Influence of e-cigarette aerosol on oral and whole body health (literature review)
Influence of e-cigarette aerosol on oral and whole body health (literature review)
Abstract
The use of electronic cigarettes has become widespread in recent years, leading to detailed studies of their effects on human health. This review article analyses the effects of e-cigarettes on the body, with a particular focus on oral health. It examines the main components of e-cigarette liquids and their potential toxic effects on oral tissues, including gums, teeth and mucous membranes.
The review presents evidence on the mechanisms by which e-cigarettes may cause inflammation, disrupt the oral microbiome and contribute to the development of such dental diseases. Research showing an association between e-cigarette use and the occurrence of dental caries is also discussed. In addition, the article touches on the impact of e-cigarettes on pain, exploring how nicotine and other components can modify pain perception and contribute to the development of chronic pain conditions.
1. Введение
Использование электронных сигарет (далее – ЭС) растет во всем мире , , , , в том числе среди населения России, особенно подрастающего поколения , . ЭС иногда рассматриваются как менее вредная альтернатива курению табака, и есть некоторые доказательства их потенциальной роли в качестве средств для отказа от курения. Однако ЭС зачастую содержат токсичные вещества , никотин, что вызывает зависимость среди подростков. Более того, ароматизаторы, включая аромат сладкую вату, «сумасшедшую ягоду», ментол, ледяной десерт, ванильный заварной крем, шоколадный торт, карамельное яблоко и др., делают ЭС более привлекательными для подростков.
Потенциальный риск развития рака, связанный с использованием ЭС, остается одним из главных предметом дискуссий. ЭС работают за счет нагревания жидкости, которая обычно содержит никотин, ароматизаторы и другие химические вещества. При нагревании жидкости пользователи вдыхают аэрозоль в легкие. Хотя ЭС, как правило, считаются менее вредными, чем традиционные табачные изделия, тем не менее, они по-прежнему содержат потенциально вредные химические вещества, которые могут повредить ДНК и привести к раку , , , , . Вместе с тем, остается открытым вопрос о влиянии аэрозоля ЭС на состояние полости рта.
В этом обзоре обсуждаются возможные последствия на состояние здоровья, в том числе полости рта из-за нерегулируемого использования ЭС.
2. Распространенность курения вейпов среди подростков
В период с 2006 по 2009 год начала появляться новая категория никотиновых продуктов – электронные сигареты. Электронная сигарета (e-cigarette) была первым термином, который использовался для обозначения устройства, используемого для вейпинга. Со временем появился и широко стал использоваться термин vape (от англ. vapor – пар) или по-русски просто «вейп» , , .
Растущее использование ЭС привело к соразмерному увеличению исследований их эффектов. Только на PubMed количество опубликованных статей об ЭС увеличилось с 372 в 2014 году до 1519 в 2024 году. Есть сотни обзорных статей по различным аспектам использования ЭС.
Исследования, проведенные в Мексике в 2016 году, показали, что 6,5% подростков пробовали ЭС. В 2017 году опросы в 28 странах-членах ЕС показали, что около 8 миллионов европейцев регулярно использовали ЭС, около 63 миллионов человек их пробовали. С 2018 по 2019 год около 3,2% взрослых американцев (около 8 миллионов) и 19% учащихся средних и старших классов США (около 5,3 миллиона) были активными пользователями ЭС . Уже на 2021 год во всем мире насчитывалось более 40 миллионов пользователей ЭС .
К сожалению, отмечается рост использования электронных сигарет и среди подростков в нашей стране , . Так, результаты исследования Е.А. Морозовой и соавт. показали, что из числа опрошенных школьников 7-11 классов, 20% используют СЭ (вейп). Среди юношей и девушек, использующих ЭС, 69% составили девушки. Использование вейпов начинается в 15 и 16 лет. Школьники впервые пробуют вейп в 15 лет (37%) и «закуривают» по 2-3 раза в день (9%) .
Некоторые из известных причин употребления ЭС подростками включают в себя их вкус, индивидуальность, легкую доступность, желание экспериментировать, представление о том, что они безопаснее, а также рекламу и маркетинг, которые непосредственно ориентированы на молодежь. Исследования, посвященные ароматизаторам, показали, что подростки чаще выбирают сладкие ароматизаторы (например, фруктовые или леденцовые), чем обычные ЭС со вкусом табака или мяты .
3. Химический состав аэрозолей электронных сигарет
T. Patten et al. показали , что 80–98% подростков начинают курить ЭС из-за ароматизаторов. Большинство подростков (до 60%) сообщают, что парят «только ради вкуса». Подростки, которые сообщают, что считают ЭС с фруктовым вкусом менее вредными, также с большей вероятностью будут заинтересованы в том, чтобы попробовать ЭС с фруктовым вкусом . Ароматизатор может сделать никотин более приятным и доступным. С другой стороны, ароматизатор может усилить связь между действием (т. е. вейпом) и эффектом (т. е. физиологической реакцией на никотин) .
При нагревании жидкости, которая обычно содержит много ингредиентов, в ЭС образуется аэрозоль. Вейперы выделяют аэрозоль, состоящий из смеси капель жидкости. Обычно в его состав входят глицерин и пропиленгликоль, ароматизаторы, никотин, формальдегид и другие химические вещества, которые нагреваются, распыляются в виде аэрозоля и вдыхаются , , , . В ЭС добавляется диацетил, который разрушает дыхательные пути в легких и может вызвать «попкорновое легкое» или облитерирующий бронхиолит Новые данные свидетельствуют о том, что жидкость ЭС часто содержит различные потенциально токсичные химические вещества , , , , . Пропиленгликоль и растительный глицерин используются в качестве проводника ароматизаторов и никотина в жидкостях ЭС. Пропиленгликоль обеспечивает более сильное ощущение в горле и более насыщенный вкус, в то время как растительный глицерин – более густая жидкость, которая выделяет больше пара и обладает более сладким вкусом. Стоит отметить, что в жидкостях ЭС были обнаружены такие подсластители, как сахароза, сукралоза, этилмальтол. Следовательно, возможно следует учитывать, что сладость влиять на никотиновую зависимость . Некоторые жидкости ЭС также содержат никотин, который вызывает привыкание, например, к табаку , , .
Жидкости низкого качества могут содержать вредные примеси или высокую концентрацию никотина, что может быть вызвать осложнения, в том числе передозировку. Формальдегид – это канцероген, который может образовываться при перегревании жидкости или при недостаточном количестве жидкости, попадающей на нагревательный элемент ЭС (известный как «сухая затяжка») , . Сообщалось, что содержание формальдегида в аэрозолях для ЭС значительно превышает нормы безопасности на производстве .
4. Влияние химических компонентов на ротовую полость подростков
Микробиом полости рта включает более 600 видов микроорганизмов. В нормальных условиях микробиота полости рта рассматривается как комменсальная, поскольку она существует в гармонии с организмом хозяина. Однако в дисбиотических условиях некоторые виды бактерий, такие как Porphyromonas gingivalis, могут приводить к заболеваниям пародонта, а другие, такие как Streptococcus mutans, могут способствовать развитию кариеса зубов .
По данным C.L.C. Almeida-da-Silva et al., анализ микробиома слюнных желез 119 участников показал, что количество грамотрицательных бактерий Porphyromonas и Veillonella было выше среди пользователей ЭС по сравнению с обычными курильщиками или теми, кто никогда не курил . Другие исследования показали, что таксономически микробиом полости рта пользователей ЭС отличался большим α-разнообразием и более высоким уровнем представителей нескольких типов и родов, включая Actinobacteria, некоторых Firmicutes (включая Selenomonas и Veillonella), Fusobacteria, Proteobacteria и Saccharibacteria. Более того, процессы, связанные с метаболизмом сиаловой кислоты, были изменены у различных стрептококков полости рта, а также у Veillonella parvula, Actinomyces naeslundii и Neisseria mucosa .
Гены, кодирующие функции, связанные с образованием матрикса биопленки ротовой полости (внеклеточный полимерный матрикс, который окружает бактериальные клетки в биоплёнке) и биосинтезом клеточной стенки, также были активированы. Биопленка, подвергшаяся воздействию аэрозоля от ЭС, была богата матриксным белком. Возможно, данный эффект обусловлен компонентами ЭС, таких как подсластители, глицерин или полиэтиленгликоль, которые используются в качестве наполнителей в ЭС и могут быть источником питательных веществ для микроорганизмов .
В исследованиях in vivo был установлен целый ряд эффектов аэрозоля ЭС, включающих цитотоксичность, снижение пролиферации и миграции клеток, усиление апоптоза и выработки медиаторов воспаления, а также выявление окислительных повреждений, таких как карбонилирование белков и разрывы нитей ДНК, которые могут привести к различным заболеваниям полости рта , .
Токсичные соединения, такие как тяжелые металлы, карбонилы, ароматизаторы и активные формы кислорода (АФК), были обнаружены в аэрозолях ЭС в концентрациях, которые могут отрицательно повлиять на здоровье полости рта. В процессе парения жидкость испаряется с помощью нагревательного элемента, работающего при температуре от 100 до 300°C, в зависимости от конструкции ЭС и выходной мощности. Высокие температуры способствуют переносу тяжелых металлов (например, никеля, кадмия, хрома и свинца) из спирали в жидкость. Загрязнения в жидкостях ЭС и разрушение фитильного материала также могут привести к попаданию в них токсичных веществ, таких как мышьяк и диоксид кремния. Аэрозолизация жидкости ЭС приводит к выделению этих веществ во время парения. Содержание этих металлов в ЭС вызывает беспокойство, поскольку они могут вызвать хронический периодонтит, рак полости рта, воспаление и нейродегенерацию .
Другими наиболее распространенными поражениями является никотиновый стоматит и «волосатый язык». Данные in vitro свидетельствуют о повышенной патогенности Candida albicans при воздействии ЭС. Этот эффект был обусловлен повышенной экспрессией секреторной аспартат протеазы и фенотипическими изменениями, такими как увеличение длины гиф. Прямое сравнение с культурами C. albicans, не подвергавшимися воздействию пара, выявило значительные взаимодействия и повышенную адгезию грибка к клеткам слизистой оболочки десен .
Другим побочным эффектом от использования ЭС является раздражение слизистых оболочек и боль. Как показывают данные, среди 33309 респондентов, которые курили ЭС, риск возникновения болей в языке и слизистой оболочке щек был на 54% выше. В том же исследовании другой причиной возникновения боли слизистой оболочки щек и языка является никотин и коричневый альдегид. Никотин действует как активатор канала транзиторного рецепторного потенциала подтипа A1 (TRPA1), связанного с ощущением жжения во рту. Результаты наблюдения показали, пациенты, чувствительные к альдегиду, чаще жаловались на жжение при воздействии никотина. Как коричный альдегид, так и никотин изменяют активность слизистой оболочки полости рта и глотки, а хроническое воздействие может изменить восприятие боли в этих областях .
Результаты исследований показали , что сахар и ароматизаторы в жидкостях для ЭС повышают риск кариеса. По данным S. Gaur et al. , сахара, такие как глюкоза (6,4–88,9 мкг/мл), фруктоза (8,8–331,2 мкг/мл) и сахароза (9,3–620,1 мкг/мл) были обнаружены в коммерчески доступных электронных жидкостях. Глюкоза превысила норму примерно в 22% образцов, тогда как фруктоза и сахароза в 53% образцов. Что интересно, ароматизаторы с 11 мг/мл никотина содержали 9,3 мкг/мл сахарозы, 18 мг/мл никотина содержали 88,9 мкг/мл глюкозы, а 24 мг/мл никотина содержали 8,8 мкг/мл фруктозы, в то время как ароматизаторы безникотиновых ЭС содержали 6,4 мкг/мл глюкозы, 331,2 мкг/мл фруктозы и 497,0 мкг/мл сахарозы . Следовательно, сахара вызывают привыкание, что может увеличить их использование среди молодежи.
В настоящее время большинство исследований, посвященных ЭС и здоровью полости рта, основаны на сравнительном анализе и самооценке показателей здоровья, что ограничивает качество фактических данных. Для точной оценки воздействия ЭС на здоровье полости рта на уровне населения могут потребоваться десятилетия.
5. Заключение
Таким образом, за последнее десятилетие в мире значительно возросло потребление ЭС, особенно среди молодого поколения. Многочисленные исследования показывают наличие многочисленных потенциальных канцерогенов, включая нитрозамины и химически активные карбонилы, в ЭС. Вещества, образующиеся при нагревании ароматизирующих компонентов, оказывают вредное воздействие на клетки организма, в том числе негативно влиять на здоровье полости рта.