Nisu svi vaping isti: Diferencijalni učinci kanabidiola na pluća u odnosu na nikotin
Sep 28, 2023
SAŽETAK
Obrazloženje Vaping je postao popularna metoda udisanja raznih psihoaktivnih supstanci. Dok se procjena respiratornih efekata vapinga prvenstveno fokusirala na proizvode koji sadrže nikotin, kanabidiol (CBD)-vaping postaje sve popularniji. Trenutno ostaje nepoznato jesu li zdravstveni učinci vapinga nikotina i kanabinoida slični.
Ciljevi
Ova studija uporedo uspoređuje plućne efekte akutnog udisanja isparenog CBD-a u odnosu na nikotin.
Metode
In vivo studije inhalacije na miševima i in vitro eksperimenti citotoksičnosti na ljudskim stanicama su izvedeni kako bi se procijenili efekti CBD-a ili nikotinskih aerosola koji se emituju iz uređaja za vaping koji izazivaju oštećenje pluća.
prednosti dodatka cistanche-povećavaju imunitet
Mjerenja i glavni rezultati
Plućna upala kod miševa je ocijenjena histologijom, protočnom citometrijom i kvantificiranjem nivoa proinflamatornih citokina i hemokina. Oštećenje pluća je procijenjeno histološkom analizom, mjerenjem aktivnosti mijeloperoksidaze i nivoa neutrofilne elastaze u tečnosti bronhoalveolarnog ispiranja i plućnom tkivu. Integritet plućnog epitela/endotela je procenjen kvantifikacijom nivoa BAL proteina, curenja albumina i curenja FITC-dekstrana iz pluća. Oksidativni stres je određen mjerenjem antioksidativnog potencijala u BAL-u i plućima. Citotoksični efekti CBD-a i nikotinskih aerosola na ljudske neutrofile i epitelne ćelije malih dišnih puteva ljudi procijenjeni su korištenjem in vitro interfejsa zrak-tečnost. Udisanje CBD aerosola rezultiralo je većim upalnim promjenama, ozbiljnijim oštećenjem pluća i višim oksidativnim stresom u usporedbi s nikotinom. CBD aerosol je takođe pokazao veću toksičnost za ljudske ćelije u poređenju sa nikotinom.
Zaključci
Vaping CBD-a izaziva snažan upalni odgovor i dovodi do više patoloških promjena povezanih s ozljedom pluća nego upijanje nikotina.
UVOD
Devedesete kao alternativni način upotrebe kanabisa. Isparivači kanabisa su obično bili veliki uređaji koji su zagrijavali sušeno bilje kanabisa do točke isparavanja kanabinoida. Početkom 2000-ih, manji prijenosni isparivači pojavili su se kao 'e-cigarete' i postali popularan način davanja nikotina.1 E-cigarete zagrijavaju nikotin u otopini, a ne iz osušenih listova duhana. Nedavno su isparivači na tržištu kanabisa pratili sličnu tranziciju, sa većom upotrebom tečnih ekstrakata kanabisa.2–7 Aerosoli koji se emituju iz vaping proizvoda sadrže ne samo psihoaktivne supstance kao što su nikotin i kanabinoidi (prvenstveno tetrahidrokanabinol (THC) i kanabidiol (CBD)) ali i respiratorne toksičnosti (npr. formaldehid, akrolein, benzaldehid).8–11 Mnogi hemijski sastojci uključeni u vaping nikotina i kanabinoida su slični, a drugi su vrlo različiti, što daje važnost razmatranju ovih pitanja u kontekstu razumijevanja respiratornih posljedica isparavanje obe supstance. Na primjer, rastvarači koji se koriste u nikotin i vaping proizvodima koji sadrže kanabinoide mogu biti različiti, zbog lipofilnih svojstava kanabinoida.12 Vitamin E acetat je identificiran kao aditiv u proizvodima za vaping koji sadrže THC i igrao je značajnu ulogu u izbijanju 2019. e-cigarete i ozljede pluća povezanih s vapingom (VALI).13 14 Ograničen broj studija o respiratornim efektima vapinga prvenstveno se fokusirao na proizvode koji sadrže nikotin. In vitro studije sugeriraju da vaping nikotin može aktivirati imunološke stanice i narušiti neke od njihovih ključnih funkcija.15 Studije na životinjama su pokazale da izlaganje nikotinu iz e-cigareta negativno utječe na imunološke reakcije.{19}} Studije opservacije ljudi su pokazale da vaping nikotin potiskuje aspekti urođenog imunološkog sistema u ćelijama epitela nosa.18 19 Epidemiološke studije su prijavile povezanost između konzumiranja nikotina i kroničnih respiratornih stanja (hronični kašalj, bronhitis, astma).20–24 Od istraživanja o respiratornim i imunološkim zdravstvenim ishodima povezanim s upotrebom kanabisa isključivo se fokusirao na dimljeni kanabis,25–31 trenutno je nepoznato jesu li zdravstveni učinci vapinga nikotina i kanabinoida slični. Ova studija je imala za cilj da uporedi, u formatu side-by-side, uticaj akutnog udisanja isparenih kanabinoida u odnosu na nikotin.
Tabela 1. Poređenje kemikalija otkrivenih u proizvodima za vaping (nezagrijane tekućine) korištenih u in vivo i in vitro eksperimentima izloženosti
MATERIJALI I METODE
Korištene metode su detaljnije opisane u online dodatnoj datoteci.
Vaping proizvodi
Koristili smo dva komercijalna proizvoda za vaping, jedan koji sadrži CBD, a drugi nikotin (skraćeno u brojevima kao CBD-vape i Nic-vape). Kapsula koja sadrži CBD bila je CalmVape iz The Kind Group LLC, a kapsula koja sadrži nikotin bila je Juul od Juul Labs. Oba proizvoda su kupljena online u SAD-u 2020. novembra. CalmVape mahune su označene kao da sadrže 50 mg/mL CBD-a otopljenog u mješavini triglicerida srednjeg lanca (MCT) i imaju prirodnu aromu. Juul je označen kao da sadrži 5,0% nikotina otopljenog u mješavini propilen glikola (PG), biljnog glicerina (VG) i arome duhana Virginia. Testirali smo nezagrijane i zagrijane tekućine, kao i emisije nastale iz oba proizvoda koristeći potpuno validirane i ranije objavljene testove hromatografije-masene spektrometrije.32 Primarni sastojci identificirani u tekućinama iz dva proizvoda navedeni su u Tabeli 1. Detaljna lista hemikalija identificiranih u zagrijani rastvori, uključujući prinose četiri potencijalno toksična karbonilna jedinjenja (formaldehid, acetaldehid, aceton i akrolein) u emitovanim aerosolima date su u online dodatnim slikama E1–E4 i online dopunskim tabelama E1 i E2.
Prednosti suplemenata cistanche-kako ojačati imuni sistem
Miševi
Šestonedeljni C57BL/6NCr mužjaci i ženke miševa nabavljeni su iz Charles River Laboratory (Wilmington, Massachusetts, SAD) i smešteni u specifičnim uslovima bez patogena sa ciklusima svetlost/mrak od 12/12 sati. Broj životinja po grupi izloženosti bio je n=10 (5 mužjaka i 5 ženki, osim Nic-vapea koji je sadržavao 5 mužjaka i 4 ženke; jedna ženka miša bila je vrlo male veličine i morala je biti eutanazirana prije završetka studije ). Svi eksperimenti su izvedeni u skladu sa smjernicama koje je ustanovio Institucionalni komitet za njegu i korištenje životinja i u skladu sa svim državnim, saveznim i NIH propisima.
Uslovi izlaganja životinja
Aerosoli iz proizvoda za vaping su proizvedeni pomoću prethodno opisanog generatora aerosola za e-cigarete.14 33 Juul uređaj je korišten za raspršivanje oba proizvoda. Životinje su bile izložene u modificiranoj indukcijskoj komori od 15 L svaki dan ukupno 20 udisaja generiranih tokom 1 sata (1 udisaj svaka 3 minute), 5 dana sedmično tokom 2 sedmice. Svaki udisaj imao je zapreminu od 55 mL i bio je raspršen tokom 3 s. Aerosoli iz svakog proizvoda za vaping generirani su korištenjem identičnog protokola puhanja namijenjenog oponašanju ponašanja iskusnih nikotinskih vapera.34 Zbog nedostatka publikacija koje opisuju ponašanje vapinga među CBD vaperima, slijedili smo iste protokole pušenja za oba proizvoda. Iako nismo mjerili CBD i nikotin u zraku u komorama za izlaganje životinja, procijenili smo na osnovu količine isparene tekućine dnevno, koncentracije CBD-a i nikotina u tekućinama, aerosola i protoka zraka kojima su životinje bile izložene u prosjeku 20,5 mg/ m3 CBD-a i 22,8 mg/m3 nikotina. Kontrolne životinje su bile izložene filtriranom vazduhu koristeći isti protokol izlaganja.
Uslovi izlaganja in vitro
Ćelije korištene u in vitro eksperimentima bile su direktno izložene svježe generiranim udisajima u zatvorenom sistemu izlaganja gdje su komore sučelja vazduh-tečnost (ALI) držane unutar inkubatora od 37 stepeni. Za ALI eksperimente koristili smo iste uređaje za vaping zatvorenog sistema i tečne formulacije za dopunjavanje kao i za eksperimente izloženosti in vivo opisanim gore. Detalji metode su dati u online dodatnom fajlu.
cistanche koristi za muškarce - jača imuni sistem
Kliknite ovdje za pregled proizvoda Cistanche Enhance Immunity
【Zatražite više】 Email:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Procjena upale pluća
Plućna upala je ocijenjena protočnom citometrijom, histohemijom i kvantificiranjem nivoa citokina i hemokina (online dodatna slika E5), 14 35 36, a potpuni detalji su dati u online dodatnom fajlu.
Procjena oštećenja pluća
Integritet plućnog epitela/endotela procijenjen je kvantifikacijom nivoa proteina pomoću BCA, i curenja albumina iz sistemskog u bronhoalveolarni prostor pomoću ELISA pomoću BAL uzoraka i bronhoalveolarnog do sistemskog curenja mjerenjem fluorescencije plazme 1 sat nakon intratrahealne instilacije fluorescentne sonde. Nivoi neutrofilne elastaze (NE) 37 38 su izmjereni u BAL-u i plućnom tkivu korištenjem NE ELISA kompleta iz R&D sistema (kat. #DY4517-05) prema protokolu proizvođača. Aktivnost mijeloperoksidaze (MPO) izmjerena je kalorimetrijskim testom u BAL-u i plućnom tkivu39 korištenjem kompleta za analizu MPO od Abcam-a (Cat. #ab105136) prema uputama proizvođača. Oil Red O boja je korištena za vizualizaciju alveolarnih makrofaga opterećenih lipidima.14 Detalji analize su dati u online dodatnom fajlu. Histološke procjene u dijelovima pluća ocijenili su od strane veterinarskog patologa kako je prethodno opisano.{7}}
Mjerenje oksidativnog stresa kod miševa BAL i pluća
Akutni inflamatorni odgovori brzo preplavljuju antioksidativne sisteme kako bi potaknuli ozljedu pluća.42–44 Oksidativni stres je određen mjerenjem antioksidativnog potencijala u BAL-u i plućnim lizatima kako je opisano u online dodatnom fajlu.
In vitro testovi citotoksičnosti
Ljudske epitelne ćelije malih dišnih puteva (hSAEC) iz LONZA-e i pročišćeni ljudski neutrofili bili su direktno izloženi svježe generiranim CBD i nikotinskim aerosolima u kulturama sučelja zrak-tečnost. Protokol izlaganja i metodološki detalji nalaze se u online dodatnom materijalu. Citotoksičnost je mjerena korištenjem isključenja tripan plave boje, unosa neutralne crvene boje i testova apoptoze Aneksina V-FITC kao što je opisano u online dodatnom fajlu.
Mjerenje nivoa NE u podlogama kulture PMN
Nivoi NE u kondicioniranoj podlozi PMN ćelijske kulture izložene aerosolu nakon perioda oporavka kvantificirani su ELISA kompletom iz R&D sistema (kat. #DY4517-05) prema uputama proizvođača.
FITC-dekstran propustljivost test
Paracelularna permeabilnost, kroz monosloj humanih SAEC-a izloženih aerosolu iz ALI kultura, izvedena je da bi se procijenio integritet barijere, a detalji su opisani u online dodatnom fajlu.
Statistička analiza
Statistički značajne razlike između srednjih vrijednosti ranga različitih grupa izloženosti (CBD, nikotin i kontrola zraka) utvrđene su izvođenjem Kruskal-Wallisovog neparametarskog testa. P vrijednosti su korigovane za višestruko testiranje korištenjem 'dvostepene linearne step-up procedure Benjaminija, Kriegera i Yekutieli' metode stope lažnog otkrivanja (FDR), a razlike između dvije grupe smatrane su statistički značajnim na 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-poboljšava imuni sistem
REZULTATI
Izloženost CBD aerosolu rezultirala je većom akumulacijom urođenih i adaptivnih imunoloških stanica u plućima u usporedbi s izlaganjem nikotinu
Ukupni infiltrat imunoloških stanica bio je značajno veći u plućima miševa nakon inhalacije CBD aerosola nego nikotin ili filtrirani zrak (slika 1A). Sedam od 10 ispitanih podskupova imunoloških ćelija bilo je značajno više pogođeno nakon izlaganja CBD-u u poređenju sa nikotinom. Imunofenotipska analiza otkrila je statistički značajnu infiltraciju CD11b+Ly6G+ neutrofila u plućima miševa nakon inhalacije CBDaerosola (14488 naspram 3674 neutrofila u zraku, 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.
Slika 1. Utjecaj akutnog izlaganja CBD-u ili aerosolima nikotina na infiltraciju plućnih imunoloških stanica. Ukupan broj leukocita (A), CD11b+ Ly6G+ neutrofila (B), CD11b-CD11c+ Siglec-F + makrofaga (C), CD11b- CD11c+ CD206+ makrofaga (D), CD11b- CD11c+ arginaze + E makrofaga broj CD19+ B ćelija (F), CD8+ T ćelija (G), CD4+ T ćelija (H), CD4+ IL17A+ (I) i CD 4+ ROR t + upalne T ćelije (J) i CD4+ FOXP3+ T ćelije (K) u plućima miševa izloženih zraku, nikotinu ili CBD aerosolu određene su protokom citometrija koristeći specifične markere i prateći strategiju gajtinga kao što je prethodno opisano i prikazano na online dodatnoj slici 1. Podaci su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Razlika između ove dvije grupe se smatra značajnom na str<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 aerosol imao je jači modulatorni efekat na nivoe citokina od nikotinskog aerosola
Otkrili smo da udisanje CBD aerosola značajno povećava nivoe citokina IL-5, IL-6 i G-CSF u BAL-u u poređenju sa izlaganjem nikotinu i vazduhu (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).
Izlaganje CBD aerosolima rezultiralo je većim oštećenjem endotela pluća nego izlaganje nikotinskom aerosolu
Ukupni nivoi proteina u BAL-u su bili povišeni nakon udisanja CBD aerosola u poređenju sa kontrolama vazduha (435 µg/mL naspram 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).
Slika 2 Upalne promjene u plućima nakon inhalacijske izloženosti CBD-u i nikotinskim aerosolima. Na kraju izlaganja, miševi su eutanazirani, dušnik je kanuliran da bi se sakupio BAL u 1% FBS u PBS, a pluća su sakupljena. (A) BAL ćelije citospin na staklenim predmetima su obojene sa 0.5% Oil Red O rastvora i Oil Red O-pozitivne ćelije su izbrojane kako je opisano u metodama. Rezultati su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Razlika između ove dvije grupe smatra se značajnom na str<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.
Izloženost CBD-u i nikotinskim aerosolima smanjila je plućni antioksidativni potencijal
Ukupni antioksidativni kapacitet je značajno smanjen u oba plućna tkiva (str<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).
Slika 3 Modulacija inflamatornog miljea citokina/hemokina u BAL tekućini nakon inhalacije CBD-a i nikotinskih aerosola. Nivoi različitih citokina i hemokina povezanih s upalom u BAL (A-H) miševa nakon 2 sedmice izlaganja zraku, Nic-Vape aerosolima ili CBD-Vape aerosolima su kvantificirani korištenjem MULTIPLEX MAP kompleta kako je opisano u materijalima i metodama. Podaci su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Neparametarski Kruskal-Wallisov test sa FDR korekcijom za višestruka poređenja izveden je da bi se videlo da li postoje statistički značajne razlike između dve grupe korišćenjem softvera GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Kalifornija, SAD). Razlika između ove dvije grupe se smatra značajnom na str<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 aerosol je bio toksičniji od nikotinskog aerosola za hSAEC i poremetio je njihov integritet epitelne barijere
Uočili smo da kada su humani SAEC bili izloženi in vitro CBD aerosolima tokom 1 sata, morfologija epitelnih ćelija je bila značajno poremećena (slika 8A, B naspram 8C). Smrt ćelija u hSAECs je značajno povećana samo nakon izlaganja CBD aerosolu u poređenju sa vazduhom (41% naspram 12,5% u kontroli vazduha; 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).
cistanche biljka koja povećava imuni sistem
CBD aerosoli, ali ne i nikotinski aerosoli, izazvali su apoptotičku smrt stanica u pročišćenim ljudskim neutrofilima, ali oba su pojačala oslobađanje NE
Akutna izloženost CBD aerosolima izazvala je izraženu ćelijsku smrt u pročišćenim ljudskim neutrofilima (44,5% ćelijske smrti nakon CBDVapea naspram 14% u kontroli zraka; 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).
Slika 4 Markeri oštećenja pluća izazvanih nakon inhalacionog izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. Na kraju izlaganja, miševi su eutanazirani, BAL sakupljeni i nivoi (A) ukupnih proteina i (B) albumina u BAL-u su kvantifikovani kao što je opisano u odjeljku Materijali i metode. (C) Nivoi FITC-dekstrana koji curi u plazmu su kvantificirani. Lijevi paneli na svakoj slici predstavljaju podatke za muškarce i žene zajedno, dok desni paneli predstavljaju podatke kao muškarci u odnosu na žene. Rezultati su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Razlike između grupa se smatraju značajnim na str<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.
Slika 5 Nivoi neutrofilne elastaze u plućima izmjereni nakon izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. Na kraju 2-sedmičnog izlaganja, miševi su eutanazirani, BAL i pluća su sakupljeni i pripremljeni lizati tkiva. (A, B) Nivoi NE u BAL-u i lizatima plućnog tkiva kvantifikovani su ELISA testom. Lijevi paneli na svakoj slici prikazuju podatke kao muškarce zajedno, dok desni paneli predstavljaju podatke kao muškarce u odnosu na žene. Rezultati su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Korišten je neparametarski Kruskal-Wallisov test sa FDR korekcijom za višestruka poređenja da bi se vidjelo da li postoje statistički značajne razlike između dvije grupe koristeći softver GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Kalifornija, SAD). Razlika između ove dvije grupe smatrana je značajnom na str<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.
DISKUSIJA
Naši nalazi su otkrili da su štetni učinci na imunološki sistem i oštećenje pluća nakon inhalacije vaping proizvodima koji sadrže kanabinoide bili ozbiljniji nego nakon izlaganja aerosolima iz uređaja za vaping koji sadrži nikotin. Otkrili smo štetan učinak isparenog CBD-a koji utječe na plućnu imunološku homeostazu koristeći mišji model vapinga i in vitro eksperimente s ljudskim stanicama. Naše studije su otkrile da CBD vaping inducira proinflamatorno plućno mikrookruženje, što dovodi do značajnog nakupljanja upalnih imunoloških ćelija koje pokazuju pojačanu aktivnost faktora koji oštećuju tkivo poput MPO i NE i dovode do indukcije ozljede pluća putem procesa koji mogu uključivati oksidativni stres. Iako je nekoliko studija ispitivalo respiratorne efekte vapinga nikotina, prema našim saznanjima, ovo je prvi izvještaj koji pokazuje da čak i kratkotrajno izlaganje isparenom CBD-u mijenja upalni milje u plućima, što dovodi do oštećenja pluća. Važno je napomenuti da smo koristili proizvode za vaping koji sadrže CBD bez THC-a, kako bismo eliminirali svaki potencijalni utjecaj THC-a na plućne efekte. Zbog zakonskih ograničenja u pristupu proizvodima za vaping koji sadrže THC, nismo bili u mogućnosti provesti eksperimente koji bi također uporedili efekte vapinga THC-a. Jedna nedavna studija je objavila da se CBD u proizvodima za vaping može smatrati prekursorom THC-a, čime se problem dodatno pogoršava izazivanjem CBD-nezavisnih, THC-posredovanih efekata u vezi s općom upotrebom proizvoda za vaping od kanabisa.47
Nadalje, bilo koji respiratorni toksični efekti vapinga mogu se potencijalno pogoršati prisutnošću drugih sastojaka proizvoda za vaping, uključujući različita otapala (MCT u CBD proizvodu i PG: VG u nikotinskim proizvodima), različite arome i terpene prisutne u oba proizvoda kako je otkriveno analiza proizvoda. Brojni potencijalni nusprodukti razgradnje otkriveni su u obje zagrijane otopine, što sugerira da su oba proizvoda osjetljiva na visoke temperature. Međutim, viši nivoi karbonilnih spojeva otkriveni su u aerosolu koji sadrži CBD, što sugerira da je CBD vaping proizvod korišten u našoj studiji možda bio osjetljiviji na termičku degradaciju u usporedbi s nikotinskim proizvodima. Ovo može biti zbog razlika u hemijskom sastavu dva rastvora i/ili razlika u uslovima isparavanja unutar uređaja za vaping. Brojni markeri upale i oštećenja pluća izmjereni u našoj studiji bili su konzistentno viši nakon izlaganja vaping proizvodima koji sadrže CBD nego uređaji za vaping koji sadrže nikotin. Na primjer, izvještavamo da je udisanje aerosoliziranog CBD vape ulja izazvalo mnogo jače povećanje broja i CD4+ i CD8+ T ćelija, kao i veliki broj neutrofila u plućima. Sličan profil povećanih neutrofila i modulacije CD4+ i CD8+ T ćelija uočen je u plućima pacijenta koji je konzumirao ulje kanabisa što je uzrokovalo ozljedu pluća i respiratornu insuficijenciju.3 Postoji čvrsta veza između inflamatorne T ćelije, faktori mobilizacije neutrofila i regrutacija neutrofila kod plućnih upalnih poremećaja.48 Pojačani inflamatorni milje u plućima nakon izlaganja CBD aerosolima mogao bi orkestrirati akumulaciju i/ili aktivaciju neutrofila u bronhoalveolarnom prostoru direktno putem specifičnog bronhoalveolarnog oslobađanja. faktori mobilizacije neutrofila kao što su IL-6, G-CSF i KC (CXCL1) ili indirektno putem aktivacije rezidentnih plućnih makrofaga i epitelnih ćelija.{13}} Također je moguće da CBD aerosoli mogu oštetiti epitel pluća i pokrenuti proces regrutacije i aktivacije neutrofila putem mehanizama uključujući lokalno oštećenje tkiva.51 Doista, mi pokazujemo da CBD aerosoli oštećuju integritet epitela i induciraju ćelijsku smrt u hSAEC, sugerirajući da bi CBD aerosoli mogli direktno inducirati oštećenje plućnog tkiva i aktivirati DAMP za posredovanje u plućnoj fazi. . Poznato je da infiltracija neutrofila i destrukcija plućnog tkiva izazvana NE posreduju u oštećenju pluća izazvanom dimom cigarete i narušenom integritetu epitelne barijere.52–56 Neutrofili nakon što se vrate u pluća pokazuju aktiviran fenotip i produžavaju proces upale,57 tako da smo inflamatorni povećanje broja neutrofila koji se akumuliraju u plućima miševa izloženih CBD aerosolima (14488 naspram 3674 u zraku) može imati biološke posljedice zbog njihovog statusa aktivacije. Ove granulocitne ćelije su izvor dva važna faktora, mijeloperoksidaze i NE koji su uključeni u mikrobicidnu aktivnost i plućno remodeliranje. Povećani nivoi MPO, kao što je uočeno u našoj studiji, smatraju se značajnim markerom upalnog i oksidativnog stresa kod nekoliko bolesti uključujući ozljedu pluća.39 58 MPO protein oslobođen iz aktiviranih neutrofila djeluje kao autokrini modulator, pokazujući proinflamatorne citokine slične svojstva da induciraju aktivaciju PMN, na način koji je nezavisan od katalitičke aktivnosti MPO.59 Stoga, u svjetlu ovih izvještaja i naših sadašnjih nalaza, pretpostavljamo da bi kronično udisanje CBD aerosola moglo izazvati snažno proinflamatorno mikrookruženje koje bi moglo biti štetnije za plućne homeostaze i mogu dodatno pogoršati postojeće plućne bolesti. Infiltracija neutrofila u pluća nakon udisanja CBD aerosola može biti izazvana povećanjem regulacije rastvorljivih hemokina kao što je KC, i stoga bi mogla biti odgovorna za povećane nivoe NE koji se nalaze u BAL-u i plućnom tkivu. Budući da je izlaganje CBD aerosolu izazvalo oslobađanje NE iz ljudskih neutrofila in vitro, ovo podržava zaključak da CBD aerosoli imaju potencijal da direktno aktiviraju neutrofile in vivo i pojačaju upalu pluća kod korisnika. Kako se nivoi NE i povezane aktivnosti povećavaju tokom inflamatornih odgovora posredovanih neutrofilima,46 mi smo stoga samo mjerili nivoe NE kao indeks njegove aktivnosti. Osim toga, štetan utjecaj vapinga CBD-a vjerovatno bi mogao biti pogoršan oštećenim antioksidativnim sistemima, kao što smo primijetili, gdje faktori poput MPO izazvanog CBD-om mogu igrati kritičnu ulogu.39 58 CD4+ROR t + T ćelije , koji izražavaju glavni transkripcijski faktor bitan za diferencijaciju u proinflamatorne Th17 ćelije, povećani su i predvidjeli proinflamatorno mikrookruženje izazvano CBD aerosolima. Povećana indukcija CD4+FoxP3+ T regulatornih ćelija (Tregs) može biti jedan od mehanizama pomoću kojih bi CBD vaping mogao izazvati imunosupresiju. Tregovi potiskuju aktivaciju, proliferaciju i proizvodnju citokina CD4+ i CD8+ T ćelija i uključeni su u supresiju dendritskih ćelija putem smanjenja kostimulatornih molekula.60 Tregovi eksprimiraju lanac receptora IL-2 , što olakšava potrošnju IL-2 i na taj način može lišiti T efektorske ćelije dostupnosti IL-2, doprinoseći supresiji T efektorskih ćelija.61 Dakle, smanjeni nivoi IL-2 u BAL-u zbog CBD-a Povećanje Tregs-a izazvano aerosolom moglo bi posredovati u disfunkciji T stanica i supresiji adaptivnog imuniteta u plućima, povećati osjetljivost na respiratorne infekcije i uzrokovati loše rezultate profilaktičke vakcinacije. Uočili smo značajno smanjenje broja plućnih intersticijskih makrofaga nakon izlaganja CBD-u. Siglec-F+, koji se obično smatra markerom eozinofila, visoko je eksprimiran u mišjim alveolarnim makrofagima, a kada se koristi u kombinaciji sa CD11c, pruža najprecizniju identifikaciju alveolarnih makrofaga u plućima miša. Značajno smanjenje broja CD11bCD11c+Siglec-F+ alveolarnih makrofaga uočeno kod miševa izloženih CBD-u je podržano prethodnim studijama.62 Ranija studija je objavila da je izloženost EC kod miševa izazvala disfunkciju alveolarnih makrofaga povezana sa lošim unosom patogena, uz istodobno povećanje opterećenje plućnim patogenima koje je povezano sa odgođenim vremenom oporavka i povećanim mortalitetom nakon infekcije.16 Izrazito smanjenje broja antiinflamatornih plućne arginaze-1+ M2 makrofaga nakon udisanja CBD aerosola moglo bi dodatno doprinijeti nereguliranoj plućnoj imunološkoj homeostazi .63 Pojačano proinflamatorno mikrookruženje otkriveno u plućima nakon udisanja CBD-a može se dijelom pripisati smanjenom broju protuupalnih M2 plućnih makrofaga. Smanjen broj makrofaga mogao bi značajno utjecati na plućne reakcije na respiratorne infekcije, koje mogu biti složene disfunkcionalnom fagocitozom makrofaga. Dakle, izloženost aerosolima iz elektronskih cigareta koje sadrže nikotin izazvala je smanjenje fagocitoze netipizirajuće Haemophilus influenze (NTHI) od strane makrofaga, uglavnom zbog prisutnosti aroma za e-cigarete.64 Budući da se uobičajene arome također koriste za CBD formulacije, to podiže mogućnost da se disfunkcija makrofaga uzrokovana CBD aerosolom može intenzivirati dodatkom različitih kemikalija za okus.
Slika 6 Povećanje aktivnosti mijeloperoksidaze (MPO) u plućima nakon izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. (A, B) Izmjerili smo aktivnost MPO u lizatima plućnog tkiva životinja izloženih nikotinu ili CBD aerosolu koristeći komplet za analizu MPO od Abcam-a kao što je detaljno opisano u odjeljku dodatnog materijala. Lijevi panel prikazuje podatke kao muškarce, dok desni panel predstavlja podatke kao muškarce u odnosu na žene. Podaci su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Neparametarski Kruskal-Wallisov test sa FDR korekcijom za višestruka poređenja izveden je da bi se videlo da li postoje statistički značajne razlike između dve grupe korišćenjem softvera GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Kalifornija, SAD). Razlika između ove dvije grupe smatrana je značajnom na str<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
Slika 7 Promjene antioksidativnog potencijala u plućima nakon izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. Na kraju izlaganja nikotinu ili CBD aerosolima, miševi su eutanazirani i pripremljeni su lizati plućnog tkiva. (A, B) Ukupni nivoi antioksidansa u lizatima plućnog tkiva kvantificirani su pomoću Kajmanovog kompleta za analizu antioksidansa (Cat# 709001) kao što je detaljno opisano u odjeljku s dodatnim materijalima na mreži. Lijevi panel prikazuje podatke kao muškarce i žene zajedno, dok desni panel predstavlja podatke kao muškarce u odnosu na žene. Podaci su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max. Korišten je neparametarski Kruskal-Wallisov test sa FDR korekcijom za višestruka poređenja da bi se vidjelo da li postoje statistički značajne razlike između dvije grupe koristeći softver GraphPad Prism V.9 (GraphPad; La Jolla, Kalifornija, SAD). Razlika između ove dvije grupe smatrana je značajnom na str<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.
Slika 8 Morfologija epitelnih ćelija, citotoksičnost i integritet epitelne barijere epitelnih ćelija malih disajnih puteva (SAEC) ljudi nakon izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. Ljudski SAEC (0.5 miliona ćelija/kulturni umetak u 6-formatu ploče sa jažicom) kultivisani su u kompletnom mediju za rast preko noći i sledećeg dana direktno izloženi na interfejsu vazduh-tečnost (ALI) 110 udisaja aerosoli koji sadrže vazduh, nikotin (50mg/mL nikotina) ili CBD (50mg/mL) kao što je opisano u metodama. Svi aerosoli su generisani u zapremini od 55 mL kao što je opisano u odjeljku Metode. Na kraju ekspozicije, ćelije su uklonjene iz ALI komore i inkubirane u kompletnoj podlozi za rast 24 sata na 37 stepeni. Nakon završetka perioda oporavka, ćelije su prvo snimljene (A-C) na ×200 u fazno-kontrastnom mikroskopu (Olympus IX73), a zatim su izvršene analize toksičnosti ćelije koristeći (D) metodu tripan plavog (mjereno kao postotak ćelijske smrti) ili (E ) izvedena je metoda upijanja neutralne crvene boje (prikazano kao postotak kontrole zraka). Za (F) test permeabilnosti FITC-dekstrana, 1 milion humanih SAEC-a/kulturnih umetaka kultivisano je preko noći i sledećeg dana direktno izloženo na ALI 110 udisaja vazduha koji sadrže nikotin (50 mg/mL nikotina) ili CBD (50mg/mL) aerosoli. Po završetku izlaganja, FITC-dekstran u koncentraciji od 10 mg/mL je dodat u apikalnu komoru i inkubiran 2,5 sata. uzorci su sakupljeni iz bazolateralne komore, a fluorescencija je izmjerena korištenjem Exci485/Emi528 talasnih dužina u sinergijskom H1 hibridnom čitaču ploča (BioTek). Koncentracija FITC-dekstrana u bazolateralnoj komori izračunata je pomoću standardne krive. Razlika između ove dvije grupe smatrana je značajnom na str<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.
Slika 9 Apoptotična smrt ćelija u pročišćenim ljudskim neutrofilima i nivoi neutrofilne elastaze (NE) oslobođene nakon izlaganja CBD-u i nikotinskim aerosolima. Ljudski neutrofili pročišćeni iz pune krvi zasijani su na 0.8 miliona ćelija/kultura umetnuta u formatu 6-jažice i odmah izloženi 110 udisaja zraka, nikotina (50 mg/ml nikotina) ili CBD-a ( 50mg/mL) koji sadrže aerosole na međuprostoru vazduh-tečnost u zapremini od 55mL kao što je opisano u odeljku Metode. Na kraju izlaganja, ćelije su uklonjene iz ALI komore i obnovljene u kompletnom mediju za rast tokom 24 sata. Zatim, ćelijska smrt je mjerena korištenjem (A) testa isključenja boje tripan plavog i (B) apoptoze aneksina V-FITC kao što je detaljno spomenuto u odjeljku Metode. Neposredno nakon izolacije, alikvot pročišćenih neutrofila je držan u kompletnom mediju u CO2 inkubatoru kao negativne 'neizložene kontrole' za cijelo vrijeme trajanja testa, kako bi se procijenio obim ćelijske smrti, indukcija apoptoze ili nivoi NE u odsustvo bilo kakvog izlaganja. (C) Nivoi NE su kvantificirani u kondicioniranoj podlozi sakupljenim nakon završetka perioda oporavka izvođenjem NE ELISA kao što je objašnjeno u odjeljku Metode. Podaci su prikazani kao dijagrami sa brkovima na min i max iz nezavisnih eksperimenata, svaki izveden u tri primjerka. Za test apoptoze: prosječni podaci od n=5 donora po grupi. Za metodu tripan plavog: prosječni podaci od neeksponiranih kontrolnih n=6 donatora, kontrole zraka i Nic-Vape n=7 donatora i CBD-Vape n=8 donatora. Za NE test prosječni podaci od n=6 donatora po grupi). Razlika između ove dvije grupe smatrana je značajnom na str<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.
Tabela 2 Poređenje različitih markera ishoda studije nakon izlaganja vaping proizvodu koji sadrži CBD (CBD-vape) i nikotin koji sadrži vaping proizvod (Nic-vape)
Prisutnost intraalveolarnih makrofaga opterećenih lipidima uočeno u ćelijama oporavljenih od BAL-a miševa nakon inhalacije CBD aerosola u našoj studiji potvrđuje prethodni izvještaj koji je pokazao početak egzogene lipoidne pneumonije kod pacijenta koji je konzumirao ulje kanabisa i imao lipide. -napunjeni plućni makrofagi.65 Kako je egzogena lipoidna pneumonija sa plućnim makrofagima opterećenim lipidima zaštitni znak EVALI-a, to sugerira da udisanje CBD vape ulja možda nije bez rizika i može dovesti do ozljede pluća kod korisnika kanabisa. Slučajevi predstavljeni u EVALI kliničkim izvještajima sugeriraju jaču etiološku vezu između pušenja kanabisa i respiratorne insuficijencije u usporedbi s upijanjem nikotina.65–68 Za razliku od naših ranijih studija na miševima koji su udisali VEA (vjerovatni uzrok EVALI), u ovoj studiji smo nisu uočili prisustvo pjenastih makrofaga.14 Dok ukupni rizici za plućne komplikacije povezane s vapingom mogu biti niži u poređenju sa pušenjem, čini se da vaping predstavlja rizik za zdravlje disajnih puteva, posebno kod dugotrajnih korisnika kanabisa. Ukratko, naša studija jasno utvrđuje da je proinflamatorni milje u plućima izazvan udisanjem CBD aerosola bio veći od onog izazvanog nikotinskim aerosolima, a to se odražavalo na poremećaj integriteta plućne barijere i oštećenje pluća (sažeto u tabeli 2). Ovo sugerira da bi konzumiranje kanabisa moglo potencijalno dovesti do ozbiljnijih ishoda, uključujući povećanu osjetljivost na respiratorne infekcije, slabe odgovore na profilaktičke vakcinacije i pogoršanje simptoma kod pacijenata sa osnovnim plućnim upalnim bolestima.16–19 35 36 69 70 Nismo primijetili nikakve vidljive promjene u ponašanju životinja tokom ili nakon izlaganja, niti promjene težine u poređenju sa kontrolom zraka (online dodatna slika E11). U ovoj studiji, izlaganje nikotinskom aerosolu nije izazvalo nivoe različitih citokina/hemokina u BAL-u u istoj meri u poređenju sa prethodnom studijom.71 Razlozi za ovo neslaganje mogli bi biti da su ovi autori merili nivoe transkripta različitih citokina u plućima. homogenati nakon izlaganja nikotinu-aerosolu, a nivoi transkripta se ponekad ne pretvaraju u promene kada se mere na nivoima proteina kao što smo mi uradili. Nadalje, profil citokina i modulacija imunološkog sistema zavise od specifične e-tečnosti, metode stvaranja aerosola/trajanja izloženosti i dodanih aroma. Dok kanabis ima dokazane zdravstvene prednosti u upravljanju boli, spavanju i ublažavanju simptoma mučnine/povraćanja izazvane kemoterapijom kod pacijenata s rakom i kod pacijenata koji doživljavaju napade,72-76 jednostavno nedostaje čvrsti dokaz o sigurnosti kanabisa kada se uzima iz vapinga. proizvodi. U tom smislu, naša studija je nova i identificira ulogu inhalacije CBD aerosola u izazivanju upale pluća i oštećenja pluća.
cistanche tubulosa-poboljšava imuni sistem
Budući da je naša studija koristila modele izloženosti životinja i in vitro, potrebno je uzeti u obzir nekoliko ograničenja prilikom ekstrapolacije rezultata predstavljenih na izlaganje u stvarnom životu kod ljudi. Jedno od ograničenja ove studije je da je fokus bio samo na kratkotrajnoj izloženosti. Ishod dugotrajne hronične izloženosti CBD-aerosolima i njihov uticaj na odgovor na respiratornu infekciju i/ili profilaktičku vakcinaciju su važni. Naša metodologija izlaganja životinja bila je zasnovana na sistemu izlaganja celog tela i izlaganje samo nosu bi možda bilo prikladnije za simulaciju izlaganja iskusnih vapera. Unatoč korištenju sistema za izlaganje cijelog tijela, potvrdili smo da taloženje na životinjskom krznu (i zidovima kaveza) nije doprinijelo gutanju čestica prilikom dotjerivanja životinja i na taj način utjecalo na uočenu toksičnost. Koristili smo ograničen broj miševa po grupi izloženosti; vjerovatno je da je veći broj miševa mogao dodatno ojačati zaključke naše studije. Iako in vitro ALI model pruža pristup specifičan za izlaganje inhalacijom za izvođenje biološke studije o zdravstvenim efektima u vezi s upotrebom proizvoda za vaping, ekstrapolacija podataka iz in vitro studija na rizike za ljude ostaje hipotetička. Potrebne su buduće opservacijske i eksperimentalne studije s redovnim korisnicima CBD-a i proizvoda koji sadrže nikotin kako bi se potvrdili naši nalazi. Konačno, u našim eksperimentima, životinje i ćelije su bile izložene aerosolima iz oba proizvoda nastalih na identičan način. Međutim, korisnici vaping proizvoda na bazi kanabisa mogu koristiti ove proizvode na vrlo drugačiji način od nikotinskih vapera (npr. rjeđe). Kako se pojavljuju podaci iz opservacijskih studija među korisnicima kanabisa, potencijalne razlike u obrascima upotrebe proizvoda uočene u realnim uvjetima treba uzeti u obzir kada se simulira izlaganje životinja i in vitro u laboratorijskim uvjetima. Buduće studije trebale bi istražiti respiratorne efekte proizvoda za vaping koji sadrže širok spektar kanabinoida, uključujući THC.
REFERENCE
1 Ministarstvo zdravlja SAD i. Upotreba e-cigareta među mladima i mladima: izvještaj glavnog hirurga [PDF–8,47 MB]PDF ikona. Atlanta, GA: Američko ministarstvo zdravlja i ljudskih usluga, CDC, 2016.
2 Borodovsky JT, Crosier BS, Lee DC, et al. Pušenje, vaping, jedenje: utječe li legalizacija na način na koji ljudi koriste kanabis? Int J Drug Policy 2016;36:141–7.
3 He T, Oks M, Esposito M, et al. „Drvo u cvatu“: teška akutna ozljeda pluća uzrokovana isparavanjem ulja kanabisa. Ann Am Thorac Soc 2017;14:468–70.
4 Knapp AA, Lee DC, Borodovsky JT, et al. Novi trendovi u administraciji kanabisa među adolescentnim korisnicima kanabisa. J Adolesc Health 2019;64:487–93.
5 Kriegel D. Vaping marihuane protiv pušenja: postoji li pobjednik? 2021. Dostupno: https:// vaping360.com/learn/vaping-vs-smoking-weed/ [pristupljeno 15. septembra 2021.].
6 Volkow ND, Baler RD, Compton WM, et al. Štetni učinci upotrebe marihuane po zdravlje. N Engl J Med 2014;370:2219–27.
7 Pahr K, Carter A. Vodič za početnike za CBD. healthline. 2019. Dostupno: https://www. healthline.com/health/your-cbd-guide [pristupljeno 19. avgusta 2021.].
8 Sulejman SA. Toksičnost naftnih ugljovodonika in vitro: učinak n-alkana, benzena i toluena na plućne alveolarne makrofage i lizozomalne enzime pluća. Arch Toxicol 1987; 59:402–7.
9 Lachenmeier DW, Kuballa T, Reusch H, et al. Benzen u soku od šargarepe za dojenčad: dalji uvid u mehanizam formiranja i procjenu rizika uključujući podatke o potrošnji iz Donaldove studije. Food Chem Toxicol 2010;48:291–7.
10 Li YS, Li YF, Li QN, et al. Akutna plućna toksičnost kod miševa uzrokovana višeslojnim ugljičnim nanocijevima, benzenom i njihovom kombinacijom. Environ Toxicol 2010; 25:409–17.
11 Anderson RP, Zechar K. Povreda pluća usled udisanja butan hašiš ulja imitira upalu pluća. Respir Med Case Rep 2019;26:171–3.
12 Holt AK, Poklis JL, Peace MR. Retrospektivna analiza hemijskih sastojaka u reguliranim i nereguliranim tekućinama za e-cigarete. Front Chem 2021;9:752342.
13 Blount BC, Karwowski MP, Shields PG, et al. Vitamin E acetat u tečnosti za bronhoalveolarnu lavažu povezanu sa EVALI. N Engl J Med 2020;382:697–705.
14 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. Životinjski model inhaliranog acetata vitamina E i ozljede pluća nalik EVALI. N Engl J Med 2020;382:1175–7.
15 Merecz-Sadowska A, Sitarek P, Zielinska-Blizniewska H, et al. Sažetak in vitro i in vivo studija koje procjenjuju utjecaj izloženosti e-cigaretama na žive organizme i okoliš. Int J Mol Sci 2020;21:652.
16 Sussan TE, Gajghate S, Thimmulappa RK, et al. Izloženost elektronskim cigaretama narušava plućnu antibakterijsku i antivirusnu odbranu u modelu miša. PLoS One 2015;10:e0116861.
17 Hwang JH, Lyes M, Sladewski K, et al. Udisanje elektronske cigarete mijenja urođeni imunitet i citokine dišnih puteva, dok povećava virulentnost kolonizirajućih bakterija. J Mol Med (Berl) 2016;94:667–79.
18 Martin EM, Clapp PW, Rebuli ME, et al. Upotreba e-cigareta rezultira supresijom gena imunog i upalnog odgovora u epitelnim stanicama nosa slično dimu cigareta. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016;311:L135–44.
19 Rebuli ME, Glista-Baker E, Hoffman JR, et al. Upotreba elektroničkih cigareta mijenja imuni odgovor sluznice nosa na živi oslabljeni virus gripe. Kliničko ispitivanje. Am J Respir Cell Mol Biol 2021;64:126–37.
20 Bloom JW, Kaltenborn WT, Paoletti P, et al. Respiratorni efekti neduvanskih cigareta. Br Med J (Clin Res Ed) 1987;295:1516–8.
21 Wills TA, Pagano I, Williams RJ, et al. Upotreba e-cigareta i respiratorni poremećaj u uzorku odrasle osobe. Drug Alcohol Depend 2019;194:363–70.
22 Xie W, Kathuria H, Galiatsatos P, et al. Povezanost upotrebe elektronskih cigareta s incidentnim respiratornim stanjima među odraslim osobama u SAD-u od 2013. do 2018. JAMA Netw Open 2020;3:e2020816.
23 Bhatta DN, Glantz SA. Povezanost upotrebe e-cigareta s respiratornom bolešću kod odraslih: longitudinalna analiza. Am J Prev Med 2020;58:182–90.
24 Li D, Sundar IK, McIntosh S, et al. Povezanost pušenja i upotrebe elektronskih cigareta sa zviždanjem i srodnim respiratornim simptomima kod odraslih: rezultati poprečnog presjeka iz populacijske procjene duhana i zdravlja (put) studije, talas 2. Tob Control 2020;29:140–7.
25 Taškin DP, Coulson AH, Clark VA, et al. Respiratorni simptomi i funkcija pluća kod uobičajenih teških pušača samo marihuane, pušača marihuane i duhana, pušača samog duhana i nepušača. Am Rev Respir Dis 1987;135:209–16.
26 Taškin DP. Dimljena marihuana kao uzrok ozljede pluća. Monaldi Arch Chest Dis 2005;63:93–100.
27 Taškin DP. Efekti pušenja marihuane na pluća. Ann Am Thorac Soc 2013;10:239–47.
28 Baldwin GC, Tashkin DP, Buckley DM, et al. Marihuana i kokain oštećuju funkciju alveolarnih makrofaga i proizvodnju citokina. Am J Respir Crit Care Med 1997;156:1606–13.
29 Taylor DR, Poulton R, Moffitt TE, et al. Respiratorni efekti ovisnosti o kanabisu kod mladih odraslih osoba. Ovisnost 2000;95:1669–77.
30 Aldington S, Williams M, Nowitz M, et al. Učinci kanabisa na plućnu strukturu, funkciju i simptome. Thorax 2007;62:1058–63.
31 Moore BA, Augustson EM, Moser RP, et al. Respiratorni efekti upotrebe marihuane i duhana u uzorku iz SAD-a. J Gen Intern Med 2005; 20:33–7.
32 Goniewicz ML, Knysak J, Gawron M, et al. Nivoi odabranih kancerogena i otrovnih materija u parama iz elektronskih cigareta. Tob Control 2014;23:133–9.
33 Bhat TA, Kalathil SG, Leigh N, et al. Akutni efekti udisanja aerosola grijanog duhanskog proizvoda (IQOS) na oštećenje plućnog tkiva i upalne promjene u plućima. Nicotine Tob Res 2021;23:1160–7.
34 Kosmider L, Jackson A, Leigh N, et al. Cirkadijalno ponašanje i topografija kod korisnika e-cigareta. Tob Regul Sci 2018; 4:41–9.
35 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. Pasivno pušenje izaziva upalu i smanjuje imunitet na respiratorne infekcije. J Immunol 2018; 200:2927–40.
36 Bhat TA, Kalathil SG, Bogner PN, et al. AT-rvd1 ublažava upalu pluća pogoršanu pasivnim pušenjem i obnavlja antibakterijski imunitet potisnut pasivnim pušenjem. J Immunol 2021; 206:1348–60.
37 Carden D, Xiao F, Moak C, et al. Neutrofilna elastaza potiče mikrovaskularnu ozljedu pluća i proteolizu endotelnih kadherina. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology 1998;275:H385–92.
38 Kawabata K, Hagio T, Matsuoka S. Uloga neutrofilne elastaze u akutnoj ozljedi pluća. Eur J Pharmacol 2002;451:1–10.
39 Khan AA, Alsahli MA, Rahmani AH. Mijeloperoksidaza kao aktivni biomarker bolesti: novije biohemijske i patološke perspektive. Med Sci (Bazel) 2018;6:33.
40 Dietert K, Gutbier B, Wienhold SM, et al. Spektar histopatologija specifičnih za patogen i model u mišjim modelima akutne pneumonije. PLoS One 2017;12:e0188251.
41 Butt YM, Smith ML, Tazelaar HD, et al. Patologija ozljede pluća uzrokovanih vapingom. N Engl J Med 2019;381:1780–1.
42 Lee WL, Downey GP. Aktivacija neutrofila i akutna ozljeda pluća. Curr Opin Crit Care 2001; 7:1–7.
43 Fink MP. Uloga reaktivnih vrsta kisika i dušika u akutnom respiratornom distres sindromu. Curr Opin Crit Care 2002;8:6–11.
44 Abraham E. Neutrofili i akutna ozljeda pluća. Crit Care Med 2003;31:S195–9.
45 Pham CTN. Neutrofilne serinske proteaze fino podešavaju upalni odgovor. Int J Biochem Cell Biol 2008;40:1317–33.
46 Arecco N, Clarke CJ, Jones FK, et al. Nivoi i aktivnost elastaze su povećani u distrofičnim mišićima i narušavaju preživljavanje, proliferaciju i diferencijaciju ćelija mioblasta. Sci Rep 2016;6:24708.
47 Czégény Z, Nagy G, Babinszki B, et al. CBD, je prekursor THC-a u e-cigaretama. Sci Rep 2021;11:8951.
48 Lindén A, Laan M, Anderson GP. Neutrofili, interleukin{1}}A i bolest pluća. Eur Respir J 2005;25:159–72.
49 Ma K, Yang L, Shen R, et al. Th17 ćelije regulišu proizvodnju CXCL1 kod raka dojke. Int Immunopharmacol 2018; 56:320–9.
50 Becker S, Quay J, Koren HS, et al. Konstitutivna i stimulirana ekspresija MCP-1, GRO alfa, beta i gama u epitelu ljudskih disajnih puteva i bronhoalveolarnim makrofagima. Am J Physiol 1994;266:L278–86.
51 Potey PM, Rossi AG, Lucas CD, et al. Neutrofili u inicijaciji i rješavanju akutne upale pluća: razumijevanje biološke funkcije i terapijskog potencijala. J Pathol 2019; 247:672–85.
52 Heijink IH, Brandenburg SM, Postma DS, et al. Dim cigarete narušava funkciju epitelne barijere disajnih puteva i obnavljanje kontakta između stanica i stanica. Eur Respir J 2012;39:419–28.
53 Aghapour M, Raee P, Moghaddam SJ, et al. Disfunkcija epitelne barijere dišnih puteva kod kronične opstruktivne plućne bolesti: uloga izloženosti dimu cigareta. Am J Respir Cell Mol Biol 2018; 58:157–69.
54 Shapiro SD, Goldstein NM, Houghton AM, et al. Neutrofilna elastaza doprinosi emfizemu izazvanom dimom cigareta kod miševa. Am J Pathol 2003;163:2329–35.
55 Antunes MA, Rocco PRM. Plućni emfizem izazvan elastazom: uvidi iz eksperimentalnih modela. An Acad Bras Cienc 2011;83:1385–96.
56 Ghosh A, Coakley RD, Ghio AJ, et al. Hronična upotreba e-cigareta povećava nivoe neutrofilne elastaze i matriks metaloproteaze u plućima. Am J Respir Crit Care Med 2019;200:1392–401.
57 Fortunati E, Kazemier KM, Grutters JC, et al. Ljudski neutrofili prelaze na aktivirani fenotip nakon što se vrate u pluća, bez obzira na inflamatornu bolest. Clin Exp Immunol 2009;155:559–66.
58 Faith M, Sukumaran A, Pulimood AB, et al. Koliko je pouzdan pokazatelj upale aktivnost mijeloperoksidaze? Clin Chim Acta 2008;396:23–5.
59 Lau D, Mollnau H, Eiserich JP, et al. Mijeloperoksidaza posreduje u aktivaciji neutrofila povezivanjem sa CD11b/CD18 integrinima. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:431–6.
60 Schmidt A, Oberle N, Krammer PH. Molekularni mehanizmi supresije T ćelija posredovane tregom. Front Immun 2012;3:51.
61 Thornton AM, Shevach EM. CD4+CD25+ imunoregulatorne T ćelije potiskuju poliklonsku aktivaciju T ćelija in vitro inhibirajući proizvodnju interleukina 2. J Exp Med 1998;188:287–96.
62 Kalininski A, Kittel J, Nacca NE, et al. Izloženost e-cigaretama, infekcije respiratornog trakta i oslabljen urođeni imunitet: narativni pregled. Pediatr Med 2021;4:5.
63 Lucas R, Czikora I, Sridhar S, et al. Arginaza 1: neočekivani medijator disfunkcije plućne kapilarne barijere u modelima akutne ozljede pluća. Front Immunol 2013; 4:228.
64 Ween MP, Whittall JJ, Hamon R, et al. Fagocitoza i upala: istraživanje efekata komponenata para e-cigarete na makrofage. Physiol Rep 2017;5:e13370.
65 Gay B, Field Z, Patel S, et al. Ozljeda pluća uzrokovana vapingom: slučaj lipoidne upale pluća povezane s e-cigaretama koje sadrže kanabis. Case Rep Pulmonol 2020;2020:7151834.
66 Abeles M, Popofsky S, Wen A, et al. Ozljeda pluća povezana s vapingom uzrokovana udisanjem ulja kanabisa. Pediatr Pulmonol 2020;55:226–8.
67 Adapa S, Gayam V, Konala VM, et al. Akutna plućna toksičnost izazvana vapingom kanabisa: serija slučajeva i pregled literature. J Investig Med High Impact Case Rep 2020;8:2324709620947267.
68 Conuel EJ, Chieng HC, Fantauzzi J, et al. Ozljeda pluća povezana s kanabinoidnim uljem i njen radiografski izgled. Am J Med 2020;133:865–7.
69 Lugade AA, Bogner PN, Thatcher TH, et al. Izloženost dimu cigareta pogoršava upalu pluća i ugrožava imunitet na bakterijske infekcije. J Immunol 2014;192:5226–35.
70 Bhat TA, Kalathil SG, Miller A, et al. Specijalizirani medijatori za rješavanje problema prevladavaju supresiju imuniteta uzrokovanu izlaganjem pasivnom pušenju. J Immunol 2020; 205:3205–17.
71 Garcia-Arcos I, Geraghty P, Baumlin N, et al. Hronična izloženost elektronskim cigaretama kod miševa izaziva karakteristike KOPB-a na način ovisan o nikotinu. Thorax 2016;71:1119–29.
72 Booz GW. Kanabidiol je nova terapijska strategija za smanjenje utjecaja upale na oksidativni stres. Free Radic Biol Med 2011;51:1054–61.
73 Rosenberg EC, Tsien RW, Whalley BJ, et al. Kanabinoidi i epilepsija. Neurotherapeutics 2015;12:747–68.
74 Nacionalne akademije nauka, inženjerstva, medicine; Odjel za zdravstvo i medicinu. Terapeutski efekti kanabisa i kanabinoida. U: Zdravstveni efekti kanabisa i kanabinoida: trenutno stanje dokaza i preporuke za istraživanje. National Academes Press, 2017.
75 Thiele EA, Marsh ED, French JA, et al. Kanabidiol kod pacijenata s napadima povezanim s Lennox-gestalt sindromom (GWPCARE4): randomizirano, dvostruko slijepo, placebom kontrolirano ispitivanje faze 3. Lancet 2018;391:1085–96.
76 US Food and Drug Administration. FDA je odobrila prvi lijek koji se sastoji od aktivnog sastojka dobivenog iz marihuane za liječenje rijetkih, teških oblika epilepsije. 2018. Dostupno: https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm611046.htm [pristupljeno 15. septembra 2021.].