Gli ingredienti rinfrescanti contenuti nelle sigarette elettroniche possono causare aritmie cardiache o arresto cardiaco.

Gli agenti refrigeranti sintetici presenti nelle sigarette elettroniche possono avere effetti negativi sulla salute del cuore.

Gli ingredienti sintetici rinfrescanti aggiunti alle sigarette elettroniche hanno causato aritmie cardiache e aumentato i parametri di rischio cardiovascolare nei topi e nelle cellule cardiache umane coltivate in laboratorio. Secondo una nuova ricerca indipendente pubblicata oggi sulla rivista Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology ,

Questo studio è il primo a dimostrare che gli agenti refrigeranti sintetici presenti nelle sigarette elettroniche possono avere effetti negativi sulla salute del cuore.

Negli Stati Uniti, la vendita di molte sigarette elettroniche aromatizzate (chiamate anche vaporizzatori), come quelle al gusto di zucchero filato, è soggetta a restrizioni per renderle meno attraenti per i minori. Tuttavia, la maggior parte degli stati prevede delle eccezioni che consentono l’utilizzo di mentolo e altri ingredienti che donano una sensazione di freschezza se inalati. Queste eccezioni permangono e la FDA ha recentemente autorizzato la commercializzazione di alcune sigarette elettroniche aromatizzate per adulti, sollevando interrogativi ancora aperti su come aromi, agenti rinfrescanti come WS-3 e WS-23 e il design del prodotto influenzino la salute cardiovascolare e l’uso da parte dei giovani.

I refrigeranti sintetici sono diventati molto popolari nelle sigarette elettroniche

“Poiché i refrigeranti sintetici creano una sensazione di freddo senza sapore, non rientrano nelle restrizioni delle sigarette elettroniche che si concentrano sugli ‘aromi caratterizzanti‘”, ha affermato Alex Carll, Ph.D., MSPH, ricercatore principale dello studio e professore associato di fisiologia presso il Dipartimento di Fisiologia e il Christina Lee Brown Envirome Institute della Facoltà di Medicina dell’Università di Louisville, nel Kentucky. “I refrigeranti sintetici WS-3 e WS-23 sono diventati molto popolari nelle sigarette elettroniche, in parte perché riducono l’irritazione e rendono l’inalazione più piacevole.”

In precedenti ricerche, Carll e colleghi hanno scoperto che l’esposizione agli aerosol delle sigarette elettroniche alterava rapidamente il ritmo cardiaco nei topi, causando battiti cardiaci anomali che si verificavano troppo presto o venivano completamente saltati.

In questo studio, i ricercatori hanno condotto due tipi di test di laboratorio. Nel primo, i topi hanno inalato aerosol provenienti da sigarette elettroniche contenenti nicotina con o senza agenti refrigeranti. Il loro ritmo cardiaco e i modelli di conduzione sono stati monitorati durante l’esposizione. Nel secondo test, cellule cardiache umane coltivate in laboratorio sono state esposte ad agenti refrigeranti e a noradrenalina per simulare simultaneamente l’impatto della nicotina sugli ormoni dello stress.

Tra i principali risultati dello studio si annoverano:

• Tutti gli ingredienti rinfrescanti presenti nelle sigarette elettroniche hanno influenzato la variabilità della frequenza cardiaca , che indica risposte allo stress che aumentano il rischio di aritmie, ipertensione e altri problemi cardiovascolari.
• L’aggiunta di refrigeranti sintetici alle sigarette elettroniche già contenenti nicotina e solventi ha aumentato le aritmie cardiache nei topi, in particolare con il WS-23, che ha triplicato il numero di battiti cardiaci prematuri rispetto alle sigarette elettroniche contenenti solo nicotina e solventi. Con l’esposizione al refrigerante, questi battiti cardiaci irregolari corrispondevano a un aumento della frequenza cardiaca e a una ricarica elettrica più lenta tra un battito e l’altro.
• Nelle cellule cardiache umane, i refrigeranti non hanno alterato il normale ritmo cardiaco a riposo né la velocità di ricarica. Tuttavia, quando le cellule erano sottoposte a stress ormonale, i refrigeranti ne rallentavano il ritmo e acceleravano la ricarica tra un battito e l’altro.
• Nei topi, i refrigeranti non hanno aumentato in modo significativo la quantità di nicotina assorbita nel flusso sanguigno dopo l’inalazione.

“Nel complesso, questi risultati suggeriscono che i refrigeranti potrebbero causare aritmie rendendo il cuore elettricamente pronto troppo presto o troppo tardi per il battito successivo”, ha affermato Carll. “In generale, abbiamo osservato che le sigarette elettroniche al gusto di tabacco non alterano la conduzione cardiaca nei topi tanto quanto quelle con mentolo o refrigeranti sintetici. I refrigeranti, in particolare il WS-23 , hanno intensificato gli effetti cardiovascolari dell’esposizione alle sigarette elettroniche nei topi, causando un maggior numero di battiti cardiaci irregolari e maggiori segni di risposta allo stress da attacco o fuga nel ritmo cardiaco, che a loro volta aumentano il rischio di pericolosi battiti cardiaci irregolari e arresto cardiaco improvviso.”

Carll suggerisce che, sulla base di questi risultati, i responsabili politici rivedano le normative vigenti in materia di liquidi refrigeranti utilizzati nelle sigarette elettroniche.

“Le sostanze refrigeranti vengono aggiunte alle sigarette elettroniche in quantità molto elevate , spesso superiori alla nicotina o a qualsiasi altro aroma”, ha affermato. “I livelli di refrigeranti nei vaporizzatori dovrebbero essere oggetto di regolamentazione, soprattutto se ulteriori studi confermeranno che aumentano gli effetti dannosi dello svapo sul cuore.”

Lo studio lascia aperti diversi interrogativi per future ricerche.

“Non è ancora chiaro in che modo i liquidi refrigeranti contenuti nelle sigarette elettroniche influiscano sulle persone a maggior rischio di aritmie cardiache. Tra queste rientrano le donne in gravidanza e le persone con ipertensione, malattie cardiache, obesità o diabete di tipo 2. Inoltre, non sappiamo se gli effetti a breve termine dei liquidi refrigeranti portino a danni a lungo termine”, ha affermato Carll.

In una dichiarazione scientifica del 2023 dell’American Heart Association, intitolata ” Impatto cardiopolmonare delle sigarette elettroniche e dei prodotti per lo svapo” , si auspicavano ulteriori ricerche a lungo termine sull’uso delle sigarette elettroniche da parte di persone con patologie cardiache e polmonari preesistenti.

Le vendite di sigarette elettroniche al gusto di mentolo sono aumentate del 175,8% (da 30,7 milioni di unità a 84,7 milioni di unità) tra il 2019 e il 2023. Le vendite di sigarette elettroniche con ingredienti rinfrescanti sintetici, come WS-3 o WS-23, sono aumentate dell’872,1% tra il 2020 e il 2023 negli Stati Uniti, secondo un rapporto del 2024 della CDC Foundation e della Truth Initiative.

“Questa ricerca è quanto mai opportuna, dato che il mentolo e gli aromi rinfrescanti stanno diventando sempre più popolari”, ha affermato Jason J. Rose, MD, MBA, professore associato di medicina e primario della Divisione di Pneumologia, Terapia Intensiva e Medicina del Sonno presso la Facoltà di Medicina dell’Università del Maryland a Baltimora. Rose è stato il presidente volontario del gruppo di redazione della dichiarazione scientifica del 2023 e non è stato coinvolto in questa ricerca.

“I risultati dello studio non sono sorprendenti, perché gli ingredienti delle sigarette elettroniche, in particolare gli aromi sintetici, comportano di per sé dei rischi per la salute. Semplicemente, non conosciamo l’impatto a lungo termine dello svapo. Sebbene il Centro per i prodotti del tabacco della FDA autorizzi alcune sigarette elettroniche aromatizzate specifiche per adulti, ciò non significa che siano sicure da usare. L’autorizzazione della FDA prende in considerazione aspetti come i processi di produzione e gli standard di qualità. Valuta il rischio di questi prodotti in termini di somiglianza con altri prodotti del tabacco, che sappiamo comportare rischi per la salute cardiaca e polmonare.”

“È importante che i genitori parlino con i propri figli per assicurarsi che capiscano che nessun prodotto per lo svapo o del tabacco è sicuro o privo di rischi, anche se è stato autorizzato dalla FDA”, ha aggiunto.

Quali sono i dettagli, il contesto, la progettazione e i limiti dello studio?

• Le sigarette elettroniche sono dispositivi a batteria che riscaldano una soluzione liquida per vaporizzare un aerosol che viene inalato nei polmoni. La maggior parte delle sigarette elettroniche contiene nicotina, il componente dannoso per la salute e che crea dipendenza presente nelle sigarette tradizionali. Altri ingredienti includono solventi per creare il vapore e, spesso, agenti rinfrescanti e aromi.
• Topi maschi sono stati esposti ad aerosol di sigaretta elettronica mentre venivano monitorate diverse risposte cardiache (frequenza cardiaca, variabilità della frequenza cardiaca e insorgenza di aritmie premature) e venivano prelevati campioni di sangue per le analisi. Gli aerosol di sigaretta elettronica contenevano benzoato di nicotina al 2,5%, da solo o in combinazione con mentolo, WS-3 o WS-23, a concentrazioni crescenti.
• Per la seconda parte dell’analisi sono state utilizzate cellule cardiache umane coltivate in laboratorio, al fine di comprendere il potenziale impatto degli ingredienti refrigeranti sulle cellule cardiache umane.
• Tra i limiti dello studio, va considerato che i topi potrebbero reagire in modo diverso agli effetti degli ingredienti rinfrescanti rispetto agli esseri umani. Inoltre, per la ricerca sono stati selezionati topi maschi, poiché è stato precedentemente osservato che sono più sensibili agli effetti delle sigarette elettroniche; pertanto, i risultati non possono essere generalizzati alle femmine.
• I refrigeranti non hanno aumentato significativamente l’assorbimento di nicotina nei topi; tuttavia, il piccolo numero di topi sottoposti a prelievo di sangue (5 per gruppo) potrebbe non essere sufficiente per trarre conclusioni definitive. “È importante sottolineare che le cellule cardiache umane coltivate in laboratorio spesso non tengono conto delle complesse interazioni tra il sistema respiratorio e quello cardiovascolare nell’uomo, pertanto sono necessarie ulteriori ricerche”, ha affermato Carll.
• Questo studio ha analizzato liquidi per sigarette elettroniche contenenti nicotina, solventi e talvolta refrigeranti. Al contrario, i prodotti disponibili al pubblico che contengono refrigeranti solitamente hanno molti più ingredienti, tra cui aromi e altri additivi.
• Gli effetti a breve termine osservati in questo studio potrebbero essere sottostimati o diversi da quelli riscontrati in prodotti con una maggiore composizione di ingredienti, e il potenziale impatto dell’esposizione a lungo termine richiede ulteriori ricerche.

Abstract

Nonostante la crescente popolarità delle sigarette elettroniche, si moltiplicano le prove che lo svapo induca uno squilibrio del sistema nervoso autonomo, aritmie cardiache e potenzialmente persino arresto cardiaco. Gli ingredienti mentolo, Wilkinson Sword (WS)-3 e WS-23 sono agenti rinfrescanti che aumentano l’attrattiva delle sigarette elettroniche (e-cig) ma comportano rischi sconosciuti se inalati.

METODI:

Abbiamo valutato sistematicamente come questi refrigeranti influenzino gli effetti delle sigarette elettroniche sull’elettrofisiologia cardiaca e cellulare, rispettivamente nei topi e nei cardiomiociti derivati ​​da cellule staminali pluripotenti indotte umane. I topi sono stati esposti per inalazione ad aerosol di sigarette elettroniche generati da solventi standard per liquidi per sigarette elettroniche e benzoato di nicotina al 2,5% (veicolo), oppure da veicolo più mentolo, WS-3 o WS-23, a concentrazioni crescenti durante l’esposizione. Gli elettrocardiogrammi derivati ​​dalla telemetria sono stati analizzati per rilevare variazioni della frequenza cardiaca, della variabilità della frequenza cardiaca, della morfologia e delle aritmie ventricolari premature. Nei cardiomiociti derivati ​​da cellule staminali pluripotenti indotte umane sono stati valutati gli effetti di concentrazioni crescenti di refrigerante sulla frequenza cardiaca, sulla durata del potenziale di campo elettrico e sulla durata del potenziale di campo corretto per la frequenza, calcolata con una formula di recente validazione, in assenza e in presenza di noradrenalina per simulare la fisiologia basale e la simpatoeccitazione indotta dalla nicotina.

RISULTATI:

In seguito all’inalazione dell’aerosol della sigaretta elettronica, tutti i refrigeranti hanno aumentato acutamente lo squilibrio autonomico indotto dal veicolo, ma solo i refrigeranti sintetici, WS-3 e WS-23, hanno potenziato l’aritmogenesi ventricolare. I battiti ventricolari prematuri durante l’esposizione alla sigaretta elettronica erano correlati alla dominanza simpatica e ai ritardi transitori nella ripolarizzazione ventricolare misurati rispettivamente dalla variabilità della frequenza cardiaca e dall’intervallo QT corretto dall’intervallo RR; tuttavia, le correlazioni erano più forti per WS-23 nonostante nessun impatto significativo dei refrigeranti sull’assunzione di nicotina. Al contrario, nei cardiomiociti derivati ​​da cellule staminali pluripotenti indotte umane, i refrigeranti non hanno influenzato la fisiologia basale ma hanno rallentato la frequenza cardiaca e accorciato la durata del potenziale di campo corretto per la frequenza durante la stimolazione con norepinefrina.

CONCLUSIONI:

Nel complesso, questi dati indicano che i refrigeranti aumentano, in modo dose-dipendente, l’aritmogenicità delle sigarette elettroniche, probabilmente attraverso alterazioni acute della modulazione autonomica e della ripolarizzazione. In attesa di conferma da parte di studi sull’uomo, questi comuni additivi non a base di nicotina potrebbero esacerbare la cardiotossicità delle sigarette elettroniche e comportare rischi cardiovascolari specifici, in particolare nei soggetti con predisposizione aritmogena alla stimolazione simpatica o con rallentamento della ripolarizzazione ventricolare.

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