Kardiovaskulární účinky zahřívaných tabákových výrobků (HTP) (ISMOKE)

Světová zdravotnická organizace odhaduje, že kouření je jednou z hlavních příčin předčasných úmrtí na celém světě s odhadem 5–8 milionů životů ročně ztracených v důsledku užívání tabáku (1).

Zahřívané tabákové výrobky (HTP) jsou novou formou tabákových výrobků. HTP se obvykle skládá z lusku s tabákem, který je smíchán s glycerolem, který je vložen do ohřívací komory. HTP se nespaluje, ale pouze zahřívá (2). Předchozí studie o odvykání kouření s běžnými cigaretami a elektronickými cigaretami naznačovaly riziko dvojího užívání namísto odvykání, což zvyšuje závislost na nikotinu (3-5). Existuje riziko, že užívání HTP jednoduše zvyšuje užívání nikotinu a závislost na kouření.

Údaje o zdravotních účincích HTP jsou omezené. Většina dostupných studií uvádí střety zájmů výrobců HTP (11). Bylo prokázáno, že aerosoly z HTP obsahují toxické sloučeniny a volné radikály stejně jako v běžném cigaretovém kouři, i když v nižších koncentracích (6-8). Kromě toho se aerosoly z HTP mohou šířit v místnosti, což umožňuje pasivní expozici (9). Bylo prokázáno, že dochází k poklesu škodlivých biomarkerů u kuřáků, kteří přejdou na HTP po 5 dnech užívání, ale také k vyšší spotřebě HTP ve srovnání s pravidelným kouřením (12). Existuje jen málo studií o účincích HTP u lidí. Nabavizadeh et al prokázali zhoršenou endoteliální funkci u potkanů ​​po expozici IQOS (10).

______________

Předměty a kritéria:

Bude zahrnuto 30 příležitostných uživatelů tabáku mužů nebo žen (ve věku 18–40 let, maximálně 10 cigaret za měsíc nebo 10 sáčků snusu za měsíc). Musí být zdraví, bez preexistujících onemocnění nebo užívat nějaké léky. Všechny subjekty budou muset vyplnit normální zdravotní prohlášení.

Metody:

V randomizovaném zkříženém módu budou subjekty buď vdechovat páru (1 vdech za minutu po dobu 30 minut, celkem 30 vdechů) z HTP značky IQOS (IQOS 3 Multi, Philip Morris AB) nebo budou provádět předstírané kouření HTP. Měření arteriální tuhosti se provádí před, během a 60 minut po expozici. Vzorky krve budou odebírány na začátku pro kotinin, měření pomocí T-TAS, endoteliálních progenitorových buněk (EPC), NET a extracelulárních vezikul (EV). Vzorky krve budou odebrány do 3 hodin po expozici (EPC, T-TAS, EV, NETs). Mikrocirkulace je hodnocena na začátku pomocí kožní kapilaroskopie a kontrastního zobrazení Laser-Speckle (LSCI) a 1 hodinu po expozici.

Měření vaskulární funkce Arteriální tuhost (Sphygmocor) Zvýšená arteriální tuhost je považována za hlavní faktor vaskulárního stárnutí a rizikový faktor kardiovaskulárních onemocnění (13). Arteriální tuhost bude hodnocena analýzou pulzní vlny a rychlostí pulzní vlny.

Fotopletysmografie (PPG) Finger photopletysmography je další metoda, která poskytuje informace o arteriálním krevním toku, což umožňuje měření doby šíření pulsu (PPT) (14).

Měření mikrocirkulace Mikrocirkulace bude hodnocena několika metodami. Perfuze kůže je vyšetřována pomocí laserového speckle kontrastního zobrazování, což je optická technika pro hodnocení kožního toku, tj. pohybu cirkulujících červených krvinek. Tato metoda měří celkový tok kůže v povrchových arteriolách, kapilárách a venulách v širokých oblastech kůže a s vysokou frekvencí. Iontoforéza je neinvazivní metoda aplikace léčiva přes kůži pomocí malého elektrického proudu. Acetylcholin (ACh, Sigma-Aldrich AB, Stockholm, Švédsko) a nitroprusid sodný (SNP, Hospira, Inc., Lake Forest, IL, USA), oba zředěné v 9% fyziologických roztocích chloridu sodného, ​​se používají ke zkoumání endotel-dependentních a mikrovaskulární reaktivita nezávislá na endotelu, resp. Elektrodové komory (LI611 Drug Delivery Electrode, Perimed, Järfälla, Švédsko) jsou připojeny k volární straně levého předloktí, vyhýbají se chloupkům, zlomené kůži a viditelným žilám a jsou naplněny malým objemem buď ACh (2 %) nebo SNP ( 2 %). Bateriemi napájený regulátor iontoforézy (Perilont LI 760; Perimed, Järfälla, Švédsko) poskytuje jednu dávku 0,02 mA po dobu 200 sekund pro iontoforézu léčiva. ACh je dodáván pomocí anodové náplně a SNP s katodovou náplní. LSCI (PeriCam PSI NR; Perimed, Järfälla, Švédsko) se používá k hodnocení kožního mikrovaskulárního toku nepřetržitě před, během a 15 minut po iontoforéze.

Další metodou pro hodnocení mikrocirkulace je kožní kapilaroskopie. Mikroskop USB (CapillaryScope 500 pro, Dino-Lite®) se používá k vizualizaci kapilár nehtových záhybů na prstu (nejlépe 4. číslice levé ruky). K vyšetření se volí kapiláry s dobrými optickými signály, tedy s viditelnými pohyby červených krvinek a plazmatickými mezerami. Kapilární průtok krve je registrován nepřetržitě v klidu, během a po jedné minutě arteriální okluze na proximální falangě prstu se suprasystolickým tlakem manžety. Výpočet rychlosti kapilárních krvinek (CBV, mm/s) se provádí off-line a vygeneruje následující čtyři proměnné: rCVB (průměr CBV v klidu), pCVB (vrchol CBV po jednominutové arteriální okluzi), čas do vrcholu (čas ( s) od uvolnění tlaku v manžetě k maximálnímu průtoku a postokluzivní reaktivní hyperémii (precentrální zvýšení CBV z klidu do maximálního průtoku).

Krevní tlak:

K měření krevního tlaku a tepové frekvence poslouží poloautomatický oscilometrický tlakoměr.

Odběr krve Vzorky krve budou odebírány do zkumavek obsahujících 1/10 0,129 M citrátu sodného, ​​EDTA a sérum na začátku, 2 hodiny a 4 hodiny po expozici. Plazma se později odebere po centrifugaci při 2 000 g po dobu 20 minut při teplotě místnosti (RT) a poté se zmrazí při -70 °C až do analýzy.

Měření tvorby trombu (T-TAS) T-TAS® (Total Thrombus-formation Analysis System) je prostředek pro hodnocení tvorby trombu za podmínek proměnlivého průtoku pomocí malého vzorku krve.

Měření kotininu Měření se provádí pro zajištění dodržování toho, že subjekty neužívaly tabák v posledních 7 dnech. Hladiny kotininu budou měřeny v séru pomocí komerčně dostupné techniky ELISA.

Měření EPC Počet EPC bude měřen v plné krvi průtokovou cytometrií. EPC se měří jako CD34+ KDR+ (KDR: vaskulární endoteliální receptor růstového faktoru 2) dvojitě pozitivní buňky. Stručně, 20 ul plné krve se inkubuje s CD34-FITC (Beckman Coulter, Brea, CA, USA) a CD309 (Becton Dickinson, Franklin Lakes, New Jersey, USA). Jako negativní kontrola se používá konjugát izotypově shodný imunoglobulin (IgG1-FITC, IgG1-PE) bez reaktivity proti lidským antigenům. Po 30 minutách inkubace v tmavém prostředí se přidá BD cell-fix pro fixaci vzorků. Je shromážděno dvacet tisíc událostí leukocytů (na základě klasických charakteristik dopředného rozptylu/bočního rozptylu (velikost/zrnitost) krevních leukocytů) a výsledky budou prezentovány jako řada událostí EPC.

Měření extracelulárních vezikul Plazma se rozmrazí a centrifuguje při 2000 g po dobu 20 minut při teplotě místnosti. Supernatant se poté znovu odstředí při 13 000 g po dobu 2 minut při teplotě místnosti. 20 ul vzorku se inkubuje 20 minut ve tmě s phalloidin-Alexa-660 (Invitrogen, Paisley, UK), laktadherin-FITC (Haematologic Technologies, Vermont, USA), CD42a-PE (Platelet-MP (PMP), BD, Klon Alma-16), CD45-PC7 (Leukocyte-EV (LEV), Beckman Coulter, Dublin, Irsko) a CD144-APC (Endoteliální-EV (EEV), diagnostika AH, Stockholm, SWE). PEV jsou také označeny CD154-PE (CD40L, abcam, Cambridge, Spojené království) a EEV s CD62E (E-selectin, Beckman Coulter, Dublin, Irsko). EV se měří průtokovou cytometrií na přístroji Beckman Gallios (CA, USA). EV-gate se určuje pomocí kuliček Megamix (BioCytex, Marseille, Francie), což je směs kuliček o průměrech 0,5 µm, 0,9 µm a 3,0 µm, v daném pořadí. EV jsou definovány jako částice o velikosti menší než 1,0 µm, negativní na faloidin (aby se vyloučily fragmenty buněčné membrány) a pozitivní na laktadherin. Konjugát izotypově shodný imunoglobulin (IgG1-FITC, IgG1-PE, IgG1-APC a IgG1-PC7) bez reaktivity proti lidským antigenům se používá jako negativní kontrola k definování šumu pozadí cytometrické analýzy. Absolutní počet EV se vypočítá pomocí následujícího vzorce: (počet EV x standardní kuličky ⁄ L) ⁄ počítané standardní kuličky (FlowCount, Beckman Coulter).

___________________

Reference

1. Světová zdravotnická organizace a další. (2019). Zpráva WHO o globální tabákové epidemii, 2019. Ženeva: Světová zdravotnická organizace; 2019. Google Scholar.
2. Smith, M. R., Clark, B., Lüdicke, F., Schaller, J.-P., Vanscheeuwijck, P., Hoeng, J., & Peitsch, M. C. (2016). Hodnocení systému vytápění tabáku 2.2. Část 1: Popis systému a programu vědeckého hodnocení. Regulační toxikologie a farmakologie: RTP, 81 Suppl 2, S17-S26.
3. Lee, S., R.A. Grana a S.A. Glantz, Užívání elektronických cigaret mezi korejskými adolescenty: Průřezová studie pronikání na trh, dvojího užívání a vztahu k pokusům o odvykání a bývalému kouření. J Adolesc Health, 2013.
4. Caponnetto, P., et al., Vliv elektronické cigarety na redukci a odvykání kouření u schizofrenních kuřáků: prospektivní 12měsíční pilotní studie. Int J Environ Res Public Health, 2013. 10(2): str. 446-61.
5. Polosa, R., et al., Vliv elektronického zařízení na dodávání nikotinu (e-cigareta) na omezení a odvykání kouření: prospektivní 6měsíční pilotní studie. BMC Public Health, 2011. 11: str. 786.
6. Bekki, K., Inaba, Y., Uchiyama, S., & Kunugita, N. (2017). Srovnání chemikálií v hlavním proudu kouře v tabáku a cigaretách spalujících teplo. Journal of UOEH. https://doi.org/10.7888/juoeh.39.201
7. Shein, M., & Jeschke, G. (2019). Porovnání úrovní volných radikálů v aerosolu z konvenčních cigaret, elektronických cigaret a tepelně nespalitelných tabákových výrobků. Chemický výzkum v toxikologii. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.9b00085
8. Ruprecht, A. A., De Marco, C., Saffari, A., Pozzi, P., Mazza, R., Veronese, C., … Boffi, R. (2017). Znečištění životního prostředí a emisní faktory elektronických cigaret, tepelně nespalitelných tabákových výrobků a konvenčních cigaret. Aerosolová věda a technologie. https://doi.org/10.1080/02786826.2017.1300231
9. Mitova, M. I., Campelos, P. B., Goujon-Ginglinger, C. G., Maeder, S., Mottier, N., Rouget, E. G. R. Tricker, A. R. (2016). Porovnání vlivu Tobacco Heating System 2.2 a cigarety na kvalitu vzduchu v interiéru. Regulační toxikologie a farmakologie. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2016.06.005
10. Nabavizadeh, P., Liu, J., Havel, C. M., Ibrahim, S., Derakhshandeh, R., Jacob, P., & Springer, M. L. (2018). Funkce vaskulárního endotelu je narušena aerosolem z jednoho IQOS HeatStick ve stejné míře jako cigaretovým kouřem. Kontrola tabáku. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054325
11. Simonavicius, E., McNeill, A., Shahab, L., & Brose, L. S. (2019). Tepelně nespalitelné tabákové výrobky: Systematický přehled literatury. Kontrola tabáku. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2018-054419
12. Yuki, D., Takeshige, Y., Nakaya, K., & Futamura, Y. (2018). Hodnocení expozice škodlivým a potenciálně škodlivým složkám u zdravých japonských kuřáků používajících nový výrobek z tabákových výparů ve srovnání s konvenčními cigaretami a abstinencí kouření. Regulační toxikologie a farmakologie. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2018.05.001
13. Mahmud, A., & Feely, J. (2003). Vliv kouření na arteriální tuhost a zesílení pulsního tlaku. Hypertenze. https://doi.org/10.1161/01.HYP.0000047464.66901.60
14. Sommermeyer, D., Zou, D., Ficker, J. H., Randerath, W., Fischer, C., Penzel, T., … Grote, L. (2016). Detekce kardiovaskulárního rizika z fotopletysmografického signálu pomocí odpovídajícího algoritmu pronásledování. Lékařské a biologické inženýrství a výpočetní technika. https://doi.org/10.1007/s11517-015-1410-8
15. Mahmud, A., & Feely, J. (2003). Vliv kouření na arteriální tuhost a zesílení pulsního tlaku. Hypertenze, 41(1), 183-187.