Vitamin E acetát a některé další látky obsažené v liquidech e-cigaret deformují a oslabují ochrannou lipidovou vrstvu uvnitř plic. Zjistili to vědci z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR ve spolupráci s Helsinskou univerzitou. Studii vydal časopis Scientific reports v nakladatelství Nature.
Na následky kouření elektronických cigaret, takzvaného vapování, zemřely před několika lety ve Spojených státech desítky lidí a další tisícovky trpěly zdravotními potížemi. Vědcům se v roce 2019 podařilo objasnit tato záhadná úmrtí spojovaná s elektronickými cigaretami. Zjistili, že hlavní příčinou poškození plic byl acetát vitaminu E (tokoferol acetát) obsažený v náplních e-cigaret, tzv. liquidech. V důsledku toho se přestal tokoferol acetát v liquidech používat. Ovšem i nadále se do liquidů přidávají různé látky, např. konzervanty, barviva a příchutě, z nichž některé mají podobné vlastnosti jako tokoferoly.
Obr. Experimentální uspořádání použité k napodobení vapování elektronických cigaret. Pára z vaporizéru vstupuje do komory a interaguje s modelem plicního surfaktantu rozprostřeným na povrchu vody. Senzor měří změny laterálního tlaku.
Tokoferol mění povrchový tlak
Vědci z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR ve spolupráci s Helsinskou univerzitou zkoumali, jakým způsobem tokoferoly ovlivňují plíce na molekulární úrovni. A odhalili, proč je vitamin E v plicích škodlivý, zatímco při jiném způsobu užívání, např. perorálním, je zdraví prospěšný.
Obr. Do náplní elektronických cigaret se přidávají různé látky, například konzervanty, barviva a příchutě.
Při výzkumu badatelé použili prasečí surfaktant, což je proteinově-lipidová vrstva na povrchu plicních sklípků, která je důležitá pro správnou funkci plic. Vzorky surfaktantu přidávali na vrstvu vody, jež je v plicích přirozeně obsažena, nechali na něj působit tokoferol a sledovali povrchový tlak během roztahování a smršťování vzorku, které napodobovalo dýchání. Zjistili, že povrchový tlak se prudce zvýší.
„Vzorky jsme také zkoumali pod fluorescenčním mikroskopem. Viděli jsme, že po přidání tokoferolu na vzorek vznikaly deformace a shluky molekul, a to přesně ve chvíli, kdy se začal povrchový tlak zvyšovat, což znamená, že tokoferol se do vrstvy surfaktantu zabudoval,“ popisuje vedoucí výzkumu Lukasz Cwiklik z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR. Závěry experimentů potvrdili také vědci z Helsinek, kteří provedli molekulární simulace.
Obr. Experimentální výsledky ukazující změnu laterálního tlaku modelu plicního surfaktantu během simulovaného dýchání a vliv tokoferolu. Vlevo: bez tokoferol acetátu (fialová) je závislost hladká, s tokoferolem (červená) se závislost mění při kompresi surfaktantu. To ukazuje, že tokoferol vstupuje do surfaktantu a mění jeho vlastnosti. Vpravo: fluorescenční mikroskopie ukazuje tvorbu agregátů při kompresi surfaktantu. S tokoferolem se agregáty objevují při nižším tlaku (vpravo dole), což naznačuje, že tokoferol modifikuje surfaktant.
Škodí i základ liquidů
Badatelé se rozhodli své závěrečné shrnutí prověřit i v pokusech s e-cigaretou. Použili různé druhy liquidů, napodobovali kouření e-cigarety a sledovali změny v povrchovém tlaku surfaktantu po určité době kouření. Opět se ukázalo, že při použití liquidu obsahujícího tokoferol se povrchový tlak prudce zvyšuje. Vědci ale došli ještě k dalšímu závěru, a ten je alarmující. Když použili liquidy, které se běžně prodávají, ale tokoferol neobsahují, povrchový tlak se také měnil – ovšem v tomto případě klesal.
Obr. 3. Výsledky molekulárních simulací ukazující tvorbu agregátů tokoferolu v plicním surfaktantu. Vlevo: tokoferol (červeně) se začleňuje do lipidů plicního surfaktantu (žlutě) rozprostřeného na vrstvě vody (modře) při volné kompresi surfaktantu. Vpravo: při vyšší kompresi tokoferol vytvořil v surfaktantu agregát.
„Z toho vyplývá, že nepříznivý vliv na plíce má i základ liquidů,“ vysvětluje Lukasz Cwiklik.
Výzkum poskytuje nové molekulární poznatky o nebezpečí přísad v produktech pro vaping. Obzvláště obezřetní by měli být lidé v případech, kdy si směs liquidu pro vapování připravují sami z přísad, které se běžně pro vapování nepoužívají. (3.12.2024)