Die Inhalation von E-Zigaretten-Aerosolen kann zu einer potenziell tödlichen Lungenschädigung führen. Eine Studie untersuchte die Auswirkungen von Designmerkmalen von E-Zigaretten auf die Zusammensetzung von Aerosolen und die Toxizität auf Zellen. Es stellte sich heraus, dass Butteraroma-E-Zigaretten-Aerosole, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen (< 0,5 Ω) produziert wurden, hohe Mengen an Karbonylen enthalten, einschließlich Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein. Hingegen enthielten Aerosole, die unter regulären Bedingungen produziert wurden, weniger Karbonyl. Zellen, die mit Butter- oder Zimtaroma-E-Zigaretten-Aerosolen unter "Sub-Ohm"-Bedingungen ausgesetzt wurden, zeigten eine signifikante Toxizität, beeinträchtigte Zellstruktur und erhöhte Produktion von reaktiven Sauerstoffspezies. Die Zimtaroma-Aerosole führten zudem zu Pro-Oxidationswirkungen. Die Produktion von hohen Karbonylmengen ist möglicherweise geschmacksabhängig. Insgesamt ist das Einatmen von Aerosolen, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen produziert werden, schädlich für Lungenepithelzellen und kann zu oxidativem Stress führen.
Anmerkung: In-vitro-Studien sind im Allgemeinen aufgrund ihrer künstlichen Umgebung und der begrenzten Aussagekraft für komplexe biologische Systeme wie den menschlichen Körper limitiert. Daher können die Ergebnisse nicht direkt auf den menschlichen Körper übertragen werden. Darüber hinaus kann die Exposition von Zellen in einer Schale nicht alle Aspekte der tatsächlichen Exposition von Menschen gegenüber E-Zigaretten Aerosolen im täglichen Leben vollständig widerspiegeln. Da die E-Zigaretten unter Laborbedingungen getestet wurde und nicht unter realen Bedingungen, ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den Alltag einschränkt.
Zusammenfassung
Hintergrund: Der Kontakt mit Aerosolen von E-Zigaretten kann potenziell tödliche Lungenschäden verursachen (EVALI). Die Zell- und Molekularmechanismen, die diesen Effekten zugrunde liegen, sind jedoch unbekannt. In dieser Studie wurde ein in-vitro-Modell verwendet, um den Einfluss von zwei Designmerkmalen von E-Zigaretten der dritten Generation auf die Zusammensetzung von Aerosolen und die zelluläre Toxizität zu bestimmen. Methoden: Menschliche Bronchialepithelzellen wurden in einem Vitrocell-Expositionssystem mit E-Zigaretten Aerosolen in Butter- und Zimtgeschmacksrichtungen ausgesetzt. Die Expositionen wurden gemäß eines Standard-Vaping-Topographieprofils für 2 Stunden pro Tag an 1 oder 3 aufeinanderfolgenden Tagen durchgeführt. 24 Stunden nach der Exposition wurden zelluläre und molekulare Ergebnisse bewertet. Ergebnisse: Buttergeschmack-Aerosole, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen (<0,5 Ω) produziert wurden, enthielten hohe Mengen an Carbonylen (7-15 μg/Puff), einschließlich Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein. Aerosole, die unter regulären Bedingungen produziert wurden (Widerstand> 1 Ω und Spannung> 4,5 V), enthielten niedrigere Carbonylspiegel (<2 μg/Puff). Die Zimtgeschmack-Aerosole enthielten viel niedrigere Mengen an Carbonylen als die Buttergeschmack-Aerosole. H292-Zellen, die Butter- oder Zimtgeschmack-Aerosolen unter "Sub-Ohm"-Bedingungen für 1 oder 3 Tage ausgesetzt waren, zeigten eine signifikante Zytotoxizität, eine Abnahme der Integrität von Tight Junctions, eine erhöhte Produktion reaktiver Sauerstoffspezies und eine dysregulierte Genexpression im Zusammenhang mit Biotransformation, Entzündung und oxidativem Stress. Schlussfolgerung: Das Einatmen von E-Zigaretten Aerosolen, die unter "Sub-Ohm"-Bedingungen produziert werden, ist für Lungenepithelzellen schädlich. Die Herstellung von Sub-Ohm-Atomizern für E-Zigaretten sollte von Regulierungsbehörden verhindert werden.
https://doi.org/10.1186/s12931-020-01571-1
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33213456/
Noël A, Hossain E, Perveen Z, Zaman H, Penn AL. Sub-ohm vaping increases the levels of carbonyls, is cytotoxic, and alters gene expression in human bronchial epithelial cells exposed at the air-liquid interface. Respir Res. 2020;21(1):305. Published 2020 Nov 19. doi:10.1186/s12931-020-01571-1