Не всички вейпинги са еднакви: Диференциални белодробни ефекти от вейпинга на канабидиола спрямо никотина
Sep 28, 2023
РЕЗЮМЕ
Обосновка Vaping се превърна в популярен метод за вдишване на различни психоактивни вещества. Въпреки че оценката на респираторните ефекти от изпаряването се фокусира предимно върху продукти, съдържащи никотин, изпаряването с канабидиол (CBD) става все по-популярно. Понастоящем остава неизвестно дали ефектите върху здравето от употребата на никотин и канабиноидите са подобни.
Цели
Това проучване сравнява един до друг белодробните ефекти от острото вдишване на изпарения CBD спрямо никотина.
Методи
Бяха проведени in vivo проучвания за вдишване при мишки и in vitro експерименти за цитотоксичност с човешки клетки, за да се оценят ефектите, предизвикващи увреждане на белите дробове от CBD или никотиновите аерозоли, излъчвани от устройствата за парене.
ползи от добавката Cistanche - повишава имунитета
Измервания и основни резултати
Белодробното възпаление при мишки се оценява чрез хистология, поточна цитометрия и количествено определяне на нивата на провъзпалителни цитокини и хемокини. Белодробното увреждане се оценява чрез хистология, измерване на миелопероксидазната активност и нивата на неутрофилна еластаза в бронхоалвеоларния лаваж и белодробната тъкан. Целостта на белодробния епител/ендотел беше оценена чрез количествено определяне на нивата на BAL протеин, изтичане на албумин и изтичане на белодробен FITC-декстран. Оксидативният стрес се определя чрез измерване на антиоксидантния потенциал в BAL и белите дробове. Цитотоксичните ефекти на CBD и никотиновите аерозоли върху човешки неутрофили и човешки епителни клетки на малките дихателни пътища бяха оценени с помощта на in vitro интерфейсна система въздух-течност. Вдишването на CBD аерозол води до по-големи възпалителни промени, по-тежки белодробни увреждания и по-висок оксидативен стрес в сравнение с никотина. CBD аерозол също показва по-висока токсичност за човешките клетки в сравнение с никотина.
Изводи
Изпаряването на CBD предизвиква мощен възпалителен отговор и води до повече патологични промени, свързани с увреждане на белите дробове, отколкото изпаряването на никотин.
ВЪВЕДЕНИЕ
90-те години като алтернативен начин на употреба на канабис. Изпарителите за канабис обикновено са големи устройства, които нагряват изсушени билки от канабис до точката на изпаряване на канабиноид. В началото на 2000-те години по-малките преносими изпарители се появиха като „електронни цигари“ и се превърнаха в популярен начин за прилагане на никотин.1 Електронните цигари загряват никотина в разтвор, а не от изсушени тютюневи листа. Наскоро изпарителите на пазара на канабис претърпяха подобен преход, с по-голяма употреба на течни екстракти от канабис.2–7 Аерозолите, отделяни от продуктите за парене, съдържат не само психоактивни вещества като никотин и канабиноиди (главно тетрахидроканабинол (THC) и канабидиол (CBD)). но също така и респираторни токсични вещества (напр. формалдехид, акролеин, бензалдехид).8–11 Много химични съставки, участващи в изпиването на никотин и канабиноиди, са подобни, а други са много различни, което придава значение на разглеждането на тези въпроси в контекста на разбирането на респираторните последици от изпаряване на двете вещества. Като пример, разтворителите, използвани в никотин и канабиноид-съдържащи продукти за изпаряване, могат да бъдат различни, поради липофилните свойства на канабиноидите.12 Витамин Е ацетат беше идентифициран като добавка в съдържащи THC продукти за изпаряване и изигра значителна роля в избухването през 2019 г. на увреждане на белите дробове, свързано с електронната цигара и цигарата (VALI).13 14 Ограничен брой проучвания за респираторните ефекти от цигарата са фокусирани основно върху продукти, съдържащи никотин. Проучванията in vitro предполагат, че никотинът при изпиване може да активира имунните клетки и да наруши някои от ключовите им функции.15 Проучванията върху животни показват, че излагането на никотин от електронни цигари влияе неблагоприятно на имунологичните реакции.16 17 Наблюдения при хора показват, че никотинът при изпиване потиска аспекти на вродената имунна система в назалните епителни клетки.18 19 Епидемиологичните проучвания съобщават за връзки между употребата на никотин и хроничните респираторни състояния (хронична кашлица, бронхит, астма).20–24 След изследване на свързаните респираторни и имунологични резултати с употребата на канабис се фокусира изключително върху пушения канабис, 25–31 понастоящем не е известно дали здравните ефекти от никотина и канабиноидите са сходни. Това проучване имаше за цел да сравни във формат едно до друго въздействието на острото вдишване на изпарени канабиноиди спрямо никотина.
Таблица 1 Сравнение на химикали, открити в продукти за изпаряване (течности без нагряване), използвани при експерименти с експозиция in vivo и in vitro
МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ
Използваните методи са описани по-подробно в онлайн допълнителния файл.
Vaping продукти
Използвахме два търговски продукта за вейпинг, единият съдържащ CBD, а другият съдържащ никотин (съкратено в цифри като CBD-vape и Nic-vape). Съдържащата CBD капсула беше CalmVape от The Kind Group LLC, а капсулата, съдържаща никотин, беше Juul от Juul Labs. И двата продукта бяха закупени онлайн в САЩ през ноември 2020. Шушулките CalmVape бяха етикетирани като съдържащи 50 mg/mL CBD, разтворени в смес от средноверижни триглицериди (MCT) и имаха естествен аромат. Juul е етикетиран като съдържащ 5,0% никотин, разтворен в смес от пропилей гликол (PG), растителен глицерин (VG) и аромат на тютюн Virginia. Тествахме ненагрети и нагрети течности, както и емисиите, генерирани от двата продукта, като използвахме напълно валидирани и публикувани преди това хроматографско-масспектрометрични анализи.32 Основните съставки, идентифицирани в течностите от двата продукта, са изброени в таблица 1. Подробен списък на химикалите, идентифицирани в нагрети разтвори, включително добивите на четири потенциално токсични карбонилни съединения (формалдехид, ацеталдехид, ацетон и акролеин) в емитирани аерозоли, са предоставени в допълнителни онлайн фигури E1–E4 и онлайн допълнителни таблици E1 и E2.
Ползи от добавката Cistanche - как да подсилим имунната система
мишки
Шестседмични C57BL/6NCr мъжки и женски мишки бяха доставени от Charles River Laboratory (Wilmington, Massachusetts, USA) и настанени при специфични условия без патогени с цикли светлина/тъмнина от 12/12 часа. Броят на животните за група на експозиция беше n=10 (5 мъжки и 5 женски, с изключение на Nic-vape, който съдържаше 5 мъжки и 4 женски; една женска мишка беше много малка по размер и трябваше да бъде евтаназирана преди завършване на изследването ). Всички експерименти бяха извършени в съответствие с насоките, установени от Комитета за грижа и използване на животните в институцията и в съответствие с всички държавни, федерални и NIH разпоредби.
Условия на експозиция на животни
Аерозолите от продуктите за парене са произведени с помощта на аерозолен генератор за електронни цигари, описан по-рано.14 33 Устройството Juul е използвано за аерозолиране на двата продукта. Животните се излагат в модифицирана 15 L индукционна камера всеки ден на общо 20 впръсквания, генерирани за 1 час (1 впръскване на всеки 3 минути), 5 дни/седмица в продължение на 2 седмици. Всяко впръскване има обем от 55 ml и се аерозолира за 3s продължителност. Аерозолите от всеки продукт за изпаряване бяха генерирани с помощта на идентичен протокол за изпаряване, предназначен да имитира поведението на изпаряване на опитни потребители на никотин.34 Поради липса на публикации, описващи поведението на изпаряване сред потребителите на CBD, ние следвахме едни и същи протоколи за изпаряване и за двата продукта. Въпреки че не измервахме CBD и никотин във въздуха в камерите за експозиция на животни, ние изчислихме въз основа на обема течност, изпарена на ден, концентрацията на CBD и никотин в течности, аерозол и скорост на въздушния поток, че животните са били изложени средно на 20,5 mg/ m3 CBD и 22,8 mg/m3 никотин. Контролните животни бяха изложени на филтриран въздух, като се използва същият протокол за експозиция.
Условия на експозиция in vitro
Клетките, използвани в in vitro експерименти, бяха директно изложени на прясно генерирани впръсквания в затворена система за експозиция, където камерите за интерфейс въздух-течност (ALI) бяха държани в 37-градусов инкубатор. За експериментите с ALI използвахме същите устройства за изпаряване със затворена система и течни формулировки за повторно пълнене, както са използвани за експериментите с експозиция in vivo, описани по-горе. Подробности за метода са предоставени в онлайн допълнителен файл.
Cistanche ползи за мъжете - укрепване на имунната система
Щракнете тук, за да видите продуктите Cistanche Enhance Imunity
【Попитайте за повече】 Имейл:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Оценка на белодробно възпаление
Белодробното възпаление се оценява чрез поточна цитометрия, хистохимия и чрез количествено определяне на нивата на цитокини и хемокини (онлайн допълнителна фигура E5), 14 35 36, и пълните подробности са предоставени в онлайн допълнителен файл.
Оценка на белодробното увреждане
Белодробният епителен/ендотелен интегритет беше оценен чрез количествено определяне на нивата на протеин чрез BCA и изтичане на албумин от системно към бронхоалвеоларно пространство чрез ELISA, използвайки BAL проби и бронхоалвеоларно към системно изтичане чрез измерване на плазмената флуоресценция 1 час след интратрахеалното вкарване на флуоресцентната сонда. Нивата на неутрофилна еластаза (NE) 37 38 бяха измерени в BAL и белодробна тъкан с помощта на комплект NE ELISA от R&D systems (Cat. #DY4517-05), следвайки протокола на производителя. Миелопероксидазната активност (MPO) се измерва чрез калориметричен анализ в BAL и белодробна тъкан39, като се използва комплект за анализ на MPO от Abcam (Cat. #ab105136), като се използват инструкциите на производителя. Оцветяването Oil Red O се използва за визуализиране на натоварени с липиди алвеоларни макрофаги.14 Подробностите за анализа са дадени в онлайн допълнителния файл. Хистологичните оценки в срезове на белите дробове бяха оценени от ветеринарен патолог, както е описано по-горе.40 41
Измерване на оксидативен стрес в BAL и бели дробове на мишки
Острите възпалителни реакции бързо надхвърлят антиоксидантните системи, за да насърчат белодробно увреждане.42-44 Оксидативният стрес се определя чрез измерване на антиоксидантния потенциал в BAL и белодробните лизати, както е описано в онлайн допълнителния файл.
In vitro тестове за цитотоксичност
Човешки епителни клетки от малки дихателни пътища (hSAECs) от LONZA и пречистени човешки неутрофили бяха директно изложени на прясно генерирани CBD и никотинови аерозоли в култури на интерфейс въздух-течност. Протоколът за експозиция и методологичните подробности са в допълнителните онлайн материали. Цитотоксичността се измерва с помощта на изключване на трипаново синьо багрило, поемане на неутрално червено багрило и анализи на апоптоза на Annexin V-FITC, както е описано в онлайн допълнителния файл.
Измерване на нивата на NE в културална среда на PMN
Нивата на NE в изложената на аерозол кондиционирана среда за клетъчна култура на PMN след периода на възстановяване бяха количествено определени чрез ELISA комплект от R&D системи (Кат. #DY4517-05), следвайки инструкциите на производителя.
Тест за пропускливост на FITC-декстран
Парацелуларната пропускливост през монослой от изложени на аерозол човешки SAEC от ALI култури беше извършена за оценка на целостта на бариерата и подробностите са описани в онлайн допълнителния файл.
Статистически анализ
Статистически значими разлики между средните стойности на ранга на различните групи на експозиция (CBD, никотин и контроли на въздуха) бяха определени чрез извършване на непараметричния тест на Kruskal-Wallis. Стойностите на P бяха коригирани за многократно тестване с помощта на метода на „двустепенна линейна процедура за повишаване на степента на фалшиво откриване (FDR) на Benjamini, Krieger и Yekutieli“ и разликите между двете групи бяха счетени за статистически значими при p<0.05when FDR was set at Q<0.1. We also evaluated if there were differences between male versus female mice in the responses to inhalation of CBD and nicotine aerosols in comparison with air. All statistical analyses were carried out using GraphPad Prism V.9.3.1 software (GraphPad; La Jolla, California, USA).
cistanche tubulosa - подобряват имунната система
РЕЗУЛТАТИ
Излагането на CBD аерозол доведе до по-голямо натрупване на вродени и адаптивни имунни клетки в белите дробове в сравнение с излагането на никотин
Общият имуноклетъчен инфилтрат е значително по-висок в белите дробове на мишки след вдишване на CBD аерозоли, отколкото никотин или филтриран въздух (фигура 1A). Седем от 10-те изследвани подгрупи имунни клетки са значително по-силно засегнати след излагане на CBD в сравнение с никотин. Имунофенотипният анализ разкрива статистически значима инфилтрация на CD11b+Ly6G+ неутрофили в белите дробове на мишки след вдишване на CBDaerosols (14488 срещу 3674 неутрофили във въздуха, p<0.05) as well as following nicotine aerosol exposure (15410 vs 3674 neutrophils in air, p<0.001) (figure 1B). Total numbers of CD11bCD- 11c+Siglec-F+ alveolar macrophages were significantly reduced following CBD-Vape or Nic-Vape inhalation as compared with air-exposed mice (15965 cells in CBD and 18834 cells in NicVape vs 43465 cells in air (p<0.05)) (figure 1C). Inhalation of both CBD and nicotine aerosols resulted in significantly lower numbers of pulmonary interstitial CD11bCD11c+CD206+ macrophages as compared with air-exposed control mice (11460 vs 47319 cells for CBD-Vape, p<0.0001) and 27727 vs 47319 cells for Nic-Vape, p<0.05). The reduction in the numbers of pulmonary interstitial macrophages was significantly greater following inhalation of CBD aerosols compared with nicotine (11460 cells in CBD-vape vs 27727 cells in Nic-Vape, p<0.05) (figure 1D). CD11bCD11c+arginase-1+ macrophages were significantly reduced following inhalation of both CBD-Vape and Nic-Vape compared with air-exposed control (13450 vs 44009 for CBD-Vape (p<0.001), and 24280 vs 44009 for Nic-Vape (p<0.05)) (figure 1E). However, the reduction in the numbers of CD11bD11c+arginase-1+ macrophages was significantly more following inhalation of CBD aerosols compared with Nic-Vape (13450 cells in CBD-vape vs 24280 cells in Nic-Vape (p<0.05). The number of CD19+ B cells was not statistically different (figure 1F). Following inhalation of CBD aerosols, the numbers of CD8+ and CD4+ T cells in the lungs were, respectively, 3.3-fold (p<0.001) and 5.6-fold (p<0.0001) higher than following nicotine inhalation (figure 1G, H). CD4+IL-17A+ T cells were not altered in the lungs following CBD-Vape or Nic-Vape exposures as compared with air control (figure 1I). CD4+RORγt + T cells, expressing the master transcription factor essential for the differentiation into proinflammatory Th17 cells, were significantly increased following inhalation of CBD aerosols as compared with both nicotine (11983 vs. 2015; p<0.001) and air exposure (11983 vs. 5887; p<0.05) (figure 1J). Furthermore, CBD aerosols resulted in markedly increased infiltration of CD4+Foxp3+ regulatory T cells into the lungs compared with nicotine (4401 cells in CBD-Vape vs 1688 cells in Nic-Vape; p<0.001) (figure 1K). There were no statistically significant differences observed between male and female mice concerning the infiltration of any of the innate and adaptive immune cells, regardless of the different exposure conditions (online supplemental figure E6A–K). Relatively more Oil Red O-positive lipid-laden macrophages were detected in BAL following CBD-aerosol inhalation compared with nicotine aerosol (0.66 vs 0.32; p<0.05) or air-exposure (0.66 vs 0.15; p<0.001) (figure 2A). Lung tissue sections of air-breathing mice contained rare (typically 1–2 positive cells in the entire lung lobe) lipid-containing, Oil Red O-positive intra-alveolar macrophages (online supplemental figure E7A). In contrast, lungs from CBD and nicotine-exposed animals regionally contained one or more Oil Red O-positive macrophages within multiple alveolar lumina that were often adjacent to one another (online supplemental figure E7B, C), with no obvious differences found in males versus females. Histological examination of H&E-stained lung tissue sections from filtered air-breathing control mice showed air-filled alveolar lumina bounded by thin alveolar walls (figure 2B). In contrast, peribronchiolar and/or intrabronchiolar, perivascular, alveolar infiltrates, and interstitial infiltrates of lymphocytes, macrophages, and granulocytes were the predominant findings in the CBD and nicotine-exposed mouse lungs (figure 2C–E). Small focal lesions and occasionally larger and more regionally extensive focal lesions were noted. Lesions were found primarily near terminal bronchioles and often subpleural. The frequency and severity of lesions were greater following CBD aerosol inhalation compared with nicotine. The male mice showed a greater frequency of most lesions as compared with female mice following inhalation of both CBD and nicotine.
Фигура 1 Въздействие на острата експозиция на CBD или никотинови аерозоли върху белодробната имунна клетъчна инфилтрация. Общ брой левкоцити (A), CD11b+ Ly6G+ неутрофили (B), CD11b-CD11c+ Siglec-F + макрофаги (C), CD11b-CD11c+ CD206+ макрофаги (D), CD11b-CD11c+ аргиназа+ макрофаги (E) и брой CD19+ В клетки (F), CD8+ Т клетки (G), CD4+ Т клетки (H), CD4+ IL17A+ (I) и CD 4+ ROR t + възпалителни Т клетки (J) и CD4+ FOXP3+ Т клетки (K) в белите дробове на мишки, изложени на въздух, никотин или CBD аерозол, се определят чрез поток цитометрия с използване на специфични маркери и следвайки стратегия за стробиране, както е описано по-горе и показано на онлайн допълнителна фигура 1. Данните са показани като квадратни диаграми с мустаци на мин. и макс. Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05, the statistical significance of the difference between the two groups is indicated with symbols *p<0.05; ***p<0.001; ****p<0.0001after performing non-parametric Kruskal-Wallis test with false discovery rate (FDR) correction for multiple comparisons by GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each exposure condition, n=10 mice (5 males+5 females) (n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape) were used. CBD, cannabidiol.
CBD аерозолът има по-силен модулиращ ефект върху нивата на цитокини от никотиновия аерозол
Установихме, че вдишването на CBD аерозол значително повишава нивата на цитокините IL-5, IL-6 и G-CSF в BAL в сравнение както с никотина, така и с излагането на въздух (p<0.01) and enhanced the levels of chemokine KC compared with air-control only (p<0.001) (figure 3A–D). Levels of IL-2 were significantly lower following CBD and Nic-vape aerosol exposures compared with air (p<0.05) (figure 3E). IL-10 and IFN-γ levels were significantly reduced only after CBD aerosol exposure compared with air (p<0.05) (figure 3F, G). IL-1α levels were not significantly different, though there was a trend for the values to be lower following exposure to CBD-Vape aerosols (figure 3H). There were no statistically significant differences observed between male and female mice in the levels of these cytokines or chemokines (online supplemental figure E8A–H and online supplemental table E3).
Излагането на CBD аерозоли доведе до повече белодробно ендотелно увреждане, отколкото излагането на никотинов аерозол
Общите протеинови нива в BAL са повишени след вдишване на CBD аерозоли в сравнение с контролите на въздуха (435 µg/mL срещу 287 µg/mL; p<0.01) (figure 4A, left panel). Additionally, serum albumin levels leaking into the BAL were markedly increased following CBD aerosol inhalation when compared with both nicotine aerosol (70303ng/mL vs 32741ng/mL in NicVape; p<0.01) and air inhalation (70303ng/mL vs 26042ng/ mL in air control; p<0.0001) (figure 4B, left panel). The systemic leak of FITC-dextran from the lungs into the plasma was markedly higher following CBD aerosol inhalation than Nic-vape aerosol (469.9ng/mL vs 227.6ng/mL in Nic-Vape; p<0.01) or air exposures (469.9ng/mL vs 157.5ng/mL in air control; p<0.0001) (figure 4C, left panel). Furthermore, the FITC-dextran leak following Nic-vape aerosol exposure was not significantly different when compared with air control (227.6ng/mL vs 157.5ng/mL). There were no statistically significant differences observed in the levels of these markers when comparing male with female mice following any of the exposures (figure 4A–C, right panels and online supplemental table E3). It is known that elastase activity in inflammatory diseases increases and correlates with the levels of elastase proteins and neutrophil infiltrates as the disease progresses.45 46 NE levels in the BAL were markedly augmented following inhalation of CBD aerosols (1.8-fold vs air; p<0.001) and Nic-Vape aerosols (1.42-fold vs air; p<0.01) (figure 5A, left panel). The levels of NE measured in lung tissue were significantly increased following CBD-Vape as compared with both Nic-Vape (1.3-fold; p<0.01) and air (1.41-fold; p<0.001) (figure 5B, left panel). There were no statistically significant differences observed in NE levels between male and female mice, measured either in the BAL or lung tissues (figure 5A, B, right panels and online supplemental table E3). We detected higher MPO activity in lung tissues following inhalation of CBD aerosols compared with nicotine aerosols (~2fold; p<0.05) and air (~8.44fold; p<0.0001) (figure 6A). BAL MPO activity following CBD and nicotine aerosol-inhalation was equivalent, but greater than air controls (p<0.01) (online supplemental figure E9A). There were no statistically significant differences observed in MPO activity between male and female mice, either in lung tissue or in the BAL (figure 6B; online supplemental figure E9B and online supplemental table E3).
Фигура 2 Възпалителни промени в белите дробове след вдишване на CBD и никотинови аерозоли. В края на експозициите мишките се евтаназират, трахеята се канюлира за събиране на BAL в 1% FBS в PBS и белите дробове се събират. (A) BAL клетки цитоспин върху стъклени предметни стъкла се оцветяват с 0.5% разтвор на Oil Red O и Oil Red O-положителни клетки се преброяват, както е описано в методите. Резултатите са изобразени като квадратни графики с мустаци при мин. и макс. Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and indicated with the symbols *p<0.05; ***p<0.001 by performing non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons using GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each experiment n=10 (5 males+5 females) for CBD-vape and air exposure and n=9 (5 males+4 females) for Nic-vape). (B–E) Left lung lobes from all mice were embedded, sectioned and H&E stained as described in the methods. (B) (Air): Image of the histologically unremarkable lung from air-breathing control mouse showing air-filled alveolar lumina bounded by thin alveolar walls (arrows). H&E, ×20. (C) Nic-vape: Peribronchiolar lymphocytic, macrophagic (arrowhead) granulocytic infiltrate (circle). H&E, ×20 magnification. B=bronchiolar lumen. (D, E) CBD-vape: Perivascular infiltrates composed of mononuclear (lymphocytes and macrophages) and granulocytic infiltrates (arrows). Intra-alveolar granulocytes (circles) and macrophages (arrowheads) were also present. H&E, ×20 magnification. BD, cannabidiol; B, bronchiolar lumen; FDR, false discovery rate; PBS, phosphate-buffered saline; V, vessel lumen.
Излагането на CBD и никотинови аерозоли намалява белодробния антиоксидантен потенциал
Общият антиоксидантен капацитет е значително намален и в двете белодробни тъкани (стр<0.01vs air) and BAL (p=0.001vs air) following inhalation of CBD aerosols (figure 7A; online supplemental figure E10A). However, following nicotine aerosol exposure it was significantly reduced only in the BAL (p<0.01vs air) compared with air (online supplemental figure E10A). We did not observe any statistically significant differences in the antioxidant potential between male and female mice for each exposure group, either in lung tissue or in the BAL (figure 7B; online supplemental figure E10B and online supplemental table E3).
Фигура 3 Модулиране на възпалителната цитокинова/хемокинова среда в BAL течността след вдишване на CBD и никотинови аерозоли. Нивата на различни свързани с възпалението цитокини и хемокини в BAL (A–H) на мишки след 2 седмици излагане на въздух, аерозоли Nic-Vape или аерозоли CBD-Vape бяха количествено определени с помощта на MULTIPLEX MAP Kit, както е описано в материали и методи. Данните са показани като квадратни диаграми с мустаци при мин. и макс. Беше извършен непараметричен тест на Kruskal-Wallis с корекция на FDR за множество сравнения, за да се види дали съществуват статистически значими разлики между двете групи, използвайки софтуер GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Калифорния, САЩ). Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and is indicated with symbols *p<0.05; **p<0.01; ***p<0.001; ****p<0.0001. In each experiment n=10 for CBD-vape and air exposure (5 males+5 females) and n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape). CBD, cannabidiol.
CBD аерозолът е по-токсичен от никотиновия аерозол за hSAECs и нарушава целостта на тяхната епителна бариера
Ние наблюдавахме, че когато човешки SAEC бяха изложени in vitro на CBD аерозоли за 1 час, морфологията на епителните клетки беше значително нарушена (фигура 8A, B срещу 8C). Клетъчната смърт в hSAECs е значително увеличена само след експозиция на CBD аерозол в сравнение с въздух (41% срещу 12,5% при въздушна контрола; p<0.05) (figure 8D, E). Even though the cell death following CBD-Vape exposure was higher compared with exposure to nicotine aerosols, it, however, did not reach statistical significance (41% vs. 16% in Nic-Vape). Additionally, exposure to CBD aerosols diminished the epithelial barrier integrity of human SAECs compared with air by 2.1-fold (p<0.05) and while the exposure to nicotine aerosols also showed an increased trend, it was not significantly different compared with air-control (1.7-fold decrease in Nic-Vape vs air control) (figure 8F).
растение цистанче, повишаващо имунната система
CBD аерозоли, но не и никотинови аерозоли, индуцират апоптотична клетъчна смърт в пречистени човешки неутрофили, но и двете повишават освобождаването на NE
Острата експозиция на аерозоли с CBD индуцира подчертана клетъчна смърт в пречистени човешки неутрофили (44,5% клетъчна смърт след CBDVape срещу 14% при въздушна контрола; p<0.0001) and (44.5% vs 21%cell death in Nic-Vape; p<0.001) (figure 9A). CBD aerosol-induced neutrophil cell death was mainly due to increased apoptosis compared with air (29% vs. 10% in air control; p<0.0001) and compared with Nic-Vape (29% vs. 12% in Nic-Vape; p<0.001) (figure 9B). Furthermore, both CBD and nicotine aerosols lead to enhanced accumulation of NE levels in the neutrophil cell culture media as compared with air control (2-fold increase in CBD-Vape; p<0.001and 1.45-fold increase in Nic-Vape; p<0.05) (figure 9C). However, the levels were significantly higher following CBD versus nicotine exposure (CBD-Vape 1.4-fold higher than Nic-Vape; p<0.05) (figure 9C). Pictures of human neutrophils after ALI exposures and the 24-hour recovery period are provided in online supplemental figure E12. Importantly, an aliquot of purified neutrophils that were incubated in media (unexposed) for the duration of the experiment showed low cell death (~11%) that was equivalent to values noted in neutrophils exposed to air (~14%) in the ALI chambers (figure 9A), nor was apoptosis or increased NE levels induced (figure 9B, C).
Фигура 4 Маркери за белодробно увреждане, предизвикано след инхалационно излагане на CBD и никотинови аерозоли. В края на експозициите мишките се евтаназират, BAL се събира и нивата на (А) общи протеини и (B) албумин в BAL се определят количествено, както е описано в раздела Материали и методи. (C) Нивата на FITC-декстран, изтичащ в плазмата, се определят количествено. Левите панели във всяка фигура представляват данни от мъже и жени комбинирани, докато десните панели представят данни като мъже срещу жени. Резултатите са показани като квадратни диаграми с мустаци при мин. и макс. Разликите между групите се считат за значителни на стр<0.05 and are indicated as symbols **p<0.01, ****p<0.0001, calculated after performing non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by employing GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). In each experiment n=10 (5 males+5 females) for air and CBD-vape exposures and n=9 (5 males+4 females) for the Nic-Vape group. CBD, cannabidiol.
Фигура 5 Нива на неутрофилна еластаза в белите дробове, измерени след излагане на CBD и никотинови аерозоли. В края на 2-седмичните експозиции, мишките са евтаназирани, BAL и белите дробове са събрани и са приготвени тъканни лизати. (A, B) Нивата на NE в BAL и лизатите на белодробната тъкан се определят количествено чрез ELISA. Левите панели във всяка фигура показват данни като мъже, комбинирани, докато десните панели представят данни като мъже спрямо жени. Резултатите са показани като квадратни диаграми с мустаци при мин. и макс. Използван е непараметричен тест на Kruskal-Wallis с корекция на FDR за множество сравнения, за да се види дали съществуват статистически значими разлики между двете групи, използвайки софтуер GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Калифорния, САЩ). Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and is indicated with symbols **p<0.01, ***p<0.001. In each experiment n=10 (5 males+5 females) for air and CBD-vape exposures each and n=9 (5 males+4 females) for Nic-Vape. CBD, cannabidiol; NE, neutrophil elastase.
ДИСКУСИЯ
Нашите констатации разкриха, че вредните ефекти върху имунната система и увреждането на белите дробове след излагане на вдишване на продукти, съдържащи канабиноид, са по-сериозни, отколкото след излагане на аерозоли от устройство за вейпинг, съдържащо никотин. Ние разкрихме вредния ефект на изпарения CBD, който влияе върху белодробната имунна хомеостаза, използвайки миши модел на vaping и in vitro експерименти с човешки клетки. Нашите проучвания разкриха, че CBD вейпингът предизвиква провъзпалителна белодробна микросреда, което води до значително натрупване на възпалителни имунни клетки, проявяващи повишена активност на тъканно-увреждащи фактори като MPO и NE и водещи до индуциране на белодробно увреждане чрез процеси, които могат да включват оксидативен стрес. Въпреки че няколко проучвания са изследвали респираторните ефекти от изпарения никотин, доколкото ни е известно, това е първият доклад, който демонстрира, че дори краткотрайното излагане на изпарен CBD променя възпалителната среда в белите дробове, което води до увреждане на белите дробове. Важно е да се отбележи, че използвахме продукти за вейпинг, съдържащи CBD, лишени от THC, за да елиминираме всяко потенциално влияние на THC върху белодробните ефекти. Поради законови ограничения за достъп до продукти за вейпинг, съдържащи THC, не успяхме да проведем експерименти, които да сравнят ефектите от изпаряването с THC. Едно единствено скорошно проучване съобщава, че CBD в продуктите за вейпинг може да се счита за прекурсор на THC, като по този начин допълнително усложнява проблема чрез индуциране на независими от CBD, медиирани от THC ефекти, свързани с общата употреба на продукти от канабис за вейпинг.47
Освен това, всички респираторни токсични ефекти от изпаряването могат потенциално да бъдат изострени от наличието на други съставки на продуктите за изпаряване, включително различни разтворители (MCT в продукта CBD и PG: VG в продуктите с никотин), различни аромати и терпени, присъстващи в двата продукта, както се разкрива от анализ на продукта. Многобройни потенциални странични продукти на разграждане бяха открити и в двата нагрети разтвора, което предполага, че и двата продукта са податливи на високи температури. Въпреки това, по-високи нива на карбонилни съединения бяха открити в аерозол, съдържащ CBD, което предполага, че CBD продуктът за парене, използван в нашето изследване, може да е бил по-податлив на термично разграждане в сравнение с никотиновите продукти. Това може да се дължи на разлики в химическия състав на два разтвора и/или разлики в условията на изпаряване в устройствата за изпаряване. Многобройни маркери за възпаление и белодробно увреждане, измерени в нашето проучване, са постоянно по-високи след излагане на продукти за вейпинг, съдържащи CBD, отколкото устройства за вейпинг, съдържащи никотин. Например, ние съобщаваме, че вдишването на аерозолно CBD vape масло е причинило много по-силно повишаване на броя както на CD4+, така и на CD8+ Т клетки, както и голям брой неутрофили в белите дробове. Подобен профил на повишени неутрофили и модулиране на CD4+ и CD8+ Т клетки се наблюдава в белите дробове на пациент, който е употребявал масло от канабис, причинявайки белодробно увреждане и дихателна недостатъчност.3 Съществува тясна връзка между възпалителни Т-клетки, неутрофил-мобилизиращи фактори и набиране на неутрофили при белодробни възпалителни заболявания.48 Повишената възпалителна среда в белите дробове след излагане на CBD аерозоли може да организира натрупването и/или активирането на неутрофили в бронхоалвеоларното пространство директно, чрез освобождаване на специфични неутрофилни мобилизиращи фактори като IL-6, G-CSF и KC (CXCL1) или индиректно чрез активиране на резидентни белодробни макрофаги и епителни клетки.49 50 Също така е възможно CBD аерозолите да увредят белодробния епител и да инициират процес на набиране и активиране на неутрофили чрез механизми, включително локално увреждане на тъканите.51 Наистина, ние демонстрираме, че CBD аерозолите увреждат епителната цялост и индуцират клетъчна смърт в hSAECs, което предполага, че CBD аерозолите могат директно да индуцират увреждане на белодробната тъкан и да активират DAMPs, за да медиират белодробно възпаление . Известно е, че неутрофилната инфилтрация и индуцираното от NE разрушаване на белодробната тъкан медиират предизвикано от цигарен дим белодробно увреждане и компрометирана цялост на епителната бариера.52–56 Неутрофилите след насочване към белия дроб показват активиран фенотип и поддържат възпалителния процес,57 така че ние разсъждаваме, че увеличаването на броя на неутрофилите, натрупващи се в белите дробове на мишки, изложени на CBD аерозоли (14488 срещу 3674 във въздуха), може да има биологични последици поради техния статус на активиране. Тези гранулоцитни клетки са източник на два важни фактора, миелопероксидаза и NE, които участват в микробицидната активност и белодробното ремоделиране. Повишените нива на MPO, както се наблюдава в нашето проучване, се считат за значителен маркер за възпалителен и оксидативен стрес при няколко заболявания, включително белодробно увреждане.39 58 MPO протеинът, освободен от активирани неутрофили, действа като автокринен модулатор, проявявайки подобни на провъзпалителни цитокини свойства да индуцира активиране на PMN по начин, който е независим от каталитичната активност на MPO.59 По този начин, в светлината на тези доклади и нашите настоящи открития, ние приемаме, че хроничното вдишване на CBD аерозол може да предизвика силна провъзпалителна микросреда, която може да бъде по-вредна за белите дробове хомеостаза и може допълнително да влоши съществуващите белодробни заболявания. Инфилтрацията на неутрофили в белите дробове след вдишване на CBD аерозол вероятно може да бъде предизвикана от регулирането нагоре на разтворими хемокини като KC и по този начин може да бъде отговорно за повишените нива на NE, открити в BAL и белодробната тъкан. Тъй като излагането на CBD аерозол индуцира освобождаването на NE от човешки неутрофили in vitro, това подкрепя заключението, че CBD аерозолите имат потенциала директно да активират неутрофилите in vivo и да увеличат белодробното възпаление при потребителите. Тъй като нивата на NE и свързаната активност се увеличават по време на неутрофилно-медиирани възпалителни реакции,46 ние измерваме само нивата на NE като индекс на неговата активност. Освен това, както наблюдавахме, вредното въздействие на CBD за изпаряване вероятно може да бъде изострено от нарушени антиоксидантни системи, където фактори като CBD-Vape-индуцирани MPO могат да играят критична роля.39 58 CD4+ROR t + T клетки , които експресират основния транскрипционен фактор, който е от съществено значение за диференциацията в провъзпалителни Th17 клетки, бяха увеличени и предсказаха провъзпалителна микросреда, индуцирана от CBD аерозоли. Повишената индукция на CD4+FoxP3+ T регулаторни клетки (Tregs) може да бъде един механизъм, чрез който CBD изпаряването може да предизвика имуносупресия. Tregs потискат активирането, пролиферацията и производството на цитокини на CD4+ и CD8+ Т клетки и са замесени в потискането на дендритните клетки чрез низходящо регулиране на костимулиращи молекули.60 Tregs експресират IL-2 рецепторната верига , което улеснява потреблението на IL-2 и по този начин може да лиши Т ефекторните клетки от наличност на IL-2, допринасяйки за потискане на Т ефекторните клетки.61 По този начин, намалените нива на IL-2 в BAL поради CBD Индуцираното от аерозол увеличаване на Tregs може да медиира Т-клетъчна дисфункция и потискане на адаптивния имунитет в белите дробове, да повиши чувствителността към респираторни инфекции и да предизвика лоши резултати от профилактична ваксинация. Наблюдавахме значително намаляване на броя на белодробните интерстициални макрофаги след излагане на CBD. Siglec-F+, обикновено считан за еозинофилен маркер, е силно експресиран в миши алвеоларни макрофаги и когато се използва в комбинация с CD11c, осигурява най-точната идентификация на алвеоларните макрофаги в белия дроб на мишка. Значителното намаляване на броя на CD11bCD11c+Siglec-F+ алвеоларни макрофаги, наблюдавано при мишки, изложени на CBD, се подкрепя от предишни проучвания.62 По-ранно проучване съобщава, че експозицията на EC при мишки индуцира дисфункция на алвеоларните макрофаги, свързана с лошо усвояване на патогени, със съпътстващо усилване на белодробно патогенно бреме, което корелира със забавено време за възстановяване и повишена смъртност след инфекция.16 Забележимото намаляване на броя на противовъзпалителните белодробни аргиназа-1+ М2 макрофаги след вдишване на CBD аерозол може допълнително да допринесе за нерегулирана белодробна имунна хомеостаза и увреждане .63 Повишената провъзпалителна микросреда, открита в белите дробове след вдишване на CBD, може отчасти да се дължи на намаления брой противовъзпалителни M2 белодробни макрофаги. Намаленият брой макрофаги може значително да повлияе на белодробните реакции към респираторни инфекции, които могат да бъдат усложнени от дисфункционална фагоцитоза на макрофагите. По този начин, излагането на аерозоли от електронни цигари, съдържащи никотин, предизвиква намаляване на фагоцитозата на нетипизиращ Haemophilus influenca (NTHI) от макрофаги, до голяма степен поради наличието на аромати за електронни цигари.64 Тъй като обичайните аромати се използват и за формулировки на CBD, това повдига възможността дисфункцията на макрофагите, предизвикана от CBD аерозол, да се засили с добавянето на различни химикали за ароматизиране.
Фигура 6 Увеличаване на активността на миелопероксидазата (MPO) в белите дробове след излагане на CBD и никотинови аерозоли. (A, B) Измервахме активността на MPO в лизатите на белодробната тъкан на животни, изложени на никотин или CBD аерозол, използвайки комплект за анализ на MPO от Abcam, както е описано подробно в раздела за допълнителни материали. Левият панел изобразява данните като мъже, докато десният панел представя данните като мъже спрямо жени. Данните са показани като квадратни диаграми с мустаци при мин. и макс. Беше извършен непараметричен тест на Kruskal-Wallis с корекция на FDR за множество сравнения, за да се види дали съществуват статистически значими разлики между двете групи, използвайки софтуер GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Калифорния, САЩ). Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and is indicated with the symbols *p<0.05, ****p<0.0001. In each experiment n=10 mice for air and CBD-vape exposures each (5 males+5 females) and n=9 for Nic-Vape group (5 males+4 females). CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate
Фигура 7 Промени в антиоксидантния потенциал в белите дробове след излагане на CBD и никотинови аерозоли. В края на излагането на никотин или CBD аерозоли, мишките бяха евтаназирани и бяха приготвени лизати от белодробна тъкан. (A, B) Общите нива на антиоксиданти в лизатите на белодробната тъкан се определят количествено с помощта на комплекта за анализ на антиоксиданти на Cayman (Cat# 709001), както е описано подробно в раздела за онлайн допълнителни материали. Левият панел изобразява данни като мъже и жени, комбинирани, докато десният панел представя данни като мъже срещу жени. Данните са показани като квадратни диаграми с мустаци при мин. и макс. Използван е непараметричен тест на Kruskal-Wallis с корекция на FDR за множество сравнения, за да се види дали съществуват статистически значими разлики между двете групи, използвайки софтуер GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Калифорния, САЩ). Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and is indicated by the symbol **p<0.01. In each experiment, n=10 mice for air and CBD-vape exposures each (5 males+5 females) and n=9 for the Nic-Vape group (5 males+4 females). CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate.
Фигура 8 Морфология на епителните клетки, цитотоксичност и целостта на епителната бариера на човешки епителни клетки на малките дихателни пътища (SAEC) след излагане на CBD и никотинови аерозоли. Човешки SAEC (0.5 милиона клетки/културна вложка във формат на 6-ямкова плака) се култивират в пълна растежна среда за една нощ и на следващия ден директно се излагат на границата въздух-течност (ALI) на 110 впръсквания от въздух, никотин (50 mg/mL никотин) или CBD (50 mg/mL), съдържащи аерозоли, както е описано в методите. Всички аерозоли се генерират в обем от 55 mL впръскване, както е описано в раздела за методите. В края на експозициите клетките се отстраняват от ALI камерата и се инкубират в пълна растежна среда за 24 часа при 37 градуса. След като периодът на възстановяване приключи, клетките първо бяха изобразени (A–C) при ×200 във фазово-контрастен микроскоп (Olympus IX73) и след това анализи за клетъчна токсичност, използвайки (D) метод на трипаново синьо (измерен като процент на клетъчна смърт) или (E ) беше извършен метод на неутрално червено поглъщане (изобразен като процент от контрола на въздуха). За (F) анализ на пропускливостта на FITC-декстран, 1 милион човешки SAECs/културни вложки бяха култивирани за една нощ и на следващия ден бяха директно изложени на ALI на 110 впръсквания въздух, съдържащ никотин (50 mg/mL никотин) или CBD (50 mg/mL). аерозоли. При завършване на експозициите, към апикалната камера се добавя FITC-декстран в концентрация 10 mg/mL и се инкубира в продължение на 2,5 часа. проби бяха събрани от базолатералната камера и флуоресценцията беше измерена с помощта на дължини на вълните Exci485/Emi528 в синергичен H1 хибриден четец на плаки (BioTek). Концентрацията на FITC-декстран в базолатералната камера се изчислява с помощта на стандартна крива. Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 and is indicated with the symbol *p<0.05, calculated using non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by GraphPad prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). Results are depicted as box plots with whiskers at min and max from three independent experiments each performed in triplicate as described in online supplemental methods. CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate; SAECs, small airway epithelial cells.
Фигура 9 Апоптотична клетъчна смърт в пречистени човешки неутрофили и нива на неутрофилна еластаза (NE), освободена след излагане на CBD и никотинови аерозоли. Човешки неутрофили, пречистени от цяла кръв, се посяват на 0.8 милиона клетки/вмъкване на култура във формат на 6-ямкова плака и веднага се излагат на 110 впръсквания въздух, никотин (50 mg/ml никотин) или CBD ( 50mg/mL), съдържащи аерозоли на границата въздух-течност в обем от 55mL впръскване, както е описано в раздела за методите. В края на експозициите клетките се отстраняват от ALI камерата и се възстановяват в пълна растежна среда за 24 часа. След това клетъчната смърт беше измерена с помощта на (A) тест за изключване на трипаново синьо багрило и (B) апоптоза на анексин V-FITC, както е споменато подробно в раздела Методи. Веднага след изолирането, аликвотна част от пречистените неутрофили се съхранява в пълна среда в CO2 инкубатор като отрицателни „неекспонирани контроли“ за цялото времетраене на анализа, за да се оцени степента на клетъчна смърт, индукция на апоптоза или нива на NE в липсата на каквато и да е експозиция. (C) Нивата на NE се определят количествено в кондиционирана среда, събрана след края на периода на възстановяване чрез извършване на NE ELISA, както е обсъдено в раздела за методите. Данните са изобразени като кутии с мустаци при мин. и макс. от независими експерименти, всеки извършен в три екземпляра. За анализ на апоптоза: средни данни от n=5 донори на група. За метода на трипаново синьо: средни данни от неекспонирани контролни n{14}} донори, въздушен контрол и Nic-Vape n=7 донори и CBD-Vape n=8 донори. За NE анализ средни данни от n=6 донори на група). Разликата между двете групи се счита за значима на стр<0.05 which is indicated by the symbols *p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001, ****p<0.0001 calculated using non-parametric Kruskal-Wallis test with FDR correction for multiple comparisons by GraphPad Prism V.9 software (GraphPad; La Jolla, California, USA). ALI, air–liquid interface; CBD, cannabidiol; FDR, false discovery rate.
Таблица 2 Сравнение на различни маркери на резултатите от проучването след излагане на продукт за вейпинг, съдържащ CBD (CBD-vape) и продукт за вейпинг, съдържащ никотин (Nic-vape)
Наличието на интраалвеоларни макрофаги, натоварени с липиди, наблюдавани в клетки, възстановени от BAL на мишки след инхалация на CBD аерозол в нашето проучване, се потвърждава от предишен доклад, който показва началото на екзогенна липоидна пневмония при пациент, който е употребявал масла от канабис и е имал липиди -натоварени белодробни макрофаги.65 Тъй като екзогенната липоидна пневмония с натоварени с липиди белодробни макрофаги е отличителен белег на EVALI, това предполага, че вдишването на CBD vape масло може да не е безрисково и може да доведе до увреждане на белите дробове при потребителите на канабис. Случаите, представени в клиничните доклади на EVALI, предполагат по-силна етиологична връзка между употребата на канабис и дихателната недостатъчност в сравнение с употребата на никотин.65–68 За разлика от нашите по-ранни проучвания при мишки, които вдишват VEA (вероятната причина за EVALI), в това проучване ние не са наблюдавали наличието на пенести макрофаги.14 Въпреки че общите рискове от белодробни усложнения, свързани с цигарата, може да са по-ниски в сравнение с тютюнопушенето, цигарата изглежда представлява риск за здравето на дихателните пътища, особено при дългосрочни потребители на канабис. В обобщение, нашето проучване ясно установява, че провъзпалителната среда в белите дробове, предизвикана от вдишване на CBD аерозол, е по-голяма от тази, предизвикана от никотинови аерозоли, и това се отразява чрез нарушаване на целостта на белодробната бариера и увреждане на белите дробове (обобщено в таблица 2). Това предполага, че употребата на канабис може потенциално да доведе до по-тежки резултати, включително повишена чувствителност към респираторни инфекции, слаб отговор на профилактични ваксинации и влошаване на симптомите при пациенти със съпътстващи белодробни възпалителни заболявания.16–19 35 36 69 70 Не наблюдавахме никакви видими промени в поведението на животните по време или след експозициите, нито промени в теглото в сравнение с контрола на въздуха (онлайн допълнителна фигура E11). В това проучване експозицията на никотинов аерозол не индуцира нивата на различни цитокини/хемокини в BAL в същата степен в сравнение с предишно проучване.71 Причините за това несъответствие може да са, че тези автори измерват нивата на транскрипт на различни цитокини в белите дробове хомогенати след излагане на никотин-аерозоли и нивата на транскрипция понякога не се превръщат в промени, когато се измерват на протеиновите нива, както правим от нас. Освен това, цитокиновият профил и модулацията на имунната система зависят от конкретната е-течност, метода на генериране на аерозол/продължителност на експозиция и добавените ароматизиращи химикали. Въпреки че канабисът има доказани ползи за здравето при управление на болката, сън и облекчаване на симптомите на гадене/повръщане, предизвикано от химиотерапия при пациенти с рак и при пациенти, получаващи гърчове,72–76 просто липсват солидни доказателства за безопасността на канабиса, когато се доставя от вейпинг продукти. В това отношение нашето проучване е ново и идентифицира ролята на вдишването на CBD аерозол за предизвикване на белодробно възпаление и увреждане на белите дробове.
cistanche tubulosa - подобрява имунната система
Тъй като нашето проучване използва модели на експозиция на животни и in vitro, трябва да се вземат предвид няколко ограничения при екстраполиране на резултатите, представени за експозиция в реалния живот при хора. Едно ограничение на това проучване е, че фокусът му е само върху краткосрочната експозиция. Резултатът от дългосрочно хронично излагане на CBD-аерозоли и тяхното въздействие върху отговорите на респираторна инфекция и/или профилактична ваксинация са от значение. Нашата методология за излагане на животни се основава на система за излагане на цялото тяло и излагането само на носа може би е по-подходящо за симулиране на излагане на опитни вейпъри. Въпреки използването на система за експозиция на цялото тяло, ние проверихме, че отлагането върху козината на животните (и стените на клетката) не е допринесло за поглъщането на частици при поддържане на животните и по този начин е повлияло на наблюдаваната токсичност. Използвахме ограничен брой мишки за група на експозиция; вероятно е, че по-големият брой мишки би могъл допълнително да подсили нашите заключения от проучването. Въпреки че моделът in vitro ALI предоставя специфичен за експозицията при вдишване подход за извършване на биологично изследване на ефектите върху здравето, свързани с употребата на продукти за вейпинг, екстраполирането на данни от in vitro проучвания към рисковете за хора остава хипотетично. Необходими са бъдещи наблюдателни и експериментални проучвания с редовни потребители на CBD и никотин-съдържащи продукти за изпаряване, за да се потвърдят нашите открития. И накрая, в нашите експерименти животните и клетките бяха изложени на аерозоли от двата продукта, генерирани по идентичен начин. Потребителите на продукти за вейпване на базата на канабис обаче могат да използват тези продукти по много различен начин от никотиновите вейпинги (напр. по-рядко). Тъй като се появяват данни от наблюдателни проучвания сред потребители на канабис, потенциалните разлики в моделите на употреба на продукта, наблюдавани в реалистични условия, трябва да бъдат взети под внимание при симулиране на експозиция на животни и in vitro в лабораторни условия. Бъдещите проучвания трябва да изследват дихателните ефекти на продуктите за вейпинг, съдържащи широк спектър от канабиноиди, включително THC.
ПРЕПРАТКИ
1 Министерството на здравеопазването на САЩ и. Употреба на електронни цигари сред младежи и млади възрастни: доклад на главния хирург [PDF–8,47 MB]PDF икона. Атланта, Джорджия: Министерство на здравеопазването и човешките услуги на САЩ, CDC, 2016 г.
2 Бородовски JT, Crosier BS, Lee DC, et al. Пушене, вейпинг, хранене: легализирането оказва ли влияние върху начина, по който хората използват канабис? Int J Drug Policy 2016; 36: 141–7.
3 He T, Oks M, Esposito M, et al. „Цъфтящо дърво“: тежко остро белодробно увреждане, предизвикано от изпаряване на масло от канабис. Ann Am Thorac Soc 2017; 14: 468–70.
4 Knapp AA, Lee DC, Borodovsky JT, et al. Нововъзникващи тенденции в администрирането на канабис сред юноши, употребяващи канабис. J Adolesc Health 2019; 64: 487–93.
5 Kriegel D. Изпаряване на марихуана срещу пушене: има ли победител? 2021 г. Налично: https:// vaping360.com/learn/vaping-vs-smoking-weed/ [Достъп на 15 септември 2021 г.].
6 Volkow ND, Baler RD, Compton WM, et al. Неблагоприятни последици за здравето от употребата на марихуана. N Engl J Med 2014; 370: 2219–27.
7 Pahr K, Carter A. Ръководство за начинаещи за CBD. здравна линия. 2019. Достъпно: https://www. healthline.com/health/your-cbd-guide [Достъп на 19 август 2021 г.].
8 Сюлейман SA. Токсичност на петролни въглеводороди in vitro: ефект на n-алкани, бензен и толуен върху белодробни алвеоларни макрофаги и лизозомни ензими на белия дроб. Arch Toxicol 1987; 59: 402–7.
9 Lachenmeier DW, Kuballa T, Reusch H, et al. Бензен в сок от моркови за кърмачета: по-нататъшно вникване в механизма на образуване и оценка на риска, включително данни за консумация от проучването на Donald. Food Chem Toxicol 2010; 48: 291–7.
10 Li YS, Li YF, Li QN и др. Острата белодробна токсичност при мишки, предизвикана от многостенни въглеродни нанотръби, бензен и тяхната комбинация. Environ Toxicol 2010; 25: 409–17.
11 Anderson RP, Zechar K. Нараняване на белите дробове от вдишване на масло от бутан хашиш имитира пневмония. Respir Med Case Rep 2019; 26: 171–3.
12 Holt AK, Poklis JL, Peace MR. Ретроспективен анализ на химическите съставки в регулирани и нерегулирани течности за електронни цигари. Front Chem 2021; 9: 752342.
13 Blount BC, Karwowski MP, Shields PG, et al. Витамин Е ацетат в течност от бронхоалвеоларен лаваж, свързан с EVALI. N Engl J Med 2020; 382: 697–705.
14 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. Животински модел на инхалиран витамин Е ацетат и подобно на EVALI белодробно увреждане. N Engl J Med 2020; 382: 1175–7.
15 Merecz-Sadowska A, Sitarek P, Zielinska-Blizniewska H, et al. Обобщение на in vitro и in vivo проучвания, оценяващи въздействието на излагането на електронни цигари върху живите организми и околната среда. Int J Mol Sci 2020; 21: 652.
16 Sussan TE, Gajghate S, Thimmulappa RK, et al. Излагането на електронни цигари уврежда белодробната антибактериална и антивирусна защита в миши модел. PLoS One 2015;10:e0116861.
17 Hwang JH, Lyes M, Sladewski K, et al. Вдишването на електронни цигари променя вродения имунитет и цитокините в дихателните пътища, като същевременно повишава вирулентността на колонизиращите бактерии. J Mol Med (Berl) 2016; 94: 667–79.
18 Martin EM, Clapp PW, Rebuli ME, et al. Употребата на електронни цигари води до потискане на гените за имунна и възпалителна реакция в епителните клетки на носа, подобно на цигарения дим. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016; 311: L135–44.
19 Rebuli ME, Glista-Baker E, Hoffman JR, et al. Използването на електронни цигари променя имунния отговор на носната лигавица към живия атенюиран грипен вирус. Клинично изпитване. Am J Respir Cell Mol Biol 2021; 64: 126–37.
20 Bloom JW, Kaltenborn WT, Paoletti P, et al. Респираторни ефекти на цигари без тютюн. Br Med J (Clin Res Ed) 1987; 295: 1516–8.
21 Wills TA, Pagano I, Williams RJ и др. Употреба на електронни цигари и респираторно разстройство в проба от възрастни. Зависимост от алкохол от наркотици 2019; 194: 363–70.
22 Xie W, Kathuria H, Galiatsatos P, et al. Асоциация на употребата на електронни цигари с инцидентни респираторни състояния сред възрастните в САЩ от 2013 г. до 2018 г. JAMA Netw Open 2020; 3: e2020816.
23 Bhatta DN, Glantz SA. Асоциация на употребата на електронни цигари с респираторни заболявания сред възрастни: надлъжен анализ. Am J Prev Med 2020; 58: 182–90.
24 Li D, Sundar IK, McIntosh S, et al. Асоциация на тютюнопушенето и употребата на електронни цигари с хрипове и свързани респираторни симптоми при възрастни: резултати от напречно сечение от оценка на популацията на тютюна и проучване на здравето (път), вълна 2. Tob Control 2020;29:140–7.
25 Tashkin DP, Coulson AH, Clark VA, et al. Респираторни симптоми и белодробна функция при обичайни тежки пушачи само на марихуана, пушачи на марихуана и тютюн, пушачи само на тютюн и непушачи. Am Rev Respir Dis 1987; 135: 209–16.
26 Ташкин ДП. Пушената марихуана като причина за увреждане на белите дробове. Monaldi Arch Chest Dis 2005; 63: 93–100.
27 Ташкин ДП. Ефекти от пушенето на марихуана върху белите дробове. Ann Am Thorac Soc 2013; 10: 239–47.
28 Baldwin GC, Tashkin DP, Buckley DM, et al. Марихуаната и кокаинът нарушават функцията на алвеоларните макрофаги и производството на цитокини. Am J Respir Crit Care Med 1997; 156: 1606–13.
29 Taylor DR, Poulton R, Moffitt TE, et al. Респираторните ефекти на зависимостта от канабис при млади възрастни. Пристрастяване 2000; 95: 1669–77.
30 Aldington S, Williams M, Nowitz M, et al. Ефекти на канабиса върху белодробната структура, функция и симптоми. Торакс 2007; 62: 1058–63.
31 Moore BA, Augustson EM, Moser RP, et al. Респираторни ефекти от употребата на марихуана и тютюн в проба от САЩ. J Gen Intern Med 2005; 20: 33–7.
32 Goniewicz ML, Knysak J, Gawron M, et al. Нива на избрани канцерогени и токсични вещества в парите от електронни цигари. Tob Control 2014; 23: 133–9.
33 Bhat TA, Kalathil SG, Leigh N, et al. Остри ефекти от вдишване на аерозол с нагрят тютюнев продукт (IQOS) върху увреждане на белодробната тъкан и възпалителни промени в белите дробове. Никотин Tob Res 2021; 23: 1160–7.
34 Kosmider L, Jackson A, Leigh N, et al. Циркадно поведение и топография сред потребителите на електронни цигари. Tob Regul Sci 2018; 4: 41–9.
35 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. Пасивното пушене предизвиква възпаление и влошава имунитета към респираторни инфекции. J Immunol 2018; 200: 2927–40.
36 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. AT-rvd1 смекчава обостреното от пасивното пушене белодробно възпаление и възстановява антибактериалния имунитет, потиснат от пасивния дим. J Immunol 2021; 206: 1348–60.
37 Carden D, Xiao F, Moak C, et al. Неутрофилната еластаза насърчава белодробното микроваскуларно увреждане и протеолизата на ендотелните кадхерини. American Journal of Physiology-Heart and Circulator Physiology 1998; 275: H385–92.
38 Kawabata K, Hagio T, Matsuoka S. Ролята на неутрофилната еластаза при остро белодробно увреждане. Eur J Pharmacol 2002; 451: 1–10.
39 Khan AA, Alsahli MA, Rahmani AH. Миелопероксидазата като активен биомаркер на заболяването: скорошни биохимични и патологични перспективи. Med Sci (Базел) 2018; 6:33.
40 Dietert K, Gutbier B, Wienhold SM, et al. Спектър от специфични за патогена и модела хистопатологии в миши модели на остра пневмония. PLoS One 2017;12:e0188251.
41 Butt YM, Smith ML, Tazelaar HD, et al. Патология на белодробно увреждане, свързано с vaping. N Engl J Med 2019; 381: 1780–1.
42 Лий У.Л., Downey GP. Активиране на неутрофили и остро белодробно увреждане. Curr Opin Crit Care 2001; 7: 1–7.
43 Финк MP. Роля на реактивните кислородни и азотни видове при остър респираторен дистрес синдром. Curr Opin Crit Care 2002; 8: 6–11.
44 Абрахам Е. Неутрофили и остро белодробно увреждане. Crit Care Med 2003; 31: S195–9.
45 Pham CTN. Неутрофилните серин протеази прецизират възпалителния отговор. Int J Biochem Cell Biol 2008; 40: 1317–33.
46 Arecco N, Clarke CJ, Jones FK, et al. Нивата и активността на еластазата се повишават в дистрофичния мускул и нарушават оцеляването, пролиферацията и диференциацията на миобластните клетки. Sci Rep 2016; 6: 24708.
47 Czégény Z, Nagy G, Babinszki B, et al. CBD е предшественик на THC в електронните цигари. Sci Rep 2021; 11: 8951.
48 Lindén A, Laan M, Anderson GP. Неутрофили, интерлевкин-17A и белодробни заболявания. Eur Respir J 2005; 25: 159–72.
49 Ma K, Yang L, Shen R, et al. Th17 клетките регулират производството на CXCL1 при рак на гърдата. Int Immunopharmacol 2018; 56: 320–9.
50 Becker S, Quay J, Koren HS, et al. Конститутивна и стимулирана експресия на MCP-1, GRO алфа, бета и гама в епител на човешки дихателни пътища и бронхоалвеоларни макрофаги. Am J Physiol 1994; 266: L278–86.
51 Potey PM, Rossi AG, Lucas CD и др. Неутрофилите в началото и разрешаването на остро белодробно възпаление: разбиране на биологичната функция и терапевтичния потенциал. J Pathol 2019; 247: 672–85.
52 Heijink IH, Brandenburg SM, Postma DS, et al. Цигареният дим нарушава функцията на епителната бариера на дихателните пътища и възстановяването на контакта между клетките. Eur Respir J 2012; 39: 419–28.
53 Aghapour M, Raee P, Moghaddam SJ, et al. Дисфункция на епителната бариера на дихателните пътища при хронична обструктивна белодробна болест: роля на излагането на цигарен дим. Am J Respir Cell Mol Biol 2018; 58: 157–69.
54 Shapiro SD, Goldstein NM, Houghton AM, et al. Неутрофилната еластаза допринася за емфизем, предизвикан от цигарен дим при мишки. Am J Pathol 2003; 163: 2329–35.
55 Antunes MA, Rocco PRM. Индуциран от еластаза белодробен емфизем: прозрения от експериментални модели. An Acad Bras Cienc 2011; 83: 1385–96.
56 Ghosh A, Coakley RD, Ghio AJ, et al. Хроничната употреба на електронни цигари повишава нивата на неутрофилната еластаза и матриксната металопротеаза в белия дроб. Am J Respir Crit Care Med 2019; 200: 1392–401.
57 Fortunati E, Kazemier KM, Grutters JC, et al. Човешките неутрофили преминават към активиран фенотип след насочване към белия дроб, независимо от възпалителното заболяване. Clin Exp Immunol 2009; 155: 559–66.
58 Faith M, Sukumaran A, Pulimood AB, et al. Колко надежден индикатор за възпаление е миелопероксидазната активност? Clin Chim Acta 2008; 396: 23–5.
59 Lau D, Mollnau H, Eiserich JP, et al. Миелопероксидазата медиира неутрофилното активиране чрез свързване с CD11b/CD18 интегрини. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:431–6.
60 Schmidt A, Oberle N, Krammer PH. Молекулярни механизми на treg-медиирана Т клетъчна супресия. Front Imun 2012; 3:51.
61 Thornton AM, Shevach EM. CD4+CD25+ имунорегулаторните Т клетки потискат поликлоналното Т клетъчно активиране in vitro чрез инхибиране на производството на интерлевкин 2. J Exp Med 1998; 188: 287–96.
62 Kalininskiy A, Kittel J, Nacca NE, et al. Излагане на електронни цигари, инфекции на дихателните пътища и нарушен вроден имунитет: преглед на разказа. Pediatr Med 2021; 4: 5.
63 Lucas R, Czikora I, Sridhar S, et al. Аргиназа 1: неочакван медиатор на дисфункция на белодробната капилярна бариера при модели на остро белодробно увреждане. Front Immunol 2013; 4: 228.
64 Ween MP, Whittall JJ, Hamon R, et al. Фагоцитоза и възпаление: изследване на ефектите на компонентите на парите от електронни цигари върху макрофагите. Physiol Rep 2017; 5: e13370.
65 Gay B, Field Z, Patel S, et al. Увреждане на белия дроб, предизвикано от вейпинг: случай на липоидна пневмония, свързана с електронни цигари, съдържащи канабис. Case Rep Pulmonol 2020; 2020: 7151834.
66 Abeles M, Popofsky S, Wen A, et al. Увреждане на белите дробове, свързано с vaping, причинено от вдишване на масло от канабис. Pediatr Pulmonol 2020; 55: 226–8.
67 Adapa S, Gayam V, Konala VM, et al. Индуцирана от канабис остра белодробна токсичност: серия от случаи и преглед на литературата. J Investig Med High Impact Case Rep 2020; 8: 2324709620947267.
68 Conuel EJ, Chieng HC, Fantauzzi J, et al. Увреждане на белите дробове, свързано с канабиноидно масло и радиографски вид. Am J Med 2020; 133: 865–7.
69 Lugade AA, Bogner PN, Thatcher TH, et al. Излагането на цигарен дим изостря възпалението на белите дробове и компрометира имунитета към бактериална инфекция. J Immunol 2014; 192: 5226–35.
70 Bhat TA, Kalathil SG, Miller A, et al. Специализираните про-разрешаващи медиатори преодоляват имунната супресия, предизвикана от излагане на пасивно пушене. J Immunol 2020; 205: 3205–17.
71 Garcia-Arcos I, Geraghty P, Baumlin N, et al. Хроничното излагане на електронни цигари при мишки предизвиква характеристики на ХОББ по никотин-зависим начин. Торакс 2016; 71: 1119–29.
72 Booz GW. Канабидиолът е нововъзникваща терапевтична стратегия за намаляване на въздействието на възпалението върху оксидативния стрес. Free Radic Biol Med 2011; 51: 1054–61.
73 Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ и др. Канабиноиди и епилепсия. Невротерапевтици 2015; 12: 747–68.
74 Национални академии на науките, инженерството, медицината; Отдел здравеопазване и медицина. Терапевтични ефекти на канабиса и канабиноидите. В: Здравните ефекти на канабиса и канабиноидите: текущото състояние на доказателствата и препоръки за изследване. National Academies Press, 2017.
75 Thiele EA, Marsh ED, French JA, et al. Канабидиол при пациенти с гърчове, свързани със синдром на Lennox-gestalt (GWPCARE4): рандомизирано, двойно-сляпо, плацебо-контролирано проучване фаза 3. Lancet 2018; 391: 1085–96.
76 Администрация по храните и лекарствата на САЩ. FDA одобри първото лекарство, състоящо се от активна съставка, извлечена от марихуана, за лечение на редки, тежки форми на епилепсия. 2018 г. Налично: https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ ucm611046.htm [Достъп на 15 септември 2021 г.].