Elektronische Zigaretten (E-Zigaretten) werden derzeit weltweit von Millionen Erwachsenen und Jugendlichen verwendet. E-Zigaretten können jedoch zu Atemwegsbeschwerden wie Husten führen, was auf eine Reizung der Atemwegsschleimhaut zurückzuführen sein kann. In dieser Studie wurden die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Reizung der Atemwege sowie auf neuronale Aktivitäten im Gehirn untersucht. Es wurde festgestellt, dass E-Liquids und Nikotin den chemosensorischen Bereich der Atemwege stimulieren, insbesondere die Rezeptoren in der Nase sind besonders empfindlich gegenüber Nikotin und Aromen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass E-Zigaretten ein Gesundheitsrisiko für die Atemwege darstellen können und weitere Untersuchungen erforderlich sind.
Anmerkung: Die Studie hat einige Mängel. Die Studie wurde nur an Mäusen durchgeführt, daher können die Ergebnisse nicht direkt auf den Menschen übertragen werden. Außerdem wurden nur einige E-Liquid-Bestandteile untersucht, sodass keine allgemeingültigen Aussagen gemacht werden können. Auch die Exposition gegenüber den E-Liquids erfolgte bei den Mäusen auf eine andere Weise als bei menschlichen E-Zigarettennutzern. Die Mäusen wurden automatisch erzeugtem Aerosol ausgesetzt, was generell kritisch zu betrachten ist. Während ein menschlicher Konsument sofort mit dem Konsum aufhört, wenn der Verdampfer trockenläuft (Liquidmangel/Nachflussmangel) oder Überhitzt (falsche Einstellung), bleibt ein Tier weiterhin den potenziell schadstoffbelasteten Expositionen ausgesetzt.
Zusammenfassung
Einleitung: Elektronische Zigaretten (E-Zigaretten) werden derzeit weltweit von Millionen von Erwachsenen und Jugendlichen verwendet. Schwere Atemwegssymptome wie Husten, die von E-Zigaretten-Benutzern, einschließlich Patienten mit E-Zigaretten- oder Vaping-assoziierten Lungenschäden (EVALI), berichtet werden, deuten auf eine durch E-Zigarettenbestandteile verursachte sensorische Reizung hin. Die durch E-Zigarettenbestandteile ausgelöste nozizeptive Aktivität in den nasalen und trachealen respiratorischen Epithelien (RE) und die neuronale Aktivierung in den Trigeminalganglien und Hirnstammkernen, die chemosensorische Eingänge in die Atemwege erhalten, wurden jedoch nicht untersucht und verglichen. Es fehlen auch Vergleiche der physiologischen Reaktionen zwischen Nikotin in freier Form und Nikotinsalzen.
Ziele und Methoden: Es wurden ereigniskorrelierte Potenziale (ERP) elektrophysiologisch aufgezeichnet, um die chemosensorischen Reaktionen von Mäusen in der Nase und der Luftröhre auf verschiedene Aromen, Nikotin, einschließlich Freebase und Nikotinsalze, E-Liquid-Mischungen und tussigene Reize zu bewerten. Außerdem wurden Mäuse einer Inhalationsexposition mit einem Aerosol eines E-Liquids mit Vanillegeschmack oder Luft (Kontrolle) unterzogen, und die aktivierten trigeminalen nozizeptiven Neuronen und Hirnstammneuronen wurden mittels Immunhistochemie untersucht.
Ergebnisse: Einzelne Bestandteile und Mischungen von E-Liquids, Capsaicin sowie Zitronen- und Essigsäure riefen in der Nase signifikant größere ERP hervor als in der Luftröhre, mit Ausnahme von Menthol. Die ERP-Antworten auf Nikotin in freier Form waren signifikant größer als die auf protoniertes Nikotin. Vier Nikotinsalze (Benzoat, Laktat, Levulinat und Salicylat) lösten ähnliche Reaktionen aus. Im Vergleich zu Mäusen, die der Luft ausgesetzt waren, zeigten E-Liquid-Aerosol-exponierte Mäuse einen signifikanten Anstieg der Anzahl aktivierter trigeminaler nozizeptiver Neuronen und Hirnstammneuronen im Nucleus trigeminus spinalis, Nucleus paratrigeminus und Nucleus tractus solitarius.
Schlussfolgerungen: Die Bestandteile von E-Liquid stimulieren die nozizeptiven chemosensorischen Systeme der Atemwege regionsabhängig, und Nikotin in freier Form ist wirksamer als protoniertes Nikotin.
Auswirkungen: Neuronale Anomalien werden mit der Entwicklung von Nasen- und Atemwegserkrankungen in Verbindung gebracht. Die höhere Empfindlichkeit des nasalen nozizeptiven chemosensorischen Systems gegenüber Nikotin und Aromastoffen könnte auf ein Gesundheitsrisiko für durch E-Liquid-Aerosole induzierte Erkrankungen der oberen Atemwege durch neurogene Veränderungen hinweisen und bedarf weiterer Untersuchungen.
https://doi.org/10.1093/ntr/ntaa174
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33320249/
Ni F, Ogura T, Lin W. Electronic Cigarette Liquid Constituents Induce Nasal and Tracheal Sensory Irritation in Mice in Regionally Dependent Fashion. Nicotine Tob Res. 2020;22(Suppl 1):S35-S44. doi:10.1093/ntr/ntaa174