Zahlavi

Nebezpečné látky v elektronických cigaretách poškozují ochrannou vrstvu plic

02. 12. 2024

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.

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.

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.

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.

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.

Kontakt:
prof. Dr. hab. Lukasz Cwiklik, Ph.D.
Ústav fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR
lukasz.cwiklik@jh-inst.cas.cz

TZ ke stažení zde.

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.

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.

prof. Dr. hab. Lukasz Cwiklik, Ph.D.

prof. Dr. hab. Lukasz Cwiklik, Ph.D.

Foto ÚFCH JH
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.

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.

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.

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.

Sociálně-ekonomické vědy

Vědecká pracoviště

Česká společnost prochází od r. 1989 hlubokou a mnohostrannou transformací. Její analýza je – vedle rozvíjení základního teoretického výzkumu - aktuálním úkolem ústavů této sekce. Zhodnocení výsledků ekonomické proměny, výzkum otevřených problémů dalšího ekonomického vývoje, studium transformace sociální struktury, teoretické základy nového právního systému, aktuální otázky psychologie osobnosti a sociální psychologie, to vše jsou témata, jimiž sociální vědy vstupují do živé diskuse s celou společností. Mnohé z těchto výzkumů využívají komparace s obdobně se měnícími zeměmi Střední Evropy. Rovněž se zkoumají nutné předpoklady a možné důsledky vstupu naší země do Evropské unie. Sekce zahrnuje 5 ústavů s přibližně 260 zaměstnanci, z nichž je asi 150 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.

Všechny výzkumné sekce