Chemicaliën die voor vapen worden gebruikt, breken ritsachtige verbindingen tussen cellen in de darm af, wat leidt tot chronische ontstekingen en mogelijk andere gezondheidsproblemen.
Door makers aangeprezen als een ‘gezond’ alternatief voor traditionele nicotinesigaretten, wijst nieuw onderzoek echter op het feit dat de chemicaliën die in e-sigaretten worden aangetroffen, de darmbarrière verstoren en ontstekingen in het lichaam veroorzaken, wat mogelijk kan leiden tot een verscheidenheid aan gezondheidsproblemen.
In de studie, gepubliceerd op 5 januari 2021 in het tijdschrift iScience, Soumita Das, PhD, universitair hoofddocent pathologie, en Pradipta Ghosh, MD, hoogleraar cellulaire en moleculaire geneeskunde aan de UC San Diego School of Medicine en Moores Cancer Center aan UC De San Diego School of Medicine ontdekte samen met collega’s dat chronisch gebruik van nicotinevrije e-sigaretten leidde tot een “lekkende darm”, waarin microben en andere moleculen uit de darmen sijpelen, wat resulteert in chronische ontstekingen. Een dergelijke ontsteking kan bijdragen aan een verscheidenheid aan ziekten en aandoeningen, waaronder inflammatoire darmaandoeningen, dementie, bepaalde vormen van kanker, atherosclerose, leverfibrose, diabetes en artritis.
“De darmwand is een verbazingwekkende entiteit. Het bestaat uit een enkele laag cellen die bedoeld zijn om het lichaam af te sluiten van de triljoenen microben, ons immuunsysteem te verdedigen en tegelijkertijd de opname van essentiële voedingsstoffen mogelijk te maken, ”zei Ghosh. “Alles wat we eten of drinken, met andere woorden onze levensstijlkeuzes, heeft het vermogen om onze darmmicroben, de darmbarrière en de algehele gezondheid te beïnvloeden. Nu weten we dat wat we roken, zoals e-sigaretten, er ook een negatieve invloed op heeft. ”
De onderzoekers ontdekten dat twee chemicaliën die werden gebruikt als basis voor alle vloeistofdamp van e-sigaretten – propyleenglycol en plantaardige glycerol – de oorzaak waren van ontstekingen.
“Bij het verhitten van deze twee worden talloze chemicaliën gemaakt om de dampen bij het verdampen te genereren die de meeste schade aanrichten, waarvoor momenteel geen regelgeving bestaat”, aldus Ghosh. “De veiligheid van e-sigaretten is aan beide kanten fel bediscussieerd. Nicotinegehalte, en de verslavende aard ervan, is altijd de belangrijkste focus geweest van degenen die tegen de veiligheid ervan pleiten, terwijl een gebrek aan chemicaliën in de kankerverwekkende stoffen die in de sigarettenrook aanwezig zijn, werd aangeprezen door de makers van e-sigaretten bij het op de markt brengen van deze producten als een ‘gezond alternatief’. In werkelijkheid zijn het de chemicaliën die de dampvormige vloeistof vormen waar we ons meer zorgen over moeten maken, aangezien ze de oorzaak zijn van darmontsteking. ”
Voor de studie gebruikte het team 3D-modellen van menselijke darmkanalen gegenereerd uit patiëntencellen en simuleerde wat er gebeurt wanneer e-sigaretdampen de darmwand binnendringen. Onderzoekers valideerden de bevindingen met behulp van muismodellen van vapen in samenwerking met Laura Crotty-Alexander, MD, universitair hoofddocent geneeskunde in de afdeling Pulmonary, Critical Care and Sleep Medicine aan de UC San Diego School of Medicine en afdelingshoofd van Pulmonary Critical Care bij Veterans Zaken San Diego Healthcare System.
Om de 3D-darmorganoïden te produceren, verzamelden de onderzoekers stamcellen uit biopsieën van patiënten tijdens colonoscopieën en kweekten ze deze in vitro. De stamcellen differentieerden zich in de vier verschillende celtypen waaruit de darmwand bestaat. Het team stelde de organoïden vervolgens bloot aan vloeistofdamp van e-sigaretten, wat de frequentie van een chronische damp nabootst.
Ze merkten op dat epitheliale dichte conjunctie-markers, die ritssluitingachtige eiwitten zijn die de eerste fysieke barrière van de darmen vormen, begonnen te breken of los te maken, waardoor pathogenen uit de damp in het omringende immuunsysteem sijpelden, wat grote schade aanrichtte aan beschermende onder.
Dergelijke cellen fungeren als een verdediging tegen infectie door pathogene microben op te ruimen en bepaalde immuunresponsen in het lichaam te initiëren. Bij blootstelling aan de vloeistof van de e-sigaret werden de cellen snel overweldigd, waardoor ze ziekteverwekkers niet effectief konden verwijderen, wat leidde tot darmontsteking.
De studie maakt deel uit van het HUMANOID Center of Research Excellence, een kernfaciliteit aan de UC San Diego School of Medicine onder leiding van Ghosh en Das, de senior auteur van de studie. Wetenschappers in het centrum gebruiken een verscheidenheid aan menselijke organoïden en andere hulpmiddelen om ziekten en effecten te modelleren.
“Dit is de eerste studie die aantoont hoe chronische blootstelling aan e-sigaretten de gevoeligheid van de darmen voor bacteriële infecties verhoogt, wat leidt tot chronische ontstekingen en andere gezondheidsproblemen”, aldus Das. “Gezien het belang van de darmbarrière bij het in stand houden van de immuunhomeostase van het lichaam, bieden de bevindingen waardevol inzicht in de mogelijke schadelijke effecten op de lange termijn van chronisch gebruik van e-sigaretten op onze gezondheid.”
Ghosh zei dat schade aan de darmwand in de loop van de tijd omkeerbaar kan zijn als de opruiende factor, in dit geval het gebruik van e-sigaretten, wordt geëlimineerd, maar de effecten van chronische ontstekingen op andere organen, zoals het hart of de hersenen, kunnen onomkeerbaar zijn. Ghosh zei dat zij en collega’s van plan zijn om in de toekomst naar verschillende smaakstoffen van e-sigaretten te kijken om te bepalen welke effecten ze kunnen hebben op de darmen.
Links
https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(21)00003-1
https://medschool.ucsd.edu/research/inm/humanoid/Pages/default.aspx