Vattenpipa rökning, kolmonoxid och kranskärlsendotelfunktion

Vattenpiporökning är en ny global epidemi. Världshälsoorganisationen vill förbjuda alla påståenden om att vattenpipa är mindre skadligt än cigaretter och vill att vattenpipaprodukter ska bära samma varningsetiketter som cigaretter. Men det finns få vetenskapliga bevis som styrker detta förslag. Cigaretter, cigarrer, medicinskt nikotin och e-cigaretter försämrar alla akut brachialis artärens endotelfunktion (flödesmedierad dilatation, FMD). Dessutom orsakar cigaretter både akut och kronisk försämring av kranskärlens endotelfunktion, men de jämförande effekterna av vattenpipa är okända. Vattenpipa tobak värms med brinnande kol. Så röken innehåller "tjära" och nikotin plus förbränningsprodukter av träkol. Dessa inkluderar kolmonoxid (CO) och proaterogena oxidanter (särskilt kolrika nanopartiklar) som studieteamet förväntade sig försämra endotelfunktionen. Överraskande nog, hos unga vattenpiperökare, fann studieteamet att vattenpiparökning är en potent akut stimulans för att förstärka, inte försämra mul- och klövsjuka. Och den förstärkta mul- och klövsjukan orsakas av en eller flera kolförbränningsprodukter: när studiegruppen ersatte träkol i vattenpipan med en förmodat hälsosammare elektronisk värmekälla ("e-kol"), blev mul- och klövsjuka akut nedsatt precis som med cigaretter. Men brachial artär FMD är ett dåligt index för kransendotelfunktion. Med vattenpipa minskar CO-boosten (10 gånger större än cigaretter) hemoglobin (Hb) O2-bärande kapacitet, vilket kommer att minska myokardiell O2-tillförsel om det inte kompenseras av ökat myokardiellt blodflöde (MBF). Följaktligen riktar studieteamet nu vår uppmärksamhet mot akuta och kroniska effekter av vattenpiparökning på koronar endotelfunktion.

BAKGRUND/SIGNIFIKANS Kolmonoxid (CO) är en endogent producerad gas som spelar viktiga fysiologiska roller i cirkulationen. Traditionellt betraktad som en giftig gas som orsakar vävnadshypoxi, CO som produceras av vaskulära celler som en biprodukt av hemkatabolism, fungerar också för att reglera blodflödet genom att hämma vasomotorisk tonus, proliferation av glatta muskelceller och trombocytaggregation. Dessa vaskulära effekter tros förmedlas av cykliskt guanosinmonofosfat (cGMP) eftersom både kliniska observationer och experimentella data ger prejudikat att CO, liksom kväveoxid, utgör en cGMP-beroende vasodilator. Läkemedel som uppreglerar den endogena produktionen av CO genom hemoxygenas, såsom CO-frisättande molekyler (CORM), utvecklas för att behandla flera kärlsjukdomar.

Toxiciteten hos CO är beroende av: (1) gaskoncentrationen; (2) exponeringens varaktighet; och (3) om exponeringarna är intermittenta eller kontinuerliga. Efter att CO har andats in av lungorna når det blodomloppet där det binds av hemoglobin och bildar karboxihemoglobin. Sålunda är serumkarboxihemoglobinnivåer, i procent av totalt hemoglobin, en avgörande faktor som korrelerar med graden av CO-förgiftning och symtomens svårighetsgrad. Kontinuerlig CO-inandning är dödligt giftig vid koncentrationer av 800 ppm eller 0,08 % i luften. Baserat på miljövetenskaplig litteratur (ej kontrollerade kliniska forskningsstudier) inträffar dödsfall från kontinuerlig CO-inandning i 2-3 timmar som med gaseldade köksspisar. Studier utförda i kontrollerad forskningsmiljö har visat att intermittent CO-inandning under 1 timme vid låga doser (

Inledande studier av vår grupp gjorde det möjligt för oss att upptäcka att hos unga friska vattenpiperökare är vattenpiparökning en potent akut stimulans för att förstärka-inte försämra endotelfunktionen mätt med brachial artärflödesmedierad dilatation (FMD). Data implicerar en central mekanistisk roll för en eller flera kolförbränningsprodukter i den förstärkta endotelfunktionen: när förbränning av träkol ersattes med en hälsosammare elektronisk värmekälla ("e-kol"), blev mul- och klövsjuka akut nedsatt precis som med cigaretter och nästan alla andra kända tobaksprodukter inklusive elektroniska cigaretter. Intressant nog var CO-förstärkningen efter att våra vattenpipa försökspersoner rökte koluppvärmd vattenpipatobak ~10 gånger högre än efter att ha rökt en cigarett (25+11 mot 3+2 ppm). Tobakslitteratur ger bevis för att den upprepade CO-exponeringen från cigarettrökning är associerad med en minskad risk för havandeskapsförgiftning (förknippad med patologisk vasokonstriktion) hos gravida kvinnor jämfört med både icke-rökare eller användare av rökfri tobak (snus) som inte genererar CO.

Nyligen publicerade studier av våra studiekonsulter visade att intermittent 0,12-0,15 % CO som inhalerats av friska rökare, för att uppnå medelkarboxihemoglobin 5+1 % (vilket motsvarar utandad CO-nivåer på 30 ppm), hade ingen signifikant effekt på blodtryck, hjärtfrekvens, plasmakatekolaminer, trombocytaggregation eller C-reaktivt protein, en markör för inflammation. På liknande sätt visar klinisk forskningslitteratur om akut CO-inhalation utförd på friska försökspersoner att nivåer på 0,05-1,2 % CO är säkra och gav inga symtom, inga negativa effekter och ingen förändring i standardfysiologiska mått som blodtryck och hjärtfrekvens (tabell 1). Effekterna av låga nivåer av CO på mänsklig endotelfunktion har ännu inte fastställts.