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电子香烟与烟草香烟有毒,可能导致肺部损伤http:///wly/qt1l30ig1or.
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由于传统卷烟的年龄限制,积极的营销和电子烟是健康的替代方案,过去5年来美国的电子烟(电子烟)在过去的5年里,美国的使用量大增加了。e-卷烟含有尼古丁,水,甘油,丙二醇和可选的调味剂。在吸入时,器件将成分加热到蒸气中[1].虽然已知烟草烟雾对心血管系统,血管生成和皮肤毛细血管灌注产生有害影响,但通过对血管壁进行直接损伤,增加血小板聚集,微血管血栓形成[2-4.]和炎症[5.[E-卷烟蒸气暴露对肺部的后果仍然很大程度上是未开发的[6.那7.].最近,我Erner.等等。[8.[报道,通过电子卷烟和e-卷烟液产生的蒸汽,具有调味剂诱导的毒性,人支气管气道上皮细胞(H292)和胎儿肺成纤维细胞(HFL1)以及小鼠肺中的毒性,氧化应激和炎症反应。Garcia -一种rcos.等等。[9.[含有烟雾化尼古丁的电子卷烟液增加了气道超反应性,远端空隙扩大,粘蛋白生产和细胞因子和蛋白酶在小鼠中的表达,暗示尼古丁吸入期间的含有烟烟期间的潜在危险。对电子烟的炎症反应涉及中性粒细胞激活和粘液生产增加[10.,以及粘液纤毛清除率降低[11.].在人类胚胎和小鼠神经干细胞中,人肺成纤维细胞[12.,皮肤和肺细胞[13.[E形卷烟蒸气的细胞毒性与用于调味流体的化学物质的数量和浓度相关。我们最近显示在皮瓣生存模型中体内含尼古丁的电子烟蒸气与烟草烟雾烟雾的微循环一样有害[4.].
在本研究中,我们检查了对电子卷烟蒸汽或尼古丁的长期暴露是否会对大鼠模型中的烟草烟雾产生相同的对肺部结构和血管系统的破坏性效果体内.
6周龄男性Sprague Dawley大鼠(Envigo Laboratories,丹佛,Co,USA)分为每组四组八只动物,如下暴露5周。1)室内空气。2)皮下注射( - ) - 尼古丁白霉病(Sigma Aldrich,St Louis,Mo,USA)2 mg·kg-1每天两次;注射时的尼古丁量是基于以前的研究中已知的,可以产生稳定的血浆尼古丁水平约为25 ng·mL-1,这与习惯性吸烟者的血浆水平一致[14.那15.].3)BLU E-CIGS(经典烟草味(BLU,Charlotte,NC,USA),含有12毫克·mL-1尼古丁)在TE-2E电子吸烟机(Teague Enterprises,Davis,Ca,USA)中产生的蒸气;E形卷烟的线圈温度在通常由vapers(200-250℃)使用的正常范围内。本组中的大鼠每天暴露于48毫克尼古丁[4.].我们的实验设计,通过让大鼠接触电子烟蒸汽,与Garcia -一种rcos.等等。[9.]在老鼠中。4)TE-10Z吸烟室(Teague Enterprises)中的烟雾烟雾曝光通过燃烧肯塔基州3R4F参考卷烟(肯塔基州大学,Lexington,Ky,USA)(每天4小时:2×2小时,1-h休息期间)如前所述[16.].香烟烟雾室中的总悬浮颗粒水平保持在60 mg·m-3和尼古丁水平为48-50 mg·m-3.根据血浆尼古丁水平(来自我们自己小组的数据[4.]),对电子香烟和烟草卷烟的大鼠的全身暴露与人类的使用电子香烟和烟香烟的使用相当[17.].这项工作是在科罗拉多大学丹佛安舒茨医学院(Aurora, CO, USA)动物护理和使用委员会的批准下进行的。
在曝光结束时,处死大鼠,肺部膨胀,在25cmH下用1%的低熔点琼脂糖膨胀2o压力。使用自动图像分析仪(imagej;国家健康机构,Bethesda,MD,USA)测量平均肺泡空位扩大,并计算为总空域的百分比相对组织密度[16.].虽然比立体学方法不太敏感,但肺泡空间区域测量(基于我们的广泛体验)准确反映肺形态变化。
所有数据都显示为平均值±SEM..使用双向Anova进行统计分析,然后进行Tukey诚实的显着差异,测试后和两尾未配对的学生的T-Tests。使用GraphPad Prism(GraphPad,La Jolla,CA,USA)分析每个曝光组内的肺泡空位扩大测量,单向ANOVA和Tukey的多重比较测试。
如图所示图1A,对吸烟室中的尼古丁的皮下注射大鼠的暴露于吸烟室,烟雾室的烟雾烟雾5周,与RA对照相比,导致肺气肿肺损伤显着(P <0.01)。平均值SEM.肺泡空域区域(图1B.房间空气控制的黑条),尼古丁,电子卷烟蒸汽和香烟烟雾组分别为71±5.1%,83±2.7%,86±2.0%和84±3.3%。室内空气控制和实验电子烟蒸气,尼古丁和香烟烟雾组之间存在统计学上存在统计学意义差异,并且烟雾蒸汽(P <0.01)。
在肺气肿中,随着气道空间的扩大,周围血管也明显丧失[18.].为了评估毛细血管(<100μm)密度,脊髓覆盖肺部,用于von Willebrand因子。每个幻灯片的三个场(每八个动物组的24个字段)由两个独立的调查人员以盲人方式计算。如图所示图1B.(白色棒)毛细管计数显着(P <0.01)在所有三个治疗组中降低。单独的尼古丁和电子卷烟蒸气和卷烟组之间的差异也显着(P <0.02)。
我们的结果清楚地表明电子卷烟与传统烟草香烟的肺部结构造成损害。在香烟烟雾暴露的大鼠肺中看到的顽育变化在电子烟和尼古丁治疗的大鼠肺中也大量显而易见(图1).除了一种常见的成分,尼古丁、电子烟和烟草卷烟有着根本的不同。电子烟的液体含有三种主要成分(尼古丁、丙二醇和甘油),并且会被汽化,而烟草香烟除了尼古丁之外,还含有7000多种化合物,并且涉及烟草的燃烧。令人惊讶的是,在大鼠模型中,两者对肺产生非常相似的毁灭性影响。
而在我们的研究中,吸烟组的血清尼古丁和可替宁水平高于电子烟蒸汽组[4.],肺组织破坏量在两个曝光组中相似。香烟烟雾暴露大鼠中的尼古丁和胞苷血浆水平与吸烟者中的那些相当,我们的价值在暴露于烟草烟雾的大鼠之前的预先发表的尼古丁和胞苷水平[19.].
蒸汽内流体动力直径2.5 μm或更小的颗粒(称为细颗粒物),而不是尼古丁本身或与尼古丁一起,可能对肺的形态有严重的负面影响。细颗粒物能穿透肺部组织和血液,对健康造成严重影响,因此备受关注。最近的一项研究[20.[E-卷烟蒸汽内的细颗粒物质是否在与烟草中的颗粒物质相同程度地改变血小板函数。正如传统的香烟所见一样[16.],暴露于电子烟蒸气会导致肺部血管密度下降(图1),这意味着如肺气肿患者所见[18.[呼吸道和血管细胞都受到影响,导致肺泡空气集扩大和外周脉管系统的消失。
我们的研究有一些局限性。首先,没有标准的电子烟或“Vaping”机器。最佳匹配电子卷烟蒸汽的尼古丁含量与卷烟烟雾[17.,我们使用AirChek 52泵(SKC Inc., 84, PA, USA)测定TE-2E和TE-10z腔内多个设置下的尼古丁水平。第二个限制是我们只评估了蓝光电子烟。第三,对所有转译研究来说,相同的实验结果在老鼠身上不一定能转化为相似的结果。虽然我们的研究旨在模拟大鼠对人类使用电子烟和烟草烟的暴露程度,但它们可能无法复制人类使用者的确切吸烟体验。然而,在对人类进行随机对照试验之前,这种大鼠模型可能是向患者提供电子烟戒烟建议时最合适的参考模型之一。
总之,我们在实验模型中的发现清楚地表明电子卷烟与烟草卷烟一样毒性,并且长期暴露于尼古丁蒸气会导致显着的肺部损伤;这不是烟草烟雾的安全替代品。
美国食品和药物管理局(FDA)现在拥有对电子烟的监管机构,可以调节产品和电子卷烟流体设计特征,例如尼古丁含量和输送,电压,流体制剂和口味。FDA最近宣布其战略,包括强迫电子卷烟制造商将其产品中尼古丁的数量降低到“非令人上瘾的水平”。然而,目前尚不清楚非上瘾程度是什么,如果它们确实会影响肺毒性。
脚注
利益冲突:没有宣布。
支持声明:该研究得到了科学研究基金的支持和科罗拉多大学普通外科局的余额授予。本文的资金信息已存入CrossRef Resder注册表.
- 收到了2017年3月16日。
- 公认2018年1月23日。
- 版权©2018人队