Az elektronikus cigarettakibocsátás hatása az újszülött egerek szisztémás kotininszintjére, súlyára és a szülés utáni tüdő növekedésére

Affiliations Eudowood Department of Pediatric Respiratory Sciences, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok, Julius B. Richmond Kiválósági Központ, Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia, Elk Grove Village, Illinois, Amerikai Egyesült Államok

Tartozás Eudowood Gyermeklégzőtudományi Osztály, Johns Hopkins Orvostudományi Kar, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok

Affiliations Eudowood Department of Pediatric Respiratory Sciences, Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok, Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Medicine, Johns Hopkins Medical School, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok

A pulmonalis és kritikus ellátás orvostudományi osztálya, Orvostudományi Intézet, Johns Hopkins Orvostudományi Kar, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok

Társulás Julius B. Richmond Kiválósági Központ, Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia, Elk Grove Village, Illinois, Amerikai Egyesült Államok

Társulások Julius B. Richmond Kiválósági Központ, Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia, Elk Grove Village, Illinois, Amerikai Egyesült Államok, Általános Gyermekgyógyászati Osztály, Massachusettsi Általános Kórház és Harvard Orvosi Iskola, Boston, Massachusetts, Amerikai Egyesült Államok

Társulások Julius B. Richmond Kiválósági Központ, Amerikai Gyermekgyógyászati Akadémia, Elk Grove Village, Illinois, Amerikai Egyesült Államok, Johns Hopkins Bloomberg Közegészségügyi Iskola, Baltimore, Maryland, Amerikai Egyesült Államok

A Washington Állami Egyetem farmakológiai tanszéke, Spokane, Washington, Amerikai Egyesült Államok

Sharon A. McGrath-Morrow,
Madoka Hayashi,
Angela Aherrera,
Armando Lopez,
Alla Malinina,
Joseph M. Collaco,
Enid Neptunusz,
Jonathan D. Klein,
Jonathan P. Winickoff,
Patrick Breysse

Ábrák

Absztrakt

Háttér/Cél

Az elektronikus cigaretta (E-cigaretta) kibocsátás potenciálisan új veszélyt jelent az újszülöttekre belégzés, bőrön keresztüli és szájon át történő érintkezés útján. A nikotintartalmú E-cigarettáknak való kitettség jelentős szisztémás felszívódást okozhat újszülöttekben, a többutas expozíció lehetősége miatt. A nikotin és az E-cigaretta-kibocsátás alkotóelemeinek szisztémás felszívódása hátrányosan befolyásolhatja az újszülött súlyát és tüdőfejlődését. E kérdések megválaszolásához az újszülött egereket kitettük E-cigaretta kibocsátásnak, és mértük a szisztémás kotininszintet és az alveoláris tüdő növekedését.

Módszerek/fő eredmények

Az újszülött egereket az élet első 10 napján E-cigarettának tették ki. Az e-cigaretta patronok vagy 1,8% nikotint tartalmaznak propilénglikolban (PG), vagy csak PG hordozót tartalmaznak. A napi súlyokat, a plazma és a vizelet kotininszintjét, valamint a tüdő növekedését az alveoláris átlag lineáris metszés (MLI) módszerrel mértük az élet 10. napján, és összehasonlítottuk a szobai levegő kontrolljaival. Az 1,8% nikotin/PG-nek kitett egerek teljes testtömege 13,3% -kal csökkent a szobai levegő kontrolljaihoz képest. Megállapították, hogy a plazma kotinin szintje megemelkedett 1,8% nikotin/PG E-cigarettának kitett újszülött egereknél (átlag 62,34 ± 3,3 ng/ml). A nemre és a súlyra történő kiigazítást követően a nikotinnak kitett egereken az MLI mérsékelten károsította a tüdő növekedését a szoba levegő kontroll egerekhez képest (p 1. ábra. Az E-cigaretta kibocsátás hatása a teljes testtömegre és az átlagos lineáris metszéspontra.

A. Az újszülött egereket és anyáikat egy kamrába helyezték, és 24 órás életkortól kezdve E-cigaretta kibocsátásnak tették ki őket. Az életkornak megfelelő kontroll egereket szobai levegőben tartottuk. Az egereket 0% nikotin/PG vagy 1,8% nikotin/PG hatásának tették ki naponta egyszer (400 μl patron) az élet első két napján, majd naponta kétszer további 7 napig. Az első és a második kísérleti szobalevegő egerek szignifikánsan nehezebbek voltak a 6. és a 3. életnapon az életkorhoz illeszkedő 1,8% nikotin/PG-nek kitett egerekhez képest (* p 2. ábra. A 1,8% -nak kitett újszülött egerek légterében csökkent a sejtproliferáció nikotin/PG.

A. A nyilak KI67 festésre mutatnak a 10 napos újszülött egerek légterében. B. A KI67 festés számszerűsítése szignifikánsan kevesebb KI67 festést mutatott 10 napos újszülött egerekben, amelyek krónikusan 1,8% nikotin/PG-nek voltak kitéve a szoba levegőjéhez és 0% nikotinnal/PG kezelt egerekhez képest. (n = 8 csoportonként, a hibasávok az átlag standard hibáját tükrözik).

E-cigaretta kibocsátásnak kitett újszülött egerekben a plazma és a vizelet kotininszintje

A krónikus nikotin felszívódás markerként az első vizsgálat újszülött egereiben mértük a plazma és a vizelet kotinin szintjét, (Asztal 1). A szobalevegő és a 0% nikotin/PG-nek kitett egerek plazma kotininszintje kevesebb, mint 5 ng/ml, a vizelet kotininszintje pedig kevesebb, mint 10 ng/ml volt az élet 10. napján. Ezzel szemben az 1,8% nikotin/PG-nek kitett újszülött egerek átlagos plazmaszintje 62,3 ± 3,3 ng/ml volt, és a vizelet átlagos kotininszintje 892,5 ± 234 ng/ml volt az élet 10. napján. A nemhez igazított lineáris regresszió segítségével szignifikáns összefüggést találtunk a teljes testtömeg és a plazma kotininszint között (p 1. táblázat. 10 napos egerek plazma és vizelet kotininszintje).

Vita

Ebben a tanulmányban kimutattuk, hogy az újszülött egereknek napi egy-két alkalommal 1,8% nikotin/PG-tartalmú, E-cigaretta kibocsátást kitett egereknél a plazma és a vizelet kotininszintje megemelkedett, és az alveoláris növekedés károsodott tíz napos korban. 1,8% nikotin/PG-nek kitett újszülött egereknél nagyobb volt az átlagos lineáris elfogás és csökkent a KI67 expressziója, ami az alveoláris növekedés mérsékelt, de jelentős gátlását jelzi a nikotinnal kezelt egerekben. Ezenkívül az újszülöttek súlya korrelált a nikotinnal kezelt egerek plazma kotininszintjével, alacsonyabb súlyú újszülött egereknél magasabb plazma kotininszinttel. E tanulmány eredményei azt mutatják, hogy a nikotintartalmú E-cigarettáknak való kitettség szisztémás felszívódást és a tüdő növekedésének mérsékelt károsodását okozhatja a korai posztnatális élet során.

A vizsgálatunkban az újszülött egerekben mért magas plazma és vizelet kotininszint valószínűleg tükrözi a nikotin felszívódását több bejutási útvonalon keresztül. Az újszülöttek és a csecsemők nagyobb valószínűséggel szívják fel a nikotint és más E-cigaretta szennyeződéseket a bőrön keresztül. Ez részben annak köszönhető, hogy az újszülött súlya a bőrfelülethez viszonyítva nagyobb, és egy éretlen epidermális gát, amely különösen a koraszülötteknél mutatható ki. [16] Ezenkívül az újszülöttek és a csecsemők magasabb légzési aránya a nikotin nagyobb lerakódásához és felszívódásához vezethet a légzőrendszeren keresztül. A nikotin E-cigaretta emissziónak kitett újszülött egerekben a magas plazma és vizelet kotininszint oka lehet az a kis kamra is, amelyet olyan beltéri környezet modellezésére használnak, amelyben egy csecsemő közvetlen közelében van egy E-cigarettát gondozó felhasználóhoz. Ezenkívül az újszülöttek és a csecsemők nagyobb valószínűséggel fogyasztanak nikotinnal szennyezett nem élelmiszer jellegű termékeket. [7; 8] A belépés ezen útvonalának támogatása volt egy tanulmány, amely megállapította, hogy az E-cigarettát tartalmazó nikotin harmadik országbeli nikotin-expozíció forrása lehet. [17]

Az anyag mérgező hatása fokozódhat a csecsemőben az éretlen gyógyszer-anyagcsere miatt. [18] Dempsey és munkatársai megvizsgálták a nikotin anyagcserét újszülötteknél, amelyeknél a köldökzsinórvérben kotinin volt jelen. Megállapították, hogy az újszülöttek nikotin felezési ideje 3-4-szerese volt a felnőttekének, míg a kotinin felezési ideje hasonló volt a felnőttekéhez. [19] Beszámoltak az újszülött vér és vizelet kotininszintjének 100 ng/ml-nél magasabb szintjéről is több páciensnél az első életnap során, ami néhány újszülöttnél magas nikotin-expozíciót jelez. Spector és munkatársai a közelmúltban beszámoltak a dohányzó anyák újszülöttjeinek szárított vérfoltokból (DBS) származó megemelkedett cotininszintről (0,5–247 tartomány). [20] Korábbi tanulmányuk alapján, amelyben a DBS kotinin és a plazma kotinin aránya átlagosan 1,49 volt [21], ezek a szintek nagyon magas nikotin-expozíciót jeleznek olyan anyák újszülöttjeiben, akik korábban dohányzást jelentettek. A dohányzó anya újszülöttjeinek ezekben a tanulmányaiban jelentett magasabb kotininszint olyan tartományban volt, mint amit az újszülött egereknél tapasztaltunk nikotintartalmú E-cigarettával.

Vizsgálatunkban az újszülött egerek anyatejjel táplálkoztak. Beszámoltak arról, hogy a nikotin a dohányosok anyatejében koncentrálódik. [22] Schulte-Hobein és munkatársai azt találták, hogy a napi> öt cigarettát szívó anyák szoptatott csecsemőinek a vizelet-kotinin-szintje tízszer nagyobb, mint a dohányzó anyák palackból táplált csecsemőinek. [23] Valójában azt találták, hogy a dohányzó anyák szoptatott csecsemőinek vizeletben történő kotininszintje a felnőtt dohányzók körében lehet. A nikotin és/vagy a kotinin anyatejjel történő továbbadása valószínűleg hozzájárult a szisztémás kotinin szintjének emelkedéséhez újszülött egereinkben, akik nikotintartalmú E-cigarettáknak voltak kitéve.

Ebben a tanulmányban az E-cigaretta gőzének kitett újszülött egerekben a teljes testtömeg csökkent. Korábbi tanulmányok arról számoltak be, hogy a nikotin súlycsökkenést okozhat, vagy mérsékelheti a súlygyarapodást az embereknél és a rágcsáló modelleknél. [31; 32] A nikotin-expozícióról szintén bebizonyosodott, hogy káros hatással van a prolaktin felszabadulására, ami az anyatej mennyiségének csökkenését okozza. [33] Mivel ebben a vizsgálatban kizárólag újszülött egereket ápoltak, nem zárhatjuk ki az anya károsodott laktációját, mint hozzájáruló tényezőt az E-cigarettát tartalmazó nikotint tartalmazó újszülött egerek alacsonyabb napi súlygyarapodásában. A 0% nikotin/PG-nek kitett újszülött egerek súlya is csökkent, összehasonlítva az életkornak megfelelő kontroll egerekkel, ami arra utal, hogy önmagában a PG gőznek való kitettség megzavarhatja a szülés utáni növekedést. Jelenleg nincs biológiai magyarázatunk a 0% nikotin/PG-nek kitett egerek súlycsökkenésére. Mivel a szobai levegő kontroll egereket nem helyeztük kamrába egy expozíció alatt, nem zárhatjuk ki, hogy az ápolás némi zavara bekövetkezhetett, amikor a kölyköket E-cigaretta páráknak tették ki.

Összefoglalva azt tapasztaltuk, hogy az E-cigaretta kibocsátásnak való kitettség csökkent súlygyarapodást okozott az újszülött egerekben. Ezenkívül a nikotintartalmú E-cigarettáknak kitett újszülött egerek jelentős szisztémás nikotin felszívódást mutattak, csökkent az alveoláris sejtek proliferációja és kimutatható károsodásuk volt az újszülöttek tüdő növekedésében. Ezek a tanulmányok azt mutatják, hogy az elektronikus nikotin-szállító rendszerek használata a nagyon fiatalok közelében káros hatással lehet a testsúlyra és a légzőszervek egészségére.

Szerző közreműködései

A kísérletek megtervezése és megtervezése: SAM MH AA AL. Végezte a kísérleteket: SAM MH AA AL AM GC EN. Elemezte az adatokat: SAM MH AM JMC JDK JPW PB PL GC. Hozzájáruló reagensek/anyagok/elemző eszközök: SAM EN PL GC. Írta az írást: SAM MH JMC JDK JPW PB PL GC.