Os efeitos tóxicos do aerossol do cigarro eletrônico e da fumaça do cigarro nos sistemas cardiovascular, gastrointestinal e renal em camundongos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12366 (2023) Citar este artigo

332 Acessos

26 Altmétrico

Detalhes das métricas

Foi sugerido que o cigarro eletrónico (CE) é menos prejudicial do que o consumo de cigarros, mas ainda faltam pesquisas sobre a extensão total do seu potencial de redução de danos. Este estudo teve como objetivo avaliar a influência do aerossol CE e da fumaça de cigarro (FC) nas funções cardiovascular, gastrointestinal e renal em camundongos após exposição prolongada. Quarenta e oito camundongos machos C57BL/6J foram agrupados aleatoriamente e depois expostos ao ar fresco (controle), aerossol EC com sabor de feijão mungo com dose baixa e alta (EC1L, 6 mg/kg; EC1H, 12 mg/kg), melancia- aerossol de CE aromatizado com dose baixa e alta (EC2L, 6 mg/kg; EC2H, 12 mg/kg) e, finalmente, fumaça de cigarro (CS, 6 mg/kg), respectivamente. Após 10 semanas de exposição, a frequência cardíaca aumentou tanto para o grupo EC quanto para o CS, e o efeito do CS na saturação de oxigênio no sangue foi significativamente maior do que no grupo EC (P <0,01). A análise proteômica do tecido cardíaco mostrou que a proteína de expressão diferencial sobreposta das exposições EC e CS foi Crip2. Para o sistema gastrointestinal, a mucosa oral foi significativamente danificada no grupo CS. Em comparação com a CS, a CE teve significativamente menos efeitos negativos na maioria dos indicadores focados neste estudo.

Fumar é uma grande ameaça à saúde, tanto para os fumadores como para os transeuntes, e mais de mil milhões de fumadores em todo o mundo são consumidores habituais de tabaco e o número continua a aumentar1,2,3. É bem sabido que fumar causa muitas doenças, incluindo câncer de pulmão, doenças cardiovasculares e doenças respiratórias4,5. A fumaça do cigarro (FC) contém mais de 9.000 produtos químicos identificados e mais de 69 carcinógenos humanos conhecidos6.

O cigarro eletrônico (CE) é um sistema de inalação de nicotina relativamente novo e em desenvolvimento7, que produz uma mistura aerossolizada de e-líquidos aromatizantes com/sem nicotina8. Nos últimos anos, houve quatro gerações de dispositivos CE no mercado, sendo o mais recente o cigarro eletrônico de cápsula fechada9,10. Apesar de suas diferentes formas e tamanhos, todos os ECs funcionam de forma semelhante e geralmente consistem em três componentes principais: uma fonte de energia de bateria de íons de lítio, uma caixa que contém o e-líquido e os circuitos de controle e um vaporizador ou aquecedor que vaporiza o e-líquido. líquido11,12. As vendas de CE aumentaram exponencialmente na última década em alguns mercados, e os CE tornaram-se uma indústria multibilionária13, pelo que também aumentam as preocupações sobre a sua segurança14.

O CE é considerado uma alternativa ao cigarro, contendo de 9 a 450 vezes menos compostos nocivos do que aqueles encontrados na fumaça do cigarro convencional15. No entanto, isso não significa que a CE não tenha efeitos nocivos16. Estudos detectaram aproximadamente 250 produtos químicos em aerossóis de CE, incluindo nicotina, fragrâncias, compostos orgânicos voláteis (COV), piridina e compostos carbonílicos17,18, que foram relatados como afetando o sistema respiratório19,20, sistema nervoso central21, sistema imunológico22,23, garganta e inflamação bucal24. Estudos recentes relataram que o uso de AE está relacionado à inflamação, estresse oxidativo e desequilíbrio hemodinâmico25. Portanto, são necessários mais estudos experimentais e clínicos sobre os efeitos agudos e crônicos da CE para estabelecer sua segurança ou risco, e seu potencial como meio auxiliar para parar de fumar.

Estudos têm demonstrado que fumar causa muitas doenças26,27,28,29. No entanto, os efeitos das diferentes condições de exposição nos principais órgãos dos sistemas cardiovascular, gastrointestinal e renal são pouco compreendidos. Os danos causados pela vaporização têm sido relacionados a muitos fatores, incluindo a dose de exposição, o tempo de exposição ou a composição do e-líquido. Portanto, é necessário avaliar múltiplas variáveis envolvidas na exposição à EC/CS. A nicotina é o principal componente viciante dos cigarros e o seu conteúdo será diferente na CE vendida no mercado30. Diferenças na cinética de distribuição da nicotina na CE podem levar a diferentes efeitos no sistema cardiovascular e no trato gastrointestinal, portanto, mais pesquisas são essenciais para determinar se a liberação de nicotina e suas concentrações na CE produzem toxicidade semelhante à da CE. Além disso, um grande número de estudos demonstrou que certas moléculas aromatizantes no aerossol de CE podem causar doenças respiratórias31,32,33, mas os seus efeitos nos sistemas cardiovascular e gastrointestinal permanecem desconhecidos. Portanto, estudos que avaliem alterações específicas nos sistemas cardiovascular e gastrointestinal causadas pelo sabor da CE também podem ser críticos para determinar os riscos à saúde da CE.

1.3 and P value < 0.05. Bioinformatic analysis was performed using the OmicStudio tools at https://www.omicstudio.cn/tool36. The function of the identified proteins was analyzed using gene ontology (GO) terms./p> 0.05) (Suppl. Fig. S1). Compared with the control group, 10 weeks of exposure to EC and CS had no significant changes in the basic morphology and function of the heart (Suppl. Fig. S2). As shown in Fig. 1a, compared with the control group, the blood oxygen saturation of EC1L, EC1H and EC2H decreased significantly (P < 0.05), while which was more pronounced in the CS group (P < 0.01). Compared with the CS group, the blood oxygen saturation in all EC groups increased with statistical difference (P < 0.01). Compared with the control group, the heart rate of mice in other five groups increased to varying degrees. Among them, the heart rate in CS increased more, but there was no significant difference among the EC groups (Fig. 1b). This suggests that CS exposure was more likely to induce a decrease in blood oxygen saturation and affect circulatory physiological function than EC exposure. Masson staining of the heart (Fig. 1c) showed that the myocardial fibers in each group were arranged orderly, the cytoplasm was rich and uniform, and there was no obvious increase in collagen fibers. Compared with the control, the cardiac index of EC and CS increased, which was most obvious in the CS (Fig. 1d), and there was no significant difference between all the other groups. The results indicated that 10 weeks of exposure to EC and CS caused no obvious pathological damage to the heart./p> 1.3 and P value < 0.05, the differentially expressed proteins were screened. Among them, the expression of 14 proteins were up-regulated and 16 proteins were down-regulated in the EC1L group, 26 proteins were up-regulated and 23 proteins were down-regulated in the EC1H group, 15 proteins were up-regulated and 12 proteins were down-regulated in the EC2L group, 36 proteins were up-regulated and 30 proteins were down-regulated in the EC2H group, and 22 proteins were up-regulated and 25 proteins were down-regulated in the CS group (Fig. 2a). Venn diagrams (Fig. 2b) showed that only one protein cysteine-rich protein 2 (Crip2) overlapped in all the EC and CS groups. The heat map (Fig. 2c) showed that the common differentially expressed proteins were mainly immunoglobulin heavy constant gamma 2C (Ighg2c) and Crip2 between EC1 and CS, and NGG1 interacting factor 3-like 1 (Nif3l1), NHL repeat-containing protein 2 (Nhlrc2) and Crip2 between EC2 and CS. Though the expression of Ighg2c and Nif3l1 were down-regulated, and Nhlrc2 and Crip2 were up-regulated in all the sample groups, while the trend of up-regulated or down-regulated expression was more obvious in CS group, although with no significant difference./p>