Onderzoek naar de cardiovasculaire toxiciteit van blootstelling aan elektronische waterpijpvapen

Het roken van een waterpijp (waterpijp) wint wereldwijd snel aan populariteit. Bijdragen aan deze populariteit is de ongefundeerde overtuiging dat traditionele waterpijprook wordt ontgift als het door de waterpijp gaat. Meer recentelijk worden elektronische waterpijpkommen - met e-vloeistof die elektrisch wordt verwarmd maar ingeademd via traditionele waterpijpen - steeds populairder in de Verenigde Staten onder jonge vrouwelijke volwassenen, die de marketingclaims onderschrijven dat deze producten zelfs veiliger zijn dan traditionele waterpijp. Met traditionele waterpijp worden rokers, naast nicotine en teer, blootgesteld aan met koolstof verrijkte fijne deeltjes en aanzienlijke hoeveelheden koolmonoxide (CO), waarvan is aangetoond dat de laatste een endotheliaal-afhankelijke vasodilatator vormt. Hoewel de blootstelling aan giftige stoffen veel lager is dan bij traditionele waterpijpen en zonder enige CO-blootstelling, leveren e-waterpijpkommen nicotine en fijne deeltjes die vermeende vasculaire toxines vormen. Het hoofddoel van dit project is het onderzoeken van de vergelijkende effecten van traditioneel roken van een waterpijp versus elektronische inhalatie van een waterpijpkom op de endotheliale en vasculaire functie en hun mechanistische rol in de ontwikkeling van hart- en vaatziekten. Concreet zullen de onderzoekers de rol van oxidatieve stress en ontsteking onderzoeken als mogelijke werkingsmechanismen bij waterpijp-geïnduceerde hart- en vaatziekten. De onderzoekers zullen de hypothese testen dat; 1) bij afwezigheid van houtskoolbriketten en vrijwel elke CO-blootstelling, schaadt de inademing van een e-waterpijpkom de endotheelfunctie acuut en roept het acute centrale stijfheid op, tegengesteld aan de verhoging van de endotheelfunctie die wordt waargenomen na traditioneel roken van een waterpijp, die waarschijnlijk wordt gemedieerd door de grote CO-boost uitgestoten door brandende houtskoolbriketten die worden gebruikt om de gearomatiseerde tabak te verhitten; en 2) de processen van oxidatieve stress en ontsteking spelen een centrale mechanistische rol die ten grondslag ligt aan deze vasculaire veranderingen. In een cross-over studie waarin het traditionele roken van een waterpijp wordt vergeleken met het inademen van een e-waterpijpkom, zullen de onderzoekers de endotheliale functie beoordelen, gemeten door middel van doorstroming gemedieerde dilatatie van de armslagader en aorta-stijfheid door pulsgolfsnelheid en augmentatie-index bij 18 jonge, gezonde waterpijprokers 21-39 jaar oud, voor en na een rook-/inhalatiesessie ad lib van 30 minuten. Om te testen op bemiddeling door oxidatieve stress, zullen de onderzoekers bepalen of een acute verslechtering van de endotheliale functie na e-hookah kan worden voorkomen door intraveneuze vitamine C-infusie, een krachtige antioxidant. Antioxidant defensieve buffers, zoals beschermende HDL- of paraoxonase-1-activiteit, of een toename van geoxideerde lipoproteïnen zullen worden opgevangen. Om te testen op inflammatoire bemiddeling, zullen voor en na de sessies biomarkers worden verzameld, waaronder ontstekingsremmende cytokine IL-10 en pro-inflammatoire cytokines hsCRP, TNF-α, IL-6, IL-8, evenals biomarkers voor blootstelling aan roken (plasma nicotine en vervallen CO). De resultaten van dit voorstel: (a) vullen hiaten in ons mechanistisch begrip van het vergelijkende effect van traditionele versus e-waterpijpkom op vasculaire en endotheliale functie; en (b) helpen bij het informeren van beleidsbeslissingen door de FDA over de regulering van waterpijpproducten.