Badanie topografii palenia 2018

W 2005 r. ustanowiono Ramową konwencję Światowej Organizacji Zdrowia o ograniczeniu użycia tytoniu (WHO FCTC) w celu opracowania strategii regulacyjnej będącej odpowiedzią na globalizację epidemii tytoniowej. Jednym z ich pozacenowych działań ograniczających popyt na tytoń jest artykuł 9: Regulacja składu wyrobów tytoniowych. Przepisy dotyczące wyrobów tytoniowych opierają się obecnie na poziomach substancji smolistych, nikotyny i tlenku węgla (TNCO) w dymie papierosowym, które są wskazane na opakowaniu. To nie wystarczy, ponieważ dym papierosowy zawiera ponad 7000 substancji chemicznych. W papierosach znajdują się aldehydy, lotne związki organiczne, WWA, nitrozoaminy, metale i wiele innych substancji, które powodują choroby związane z paleniem tytoniu.

W przyszłości przepisy dotyczące tych szkodliwych składników papierosów powinny opierać się na większej liczbie klas chemicznych, zgodnie z sugestią WHO. Jednak wprowadzenie takiej regulacji klasowej wymaga naukowego zaplecza pozwalającego na określenie górnych limitów dopuszczalnych ilości chemikaliów (grup) w emisjach dymu papierosowego oraz zapewnienie zmniejszenia szkodliwych skutków palenia papierosów. Do chwili obecnej nie jest znany związek przyczynowy między narażeniem ludzi na określone związki dymu papierosowego a szkodliwymi skutkami. Pierwszym krokiem do wypełnienia luki w wiedzy między narażeniem na dym papierosowy a rozwojem chorób odtytoniowych jest właściwe określenie narażenia człowieka na substancje chemiczne dymu papierosowego.

Niestety brakuje metodologii określania narażenia ludzi na dym tytoniowy.

W prospektywnym obserwacyjnym badaniu pilotażowym przeprowadzonym w lutym 2016 r. scharakteryzowano naturalne zachowania ludzi związane z paleniem: Smoking Topography Study 2016 (NL55676.068.15). Topografia palenia każdego wypalonego papierosa Marlboro była monitorowana za pomocą urządzenia CRESSmicro, które rejestruje długość zaciągnięcia się, odstęp między zaciągnięciami, przepływ zaciągnięć i objętość zaciągnięć. W tym badaniu badacze mogli modelować indywidualne profile palenia na uczestnika, wykorzystując dane dotyczące 4 przypadkowych papierosów. Podczas modelowania wzięto pod uwagę objętość zaciągnięć, czas trwania (a tym samym przepływ) oraz odstęp między zaciągnięciami.

Ponieważ nie było różnic w topografii palenia papierosów obserwowanych w różnych porach dnia, oznacza to, że w tym nowym badaniu naukowcy mogą zaprosić uczestników na krótszy czas, ponieważ potrzebne są tylko dane dotyczące 4 papierosów, aby odpowiednio modelować ich ogólny profil palenia do pomiarów ekspozycji. Te parametry topografii palenia są potrzebne do ustawień maszyny do palenia, stosowanej w celu naśladowania dokładnej ekspozycji na substancje toksyczne dymu papierosowego dla każdej osoby.

W naszym poprzednim badaniu naukowcy doszli do wniosku, że palacze mają swoją indywidualną topografię palenia. Oczywiście paleniu towarzyszy również wdychanie szkodliwych chemikaliów, ale palacz nie jest tego świadomy podczas palenia i dlatego nie dostosowuje swojej topografii palenia pod kątem tego narażenia. Nie wiadomo jednak, w jaki sposób poszczególne parametry topografii palenia są powiązane z ekspozycją na toksyny w różnych częściach płuc. Na przykład większe objętości zaciągnięć przy innym składzie substancji toksycznych prowadzą do innego schematu inhalacji niż przy małych objętościach zaciągnięć, co może prowadzić do innej ekspozycji w płucach.

W tym nowym badaniu naukowcy chcą uwzględnić parametry oddychania i wdechu również w ciągu dnia. Do tej pory ocena ryzyka wdychania opierała się na wzorcach oddychania człowieka, podczas gdy oddychanie i wdychanie dymu nie są tożsame ze względu na obecność w dymie ostrych związków. Obecne badanie ma na celu pomiar parametrów oddechowych w celu określenia, które przedziały płuc są narażone w jakim stopniu w stosunku do obserwowanej topografii palenia. Można to osiągnąć za pomocą indukcyjnej pletyzmografii oddechowej (RIP), nieinwazyjnego urządzenia, które można nosić przez cały dzień. W bieżącym badaniu do tych pomiarów zostanie zastosowany Hexoskin.

Literatura opisuje, że proces topografii palenia i inhalacji różni się w zależności od papierosa i sytuacji. Innymi słowy, palacz sam sobie dozuje, aby uzyskać nikotynę, z dodatkową produkcją tlenku węgla (CO) i innych szkodliwych chemikaliów związanych z dymem papierosowym.

Jak opisano wcześniej, w przyszłości papierosy zostaną zmienione, ponieważ mogą zawierać maksymalnie określone substancje toksyczne. Jedną z opcji, aby papierosy były mniej uzależniające, jest dodanie mniejszej ilości nikotyny. Wiadomo, że palacze wykazują zachowania kompensacyjne podczas palenia innych papierosów niż dotychczas, aby uzyskać taką samą ilość nikotyny. Nasze eksperymenty z paleniem maszynowym pokazują, że podczas palenia papierosów o niskiej zawartości TNCO skład dymu na mg nikotyny zmienia się w tych samych warunkach palenia. Oznacza to, że właściwości papierosów są również przynajmniej częściowo odpowiedzialne za skład dymu. Naukowcy są zainteresowani tym, jak zachowania związane z paleniem i wdychanie, a tym samym narażenie, zmieniają się, gdy proponuje się palaczowi inny rodzaj papierosa.

Dlatego badaczy interesuje, czy zachowania związane z paleniem zmieniają się, gdy palacz musi zapalić papierosa o niskim TNCO, czyli Marlboro Prime. Niskie wartości nikotyny w dymie Marlboro Prime są częściowo osiągane dzięki otworom wentylacyjnym w filtrze papierosowym. Zamykając te otwory filtra taśmą wokół filtra, dym nie jest już rozcieńczany bocznym strumieniem powietrza, a konstrukcja papierosa jest nieco inna.

Uczestnicy będą palić swoje „normalne” marki Marlboro (dzień 1). Po dniu eksperymentu otrzymują Marlboro Prime do palenia w domu, więc przyzwyczajają się do palenia „nowego” papierosa. Tydzień później dzień doświadczenia (dzień 2) powtarza się z tym papierosem. Uczestnicy mogą zostać na noc lub wrócić następnego dnia (dzień 3), aby zapalić papierosa Prime, podczas gdy otwory wentylacyjne tego papierosa o niskiej zawartości TNCO są zaklejone. Zobacz schemat w Tabeli 1.

Podobnie jak w STS2016, to badanie ponownie ma na celu pomiar palenia w nawykowym rytmie bez narzucania go, jak to miało miejsce do tej pory, , . Dzięki temu można zmierzyć naturalną topografię palenia na papierosa, w połączeniu z parametrami oddechowymi, nosząc nieinwazyjne urządzenie RIP. Dostarczając uczestnikom papierosy Marlboro Prime przed drugim i trzecim dniem eksperymentu, mogą przyzwyczaić się do palenia ich w domu w celu rozwinięcia „naturalnych” zachowań związanych z paleniem.

Podobnie jak w przypadku ostatniego badania, pobieranie próbek odbywa się zgodnie ze schematem doboru próby (Rysunek 1). Podsumowując, w ciągu dnia zostanie pobrana krew, wydychane powietrze, mocz i ślina w celu zmierzenia nikotyny, tlenku węgla, ale także innych związków dymu papierosowego, takich jak aldehydy i ich metabolity.

W przyszłości osobiste reżimy palenia uczestników, a tym samym ich osobiste narażenie, będą naśladowane za pomocą eksperymentów z paleniem maszynowym. Będzie to powiązane z parametrami protokołu RIP.

Punkty uwagi, które wyszły z STS 2016, obejmują to, że palacze palili mniej papierosów niż oczekiwano. Powodem tego jest, jak wspomnieli, fakt, że nie mogą palić w mieszkaniu, podczas gdy palą w domu. Innym powodem było to, że muszą palić sami, podczas gdy w domu lub pracy często jest współpalacz. Uczestnicy nie doświadczyli trudności ani zmian w zachowaniu związanym z paleniem w związku ze stosowaniem CRESS. Wszyscy oni „ćwiczyli” palenie z CRESS wieczorem przed dniem eksperymentu. W niniejszym badaniu jednocześnie zostanie zaproszonych 2 palaczy. Ponownie, palacze muszą wychodzić na zewnątrz, aby zapalić, aby chronić naukowców przed narażeniem na bierne palenie. Jest to tak osiągalne, jak to tylko możliwe.

Podstawowy cel:

Czy istnieje różnica w naturalnej topografii palenia między taśmami Marlboro, Marlboro Prime i Marlboro Prime, prowadząca do innego narażenia palacza?

Cel drugorzędny:

Czy możliwe jest zmapowanie osobistych profili palenia za pomocą tylko 4 przypadkowych papierosów, jak pokazano w poprzednim badaniu topografii palenia 2016?

Czy inny profil topografii palenia na palacza jest związany z odmiennym narażeniem na główny nurt dymu w przedziałach dróg oddechowych dla różnych papierosów?

Czy wydychane powietrze palaczy może być wykorzystane jako biomarker narażenia na LZO/aldehydy?

Czy poziomy nikotyny i substancji toksycznych (metabolitów) we krwi/moczu zmieniają się w ciągu dnia i są związane z paleniem różnych papierosów?

Projekt badania The Smoking Topography Study 2018 to nierandomizowane, krzyżowe badanie z udziałem jednej grupy, trwające 3 miesiące. Uczestnicy odwiedzą nasz apartament badawczy w Apart Hotel Randwyck przez 1 dzień w pierwszym tygodniu i 2 dni w drugim tygodniu (Tabela 1).

Dzień eksperymentalny rozpoczyna się o godzinie 08:00 i kończy o godzinie 19:00 (Rysunek 1). Różne dni nauki mają dokładnie taki sam układ, a jedyną różnicą jest marka papierosów palonych w ciągu dnia. W tym badaniu ważne jest, aby uczestnicy mogli palić papierosy „ad libitum”. Ponieważ niemożliwe jest monitorowanie tej topografii palenia w domu, topografia palenia jest mierzona w miejscu badawczym. Dlatego badanie to odbywa się w mieszkaniu w Hotelu Randwyck w domowej atmosferze, gdzie podawane są standardowe posiłki i można palić papierosy kiedy i jak chce uczestnik. Topografia palenia każdego wypalonego papierosa będzie monitorowana za pomocą urządzenia CRESSmicro, które rejestruje długość zaciągnięcia się, odstęp między zaciągnięciami, przepływ zaciągnięć i objętość zaciągnięć. Ponadto w tabeli czasu eksperymentu odnotowuje się dokładny moment palenia (tj. moment zapalenia papierosa).

Ze względu na tę konfigurację pomiary topografii palenia nie odbywają się w zaplanowanych punktach czasowych, a zatem tylko 2 uczestników dziennie będzie mierzonych. Całkowity czas trwania badania wyniesie 3 miesiące, w tym 18 osób palących (tab. 1).

Uczestnicy są swoimi własnymi kontrolami, mierząc próbki podstawowe (t = linia podstawowa). Pobieranie próbek odbywa się po przybyciu, przed wypaleniem pierwszego papierosa. W związku z tym uczestnicy proszeni są o niepalenie po przebudzeniu, ale zaczekanie po przybyciu na miejsce badań. Te podstawowe pobieranie próbek obejmuje pobieranie moczu, wydychanego powietrza, krwi, wymianę ust i śliny.

Celem dnia nauki jest śledzenie palacza w jego osobistym harmonogramie palenia w życiu codziennym. Mogą palić, kiedy chcą lub czują potrzebę palenia. Dlatego punkty czasowe pobierania próbek i ilość wypalanych papierosów są nieznane na uczestnika (ryc. 1). Pomimo nieznanych punktów czasowych na forhendzie, mierzona jest topografia palenia każdego papierosa w ich obecności w mieszkaniu badawczym. Podczas całego eksperymentu używany jest czas eksperymentu. Początek eksperymentu (oczekiwany około 09:00) jest początkiem dnia eksperymentalnego, odnotowanym jako punkt czasowy 0. Jest to prawdopodobnie krótko po pomiarach linii bazowej.

Wszystkie zużyte niedopałki papierosów są zbierane w osobnych plastikowych tubach na uczestnika z odnotowanym eksperymentalnym czasem palenia. Ponieważ bardzo ważne jest, aby nie zakłócać codziennego harmonogramu palenia, dzień eksperymentu jest podzielony na przedziały czasowe na pobranie moczu i ustalony punkt czasowy na pobranie próbki śliny.

Mocz będzie zbierany na linii podstawowej iw ciągu 2 okresów. Pierwszy punkt czasowy obejmuje pomiar linii podstawowej przed wypaleniem pierwszego papierosa. Następnie cały mocz między t=0 a t=5 godzin jest zbierany do 1 zlewki, a mocz między t=5 a t=10 jest zbierany do innej zlewki. Uczestnik jest proszony o opróżnienie pęcherza tuż przed końcem przedziałów czasowych. Daje to 3 próbki moczu na uczestnika.

Ślina i wymiana ust są zbierane przy t=linia podstawowa, t=0 (bezpośrednio po pierwszym papierosie), t=5 i t=10. Skutkuje to 4 próbkami śliny i zamianą ust na uczestnika.

Próbki wydychanego powietrza i krwi są pobierane przed i bezpośrednio po wypaleniu papierosa, aby uzyskać najdokładniejszy pomiar związany z paleniem papierosa. Jednak punkty czasowe palenia są niepewne ze względu na wybraną konfigurację tego badania. Ponieważ jednak wszyscy palacze palili około 20 papierosów dziennie, będą palić co najmniej co 2 do 2,5 godziny. Dlatego do pobierania próbek krwi i wydychanego powietrza, bezpośrednio po zakończeniu palenia, wykorzystuje się okresy 2,5 godziny, w których pierwszy wypalony papieros.

Na linii podstawowej uczestnik jest proszony o wydychanie przez nasadkę nosowo-ustną Owlstone (aparatu do oddychania), dzięki czemu wydychane powietrze przechodzi przez rurki adsorpcyjne. Zbierane jest wydychane powietrze tuż przed i po zakończeniu palenia pierwszego papierosa (t=0). To samo dotyczy papierosów wypalonych między t=2,5 a t=5, między t=5 a t=7,5, między t=7,5 a t=10 oraz ostatniego pobrania próbki w T=10. Daje to 7 próbek wydychanego powietrza na uczestnika.

Aby uniknąć wielokrotnych nakłuć, uczestnicy otrzymują obwodową kaniulę żylną na początku badania, po czym pobierana jest wyjściowa próbka krwi. Następną próbkę krwi pobiera się tuż przed i po zakończeniu palenia pierwszego papierosa (t=0). Wtedy punkty pobierania próbek znajdują się tuż przed i bezpośrednio po pierwszym papierosie między t=0 a t=2,5, między t=2,5 a t=5, między t=5 a t=7,5, między t=7,5 a t=10 i ostatnie próbkowanie ma miejsce w T=10. Do analizy aldehydów we krwi zostanie pobrana dodatkowa próbka krwi z kaniuli na linii podstawowej i bezpośrednio po pierwszym papierosie, jak również bezpośrednio przed i po pierwszym papierosie po t=5 i t=7,5. Daje to 13 punktów pobierania krwi na uczestnika.