Tupakoinnin topografiatutkimus 2018

Vuonna 2005 perustettiin Maailman terveysjärjestön tupakoinnin torjuntaa koskeva puitesopimus (WHO FCTC), jonka tavoitteena on sääntelystrategia vastauksena tupakkaepidemian globalisoitumiseen. Yksi niiden ei-hintatoimenpiteistä tupakan kysynnän vähentämiseksi sisältää 9 artiklan: Tupakkatuotteiden sisällön sääntely. Savukkeiden tuotesääntely perustuu tällä hetkellä tupakansavun terva-, nikotiini- ja hiilimonoksidipitoisuuksiin (TNCO), jotka on ilmoitettu pakkauksessa. Tämä ei riitä, sillä tupakansavu sisältää yli 7000 kemikaalia. Savukkeissa on aldehydejä, VOC-yhdisteitä, PAH-yhdisteitä, nitrosamiineja, metalleja ja paljon muuta, mikä aiheuttaa tupakkaan liittyviä sairauksia.

Tulevaisuudessa näiden savukkeiden haitallisten ainesosien sääntelyn tulisi perustua useampaan kemikaaliluokkiin, kuten WHO ehdotti. Tällaisen luokkaperusteisen sääntelyn käyttöön ottamiseksi tarvitaan kuitenkin tieteellistä perustaa tupakansavun päästöjen sallittujen kemikaalimäärien (ryhmien) ylärajojen määrittelemiseksi ja tupakoinnin aiheuttamien haitallisten vaikutusten vähentämiseksi. Tähän mennessä ihmisen tietyille tupakansavuyhdisteille altistumisen ja haitallisten vaikutusten välistä syy-yhteyttä ei tunneta. Ensimmäinen askel tupakansavulle altistumisen ja tupakkaan liittyvien sairauksien kehittymisen välisen tietämyksen välisen kuilun kaventamiseksi sisältää ihmisten altistumisen tupakansavukemikaaleille asianmukaisen määrittämisen.

Valitettavasti ihmisten tupakansavulle altistumisen määrittämiseksi ei ole menetelmiä.

Helmikuussa 2016 tehdyssä prospektiivisessa havainnoivassa pilottitutkimuksessa ihmisen luonnollista tupakointikäyttäytymistä karakterisoitiin: Smoking Topography Study 2016 (NL55676.068.15). Jokaisen poltetun Marlboro-savukkeen tupakointitopografiaa seurattiin CRESSmicro-laitteella, joka tallentaa haihdutuspituuden, -välin, -virtauksen ja -määrän. Tässä tutkimuksessa tutkijat saattoivat mallintaa yksittäisiä tupakointiprofiileja osallistujaa kohden käyttämällä neljän satunnaisen savukkeen tietoja. Mallinnuksessa huomioitiin puhalluksen tilavuus, kesto (ja siten myös virtaus) ja väliin.

Koska eri vuorokaudenaikoina poltettujen savukkeiden tupakoinnin topografiassa ei havaittu eroja, tämä tarkoittaa, että tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat voivat kutsua osallistujia lyhyemmäksi ajaksi, koska tarvitaan vain neljän savukkeen tiedot, jotta voidaan mallintaa riittävästi heidän yleistä tupakointiprofiiliaan. altistumismittauksia varten. Näitä tupakoinnin topografiaparametreja tarvitaan tupakointikoneen asetuksiin, ja niitä käytetään jäljittelemään kunkin yksilön tarkkaa altistumista tupakansavulle myrkyllisille aineille.

Aiemmassa tutkimuksessamme tutkijat päättelivät, että tupakoijilla on oma yksilöllinen tupakoinnin topografia. Tietysti tupakointiin liittyy myös haitallisten kemikaalien hengittämistä, mutta tupakoitsija ei ole tietoinen tästä tupakoinnin aikana, eikä siksi sovita tupakoinnin topografiaansa altistumisen suhteen. Ei kuitenkaan tiedetä, millä keinoin tupakoinnin yksittäiset topografiset parametrit liittyvät myrkyllisille altistuksille keuhkojen eri osissa. Esimerkiksi suuremmat imumäärät eri koostumuksella myrkyllisillä aineilla johtavat erilaiseen sisäänhengitysmalliin kuin pienet suihketilavuudet, minkä jälkeen keuhkoihin saattaa seurata erilainen altistuminen.

Tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat haluavat sisällyttää myös hengitysparametrit hengitykseen ja sisäänhengitykseen päivän aikana. Tähän asti hengitysteiden riskinarviointi perustuu ihmisen hengitystapoihin, kun taas savun hengittäminen ja hengittäminen eivät ole sama asia, koska savussa on kovia yhdisteitä. Tämän tutkimuksen tavoitteena on mitata hengitysparametreja sen tunnistamiseksi, mitkä keuhkojen osastot ovat altistuneet missä määrin suhteessa havaittuun tupakoinnin topografiaan. Tämä voidaan saavuttaa hengitysinduktiivisella pletysmografialla (RIP), ei-invasiivisella laitteella, jota voidaan käyttää koko päivän. Tässä tutkimuksessa Hexoskinia käytetään näihin mittauksiin.

Kirjallisuudessa kerrotaan, että tupakoinnin topografia ja sisäänhengitys vaihtelevat savukkeittain ja tilanteittain. Toisin sanoen tupakoitsija annostelee itsensä saadakseen nikotiinia lisäämällä hiilimonoksidin (CO) ja muiden haitallisten tupakansavuun liittyvien kemikaalien tuotantoa.

Kuten aiemmin on kerrottu, savukkeita vaihdetaan jatkossa, koska ne saavat sisältää vain tiettyjä myrkyllisiä aineita. Yksi vaihtoehdoista vähentää savukkeiden riippuvuutta on lisätä vähemmän nikotiinia. Tiedetään, että tupakoitsijat osoittavat kompensoivaa käyttäytymistä polttaessaan muita savukkeita kuin ennen, saadakseen saman määrän nikotiinia. Konetupakointikokeemme osoittavat, että poltettaessa vähä-TNCO-savukkeita, savun koostumus nikotiinimg:aa kohden muuttuu samoissa tupakointiolosuhteissa. Tämä tarkoittaa, että savukkeen ominaisuudet ovat ainakin osittain vastuussa savun koostumuksesta. Tutkijat ovat kiinnostuneita siitä, miten tupakointikäyttäytyminen ja hengittäminen ja siten altistuminen muuttuvat, kun tupakoitsijalle tarjotaan toisenlaista savuketta.

Siksi tutkijoita kiinnostaa, muuttuuko tupakointikäyttäytyminen, kun tupakoitsija joutuu polttamaan matalan TNCO-savukkeen eli Marlboro Primen. Alhaiset nikotiinin arvot Marlboro Primen savussa saavutetaan osittain tupakansuodattimen tuuletusaukoilla. Suljemalla nämä suodattimen tuuletusaukot teipillä suodattimen ympärillä, savu ei enää laimenne sivuvirtailmalla ja savukkeen muotoilu on hieman erilainen.

Osallistujat polttavat "normaalia" merkkiään Marlboroa (päivä 1). Kokeilupäivän jälkeen he saavat Marlboro Primen kotona tupakoinnista, joten he tottuvat polttamaan "uutta" savuketta. Viikkoa myöhemmin koepäivä (päivä 2) toistetaan tällä savukkeella. Osallistujat voivat jäädä yöksi tai palata seuraavana päivänä (päivä 3) polttamaan Prime-savukkeen samalla kun tämän vähä-TNCO-savukkeen tuuletusaukot teipataan. Katso kaavio taulukosta 1.

Kuten STS2016:ssa, tässäkin tutkimuksessa pyritään mittaamaan tupakointia tavanomaisessa rytmissä ilman, että sitä pakotetaan, kuten tähän mennessä on tehty , , . Tällä voidaan mitata savukekohtaista tupakoinnin luonnollista topografiaa yhdessä hengitysparametrien kanssa käyttämällä non-invasiivista RIP-laitetta. Tarjoamalla osallistujille Marlboro Prime -savukkeet ennen koepäiviä 2 ja 3, he voivat tottua polttamaan niitä kotona "luonnollisen" tupakointikäyttäytymisen kehittämiseksi.

Kuten edellisessäkin tutkimuksessa, näytteenotto tapahtuu näytteenottokaavion mukaisesti (kuva 1). Yhteenvetona voidaan todeta, että päivän aikana otetaan näytteitä verestä, uloshengitysilmasta, virtsasta ja syljestä nikotiinin, hiilimonoksidin, mutta myös muiden tupakansavuyhdisteiden, kuten aldehydien ja niiden aineenvaihduntatuotteiden, mittaamiseksi.

Jatkossa osallistujien henkilökohtaisia ​​tupakointimenetelmiä ja siten heidän henkilökohtaista altistumistaan ​​jäljitellään konetupakointikokeiden avulla. Tämä linkitetään RIP-parametreihin.

STS 2016:sta tuli huomionarvoisia kohtia, kuten se, että tupakoitsijat polttivat odotettua vähemmän savukkeita. Syynä tähän on, kuten he sanoivat, että he eivät saa tupakoida asunnossa, kun taas tupakoivat sisällä kotona. Toinen syy oli se, että he joutuvat tupakoimaan yksin, kun taas kotona tai töissä on usein mukana tupakoitsija. Osallistujat eivät kokeneet vaikeuksia tai muutoksia tupakoinnin käyttäytymisessä CRESSin käytöstä johtuen. He kaikki "harjoittelivat" tupakointia CRESSin kanssa kokeellista päivää edeltävänä iltana. Tässä tutkimuksessa kutsutaan 2 tupakoitsijaa samanaikaisesti. Jälleen tupakoitsijoiden on mentävä ulos tupakoimaan suojellakseen tutkijoita toiselta savulta altistumiselta. Tämä pidetään mahdollisimman saavutettavissa.

Ensisijainen tavoite:

Onko Marlboro-, Marlboro Prime- ja Marlboro Prime -teipattujen luonnollisten tupakoinnin topografiassa eroja, mikä johtaa tupakoijan erilaiseen altistumiseen?

Toissijaiset tavoitteet:

Onko mahdollista kartoittaa henkilökohtaisia ​​tupakointiprofiileja vain neljällä satunnaisella savukkeella, kuten edellisessä Smoking Topography Study 2016 -tutkimuksessa kävi ilmi?

Liittyykö erilainen tupakoinnin topografiaprofiili tupakoitsijaa kohti poikkeavaan altistumiseen yleiselle savulle hengitysteiden osastoissa eri savukkeiden osalta?

Voidaanko tupakoitsijoiden uloshengitettyä ilmaa käyttää biomarkkerina VOC-yhdisteille/aldehydeille altistumiseen?

Muuttuvatko veren/virtsan nikotiinin ja myrkyllisten aineiden (aineenvaihdunta) tasot päivän aikana ja ovatko ne yhteydessä eri savukkeiden tupakointikäyttäytymiseen?

Study Design Smoking Topography Study 2018 on ei-satunnaistettu ristikkäinen tutkimus yhdellä ryhmällä, ja se kestää 3 kuukautta. Osallistujat vierailevat tutkimushuoneistossamme Apart Hotel Randwyckissä 1 päivän ajan ensimmäisellä viikolla ja 2 päivän ajan toisella viikolla (taulukko 1).

Kokeellinen päivä alkaa klo 08.00 ja päättyy klo 19.00 (Kuva 1). Eri opiskelupäivillä on täsmälleen sama järjestely, ja ainoa ero on päivän aikana poltettu savukemerkki. Tässä tutkimuksessa on tärkeää, että osallistujat pystyvät polttamaan tupakkaa "ad libitum". Koska tätä tupakointitopografiaa on mahdotonta seurata kotona, tupakointitopografia mitataan tutkimuspaikalla. Siksi tämä tutkimus tapahtuu Hotel Randwyckin huoneistossa kodikkaassa ilmapiirissä, jossa tarjoillaan standardoituja aterioita ja poltetaan tupakkaa milloin ja miten osallistuja haluaa. Jokaisen poltetun savukkeen tupakointitopografiaa seurataan CRESSmicro-laitteella, joka tallentaa haihdutuspituuden, -välin, -virtauksen ja -määrän. Lisäksi tarkka tupakoinnin ajankohta (eli savukkeen sytytyshetki) on merkitty kokeen aikataulukkoon.

Tästä järjestelystä johtuen tupakoinnin topografian mittaukset eivät tapahdu aikataulun mukaisina ajankohtina ja siksi mitataan vain 2 osallistujaa päivässä. Tutkimuksen kokonaiskesto on 3 kuukautta, mukaan lukien 18 tupakoivaa henkilöä (taulukko 1).

Osallistujat ovat omia kontrollejaan mittaamalla lähtötilanteen näytteitä (t = lähtötaso). Tämä näytteenotto tapahtuu saapumisen yhteydessä, ennen kuin ensimmäinen savuke poltetaan. Tästä syystä osallistujia pyydetään olemaan tupakoimatta herääessään, vaan odottamaan saapumistaan ​​tutkimuspaikalle. Nämä perusnäytteet sisältävät virtsan, uloshengitetyn ilman, veren, suunvaihdon ja syljen keräämisen.

Opintopäivän tavoitteena on seurata tupakoitsijaa hänen henkilökohtaisessa päivittäisessä tupakointiohjelmassaan. He voivat tupakoida, kun he haluavat tai tuntevat tarvetta tupakoida. Siksi näytteenottoajankohtaa ja poltettujen savukkeiden määrää ei tiedetä osallistujaa kohti (kuva 1). Huolimatta tiedossa olevista tuntemattomista ajankohdista mitataan jokaisen yksittäisen savukkeen polttotopografia heidän läsnäolossaan tutkimushuoneistossa. Koko kokeen aikana käytetään kokeellista aikaa. Kokeen alku (oletettu olevan noin klo 09.00) on koepäivän alku, merkitty aikapisteeksi 0. Tämä on luultavasti pian perusmittausten jälkeen.

Kaikki käytetyt tupakantumpit kerätään erillisiin muoviputkiin osallistujaa kohti, joihin on merkitty kokeellinen tupakointiaika. Koska on erittäin tärkeää olla puuttumatta päivittäiseen tupakointiohjelmaan, koepäivä on jaettu virtsan aikaväleihin ja kiinteään sylkinäytteenottoajankohtaan.

Virtsa kerätään lähtötilanteessa ja 2 ajanjakson aikana. Ensimmäinen aikapiste sisältää perusmittauksen ennen kuin ensimmäinen savuke poltetaan. Seuraavaksi kaikki virtsa välillä t = 0 ja t = 5 tuntia kerätään yhteen dekantterilasiin ja virtsa välillä t = 5 - t = 10 kerätään toiseen dekantterilasiin. Osallistujaa pyydetään tyhjentämään rakkonsa juuri ennen kuin aikavälit päättyvät. Tämä johtaa 3 virtsanäytettä per osallistuja.

Sylki ja suunvaihto kerätään t = lähtötaso, t = 0 (välittömästi ensimmäisen savukkeen jälkeen), t = 5 ja t = 10. Tämä johtaa 4 sylkinäytteeseen ja suun vaihtoon osallistujaa kohden.

Uloshengitysilma- ja verinäytteet kerätään ennen savukkeen polttamista ja välittömästi sen jälkeen, jotta tupakanpolton mittaustulokset ovat tarkimmat. Tupakoinnin aikapisteet ovat kuitenkin epävarmoja tämän tutkimuksen valitun järjestelyn vuoksi. Koska kaikki tupakoitsijat polttivat kuitenkin noin 20 savuketta päivässä, he polttavat ainakin 2–2,5 tunnin välein. Siksi 2,5 tunnin ajanjaksot, jolloin ensimmäinen poltettu savuke otetaan, käytetään veren ja uloshengitysilman näytteenottoon välittömästi tupakoinnin lopettamisen jälkeen.

Lähtötilanteessa osallistujaa pyydetään hengittämään ulos Owlstonen (hengityslaitteen) nenäsuun kautta, jolloin uloshengitysilma kulkee adsorptioputkien läpi. Uloshengitysilma kerätään juuri ennen polton lopettamista ja ensimmäisen savukkeen lopettamisen jälkeen (t=0). Sama tehdään poltetuille savukkeille välillä t = 2,5 - t = 5, välillä t = 5 - t = 7,5, välillä t = 7,5 - t = 10 ja viimeinen näytteenotto T = 10. Tämä johtaa 7 uloshengitysilmanäytettä osallistujaa kohti.

Useiden pistosten välttämiseksi osallistujat saavat perifeerisen laskimokanyylin lähtötilanteessa, minkä jälkeen lähtötilanteen verinäyte otetaan. Seuraava verinäyte otetaan juuri ennen ensimmäisen savukkeen polttamista ja sen jälkeen (t=0). Sitten näytteenottopisteet ovat juuri ennen ensimmäistä savuketta ja heti sen jälkeen välillä t = 0 ja t = 2,5, välillä t = 2,5 ja t = 5, välillä t = 5 ja t = 7,5, välillä t = 7,5 ja t = 10 ja välillä viimeinen näytteenotto on T=10. Veren aldehydianalyysiä varten kanyylistä otetaan ylimääräinen verinäyte lähtötilanteessa ja välittömästi ensimmäisen savukkeen jälkeen sekä välittömästi ennen ensimmäistä savuketta ja sen jälkeen t=5 ja t=7,5 jälkeen. Tämä johtaa 13 verinäytepisteeseen osallistujaa kohden.