражалися інфільтрацією та запальними змінами в альвеолах і периваскулярному просторі.­ Збільшення кількості нейтрофілів, лімфоцитів і макрофагів спостерігалося в групі стандартних сигарет з 1 місяця дослідження. Зменшення запальних змін в групах припинення паління або переходу на THS 2.2 спостерігалося після 2 місяців і досягало рівня групи контролю після 6 місяців (окрім пігментованих макрофагів). Значної різниці між групою контролю і THS 2.2 не спостерігалося у всіх часових контрольних точках.

Найбільші зміни під впливом сигарет 3R4F спостерігалися для нейтрофілів, слідом за ними йдуть лімфоцити, дендритні клітини та макрофаги. Кількість всіх типів клітин повернулася до рівня групи контролю / THS 2.2 після припинення паління або переходу на THS 2.2: макрофаги в межах 1 місяця, нейтрофіли та лімфоцити протягом 4 місяців, дендритні клітини протягом 6 місяців.

У групі стандартних сигарет відмічалося зростання емфізематозних змін у легенях відносно групи контролю з 1 місяця дослідження, з подальшим прогресуванням. Значущих відмінностей в оцінюванні легеневої тканини між групою контролю і THS 2.2 не спостерігалося. Подальше прогресування емфізематозного стану вимірювали в кількісному морфометричному оцінюванні легеневої тканини. Для груп THS 2.2, припинення куріння і переходу на THS 2.2 емфізематозні зміни не відрізнялися від групи контролю. Альвеолярна щільність і поверхня також зменшувались у групі сигарет 3R4F і не змінювалися для інших груп на всіх часових точках.

Обговорення

Прогресування атеросклерозу (збільшення площі та об’єму атеросклеротичних бляшок) було помітним лише у мишей під впливом сигарет 3R4F, в той час як вплив аерозолю THS 2.2 і припинення куріння сприяли частковій регресії атеросклерозу у разі припинення або переходу на THS 2.2.

В плазмі крові мишей, які піддавалися впливу сигарет 3R4F спостерігалися зміни ліпопротеїнового профілю (тригліцериди, ліпопротеїни дуже низької щільності, ліпопротеїни високої щільності) переважно протягом перших місяців дослідження, що відповідало росту атеросклеротичних бляшок. Лише в групі сигарет 3R4F відмічалося статистично значуще збільшення рівня гліцероліпідів, порівняно з групою контролю. Збільшення гліцероліпідів у групі THS 2.2 не є статистично значущою. Наведені параметри вказують на наявність впливу 3R4F на ліпідний профіль і відсутність такого в групі THS 2.2.

Спостерігалися гіперплазія резервних клітин і сквамозна метаплазія дихального епітелію на 1-3 рівнях носової пороржнини у відповідь на вплив 3R4F, що є типовими адаптаційним ефектом впливу стандартних сигарет. Крім того, як зазначалося раніше, ці адаптаційні зміни були повністю оборотними після припинення впливу звичайних сигарет. Аерозоль THS 2.2 не викликав змін, за винятком гіперплазії м'яких резервних клітин на 1 рівні носа (найчутливіша ділянка) на 6 місяці.

Швидке наростання і стійкість запалення легень були виявлені у групі мишей під впливом сигарет 3R4F на основі параметрів, що вимірювались. Відмічалося швидке (≤ 1 місяця) збільшення запальних клітин (нейтрофілів, лімфоцитів та макрофагів), що супроводжувалося зміною кількості медіаторів запалення, виявлених у рідині бронхоальвеолярного лаважу. Підвищена протеолітична активність, разом із підвищеною кількістю матриксної металопротеїнази-9 (ММП-9) та тканинного інгібітора металопротеїназ-1 (TIMП-1), можуть свідчити про те, що ремоделювання позаклітинного матриксу супроводжує альвеолярну деструкцію у разі емфіземи. Вплив аерозолю THS 2.2 спричинив незначну зміну параметрів запалення легенів відносно групи контролю, які не демонстрували послідовної закономірності з часом. Після припинення впливу диму або переходу на THS 2.2, спостерігалося швидке зменшення легеневого запалення, зокрема клітинного інфільтрату та експресії медіаторів.

Емфізематозні зміни, що прогресують, у мишей під впливом сигарет 3R4F, були позначені різними кінцевими точками, що підтверджують одна одну: функція, об’єм та гістологія легенів.

Емфізематозні зміни підтверджувались гістологічно, а також морфометрією легенів. Обидва оцінювання виявило значне збільшення параметрів, пов'язаних з емфіземою, у легенях мишей, що зазнали впливу сигарет 3R4F, які перевищували вікові зміни у групі контролю. Легені мишей, що піддавалися впливу аерозолю THS 2.2, неможливо було відрізнити від групи контролю. Перехід на THS 2.2 або припинення впливу диму уповільнювали подальший розвиток цих параметрів, що призвело до їх наближення до рівня групи контролю або THS 2.2. Ці структурні параметри, що інтерпретуються разом зі збільшеним об'ємом легенів у разі фіксованого тиску, вказують на розвиток емфіземи у відповідь на вплив сигарет 3R4F.

Висновки

Ці результати в сукупності показують, що стандартні сигарети прискорюють утворення атеросклеротичних бляшок та емфіземи легень, що продемонстровано низкою анатомічних та молекулярних показників. Навпаки, тривала інгаляція аерозолю THS 2.2 (з концентрацією нікотину відповідно до звичайних сигарет) мала мінімальний біологічний вплив на кінцеві точки захворювання та слабкий вплив на молекулярні кінцеві точки. Попри те, що 2-місячний вплив сигаретного диму на мишей призвів до ранніх проявів емфіземи та атеросклерозу, як перехід на THS 2.2, так і припинення впливу призвели до часткового (функція легенів, площа бляшок та морфометрія легенів) або навіть повного (запалення легенів) відновлення до рівнів групи контролю. Цей системний токсикологічний підхід, який досліджує як дихальні, так і серцево-судинні механізми в одному і тому ж дослідженні, дає широкі уявлення, включаючи молекулярні механізми, які можуть підтримувати комплексну оцінку ризику продукту THS 2,2, включаючи біологічні ефекти припинення/зміни порівняно з постійним курінням.


Більше статей за цією темою тут.

Запитання до матеріалу

Максимальна кількість балів, яку Ви можете отримати:

Щоб дати відповіді на запитання до цього матеріалу та отримати бали,
будь ласка, зареєструйтеся або увійдіть як користувач.

Реєстрація
Ці дані знадобляться для входу та скидання паролю
Пароль має містити від 6 символів (літери або цифри)
Матеріали з розділу
МОЗ України оприлюднило для громадського о ...
Дослідження впливу вірусу Зіка на плід під ...
МОЗ України оприлюднило для громадського о ...
Спалювання жиру під час вправ покращує тол ...
Допоки не згасне Полум’я надії
Кібербезпека у практиці пересічного лікаря
МОЗ України затвердило нові правила випису ...