CC BY
88
УДК 688.932.4: 613.846
RESEARCH ARTICLE 3. Medical sciences
Corresponding Author: Tkachenko Alla Vasilevna, Associate Professor, Head of the Department of Natural Sciences and Fundamental Disciplines. Krasnodar Municipal Medical Institute
of Higher Nursing Education E-mail allamira48@mail.ru
©Golikov A.V. - 2023
I Accepted: 24.04.2023
http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-102-107
НОВЫЙ ТРЕНД: ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ НИКОТИНА
Ткаченко1 А.В., Слинькова2 Т. А., Шипкова3 Л.Н.
1МАОУ ВО «Краснодарский муниципальный медицинский институт высшего сестринского образования», г. Краснодар, Российская Федерация
2НОЧУ ВО «Кубанский медицинский институт», г. Краснодар, Российская Федерация
3ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет», г. Краснодар, Российская Федерация
Аннотация. В мире с конца ХХ- начала ХХ1 века происходит значительное снижение числа курящих. Почти одновременно наблюдается формирование нового тренда - внедрение электронных систем доставки никотина (ЭСДН, вейпов). Вейпы, декларируемые производителями как безопасная альтернатива курению табака, тем не менее являются мало изученными с точки зрения их влияния на организм человека. В настоящей работе мы исследовали различные типы курительных систем, а также провели инструментальный анализ наполнителей для ЭДСН. Описаны основные виды ЭСДН - одноразовые, многоразовые обслуживаемые и необслуживаемые, новинки последних лет - iQOS и Glo™. Методом ГЖХ с компьютерной обработкой результатов исследованы образцы одноразовых ЭСДН с никотином и без никотина. Определено содержание глицерина, пропиленгликоля, никотина. В нескольких образцах обнаружены незначительные количества акролеина и этиленгликоля, не заявленные производителями. Описано биологическое действие компонентов ЭСДН и последствия их употребления.
Ключевые слова: исследования, ЭСДН, содержание, анализ, никотин, безопасность
NEW TREND: ELECTRONIC NICOTINE DELIVERY SYSTEMS
Tkachenko1 A. V., Slinkova2 T.A., Shipkovа3 L.N.
1 Krasnodar Medical Institute of Higher Nursing Education, Krasnodar, Russian Federation 2Kuban Medical Institute, Krasnodar, Russian Federation 3Kuban State Medical University, Krasnodar, Russian Federation
Abstract. Since the end of the 20th - beginning of the 21st century, there has been a significant decrease in the number of smokers in the world. Almost simultaneously, a new trend is being formed - the introduction of electronic nicotine delivery systems (ENDS, vapes). Vapes, declared by manufacturers as a safe alternative to tobacco smoking, are nevertheless little studied in terms of their effect on the human body. In this work, we have studied various types of smoking systems, and also performed an instrumental analysis of excipients for EDSN. The main types of ENDS are described - disposable, reusable, serviced and unattended, novelties of recent years - iQOS and Glo™. Samples of disposable ENDS with and without nicotine were studied by GLC with computer processing of the results. The content of glycerin, propylene glycol, nicotine was determined. Several samples contained trace amounts of acrolein and ethylene glycol not reported by the manufacturers. The biological effect of ENDS components and the consequences of their use are described.
Keywords: research, ENDS, content, analysis, nicotine, safety
Введение. Один проблемы ЗОЖ
из важнейших аспектов ■ борьба против табака.
Существенную роль в этой борьбе играет Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ)
E-ISSN 2686-6838
[1.2]. Некоторый вклад в решение этой проблемы был внесен нашими исследованиями [3-5].
В связи с переходом клиентов на электронные системы доставки никотина (ЭСДН) начали падать многомиллиардные доходы табачных компаний. Поэтому практически все крупные производители (British American Tobacco, Philip Morris и другие) инициировали производство ЭСДН. Официальная дата рождения ЭСДН - 2004 год, хотя впервые парогенератор был запатентован еще в 1963 году. Электронные сигареты всегда преподносились производителями как наиболее безвредная альтернатива обычным табачным изделиям. Однако единого научного подхода к регулированию производства ЭСДН не существует, отсутствуют требования
безопасности и методическая база для контроля состава веществ, выделяемых в аэрозоль при их применении. Поэтому необходимость
исследований в этом направлении является очевидной.
Основная часть. В настоящей работе мы исследовали различные типы курительных систем, а также провели инструментальный анализ наполнителей для ЭДСН.
Виды ЭСДН
ЭСДН (вейп, вапорайзер, электронная сигарета) -это система, генерирующая высокодисперсный аэрозоль, предназначенный для вдыхания. Аэрозоль испаряется из специальной жидкости при нагревании. ЭСДН появились как альтернатива сигаретам, потребление которых под давлением ВОЗ стало постепенно уменьшаться.
Внешний вид и конструкция ЭСДН весьма разнообразны (рис.1). В настоящее время выпускается более 500 их видов.
Рис.1. Типичные формы ЭСДН Fig.1. Typical forms of ENDS Основные типы ЭСДН.
Одноразовые - не подлежащие перезарядке устройства, по внешнему виду похожи на обыкновенную сигарету. Используются в течение 1-2 дней, после чего выбрасывается. Их
конструкция довольно простая. Она состоит из следующих основных частей:
• Батарейки или аккумулятора;
• Испарителя, состоящего из фитиля и нагревательного элемента;
• Картриджа с жидкостью (рис. 2).
Ультразвуковой испаритель
Микропроцессор
I
I
Имитатор горения конца сигареты |
-
Картридж с никотином (или без никотина)
Воздушно-сенсорный датчик
Батарейка или аккумулятор
Рис.2. Строение одноразового ЭСДН
Fig.2. Structure of a disposable ENDS
Многоразовые - подлежащие периодической зарядке, число циклов перезарядки колеблется от 300 до 800 раз.
- Необслуживаемые. Небольшой мощности, могут применяться на протяжении долгого времени, в среднем около года. Имеют 300-700 циклов заряд - разряд. Необходимо периодически менять комплектующие, доливать ароматическую жидкость. Имеют более совершенный дизайн.
- Многоразовые обслуживаемые. Если в предыдущем варианте, когда фильтр (хлопок) приходит в негодность, а спираль изнашивается
- устройство можно выбросить, в этом — комплектующие подлежат замене. Также небольшой мощности, выглядят как необслуживаемые.
Концерн Филип Моррис инициировал технологию производства изделия iQОS, декларируемого как способ снижения ущерба, наносимого здоровью курением табака. iQОS состоит из следующих элементов: табак нагреваемый, пропитка табака и источник тепла. Основным конструктивным элементом является стик, табачная часть которого состоит из специально обработанного табака. При работе iQОS температура нагрева достигает 300 - 350о С. Еще одной разновидностью систем нагревания табака является Glo™. (BAT GLO, MyGlo) — это популярный вид ЭДСН, который относится к классу систем нагревания табака. Брендом glo™ владеет табачный гигант BAT (British American Tobacco), производитель сигарет Kent, Camel, Lucky Strike и Vogue.
В индукционную камеру Glo™ помещается стик — мелкорубленный табак, обёрнутый фольгой и бумагой. Далее камера, в которую помещён стик, нагревается до 260 градусов. Табак пропитывается
пропиленгликолем, глицерином и
ароматизаторами - стандартный состав жидкостей для ЭСДН.
Большое разнообразие ЭСДН обусловлено наличием множества вариантов ароматизаторов.
Экспериментальная часть. Нами исследован состав картриджей для ЭСДН. Литературные данные свидетельствуют о том, что для выделения никотина из табачного сырья используются такие способы, как экстракция, отгонка с паром, ионный обмен и другие [6].
Нами использован метод экстракции системой элюентов этанол - вода в соотношении 30/70 % объемных при температуре 60оС с последующим анализом элюата на газожидкостном хроматографе с компьютерной обработкой результатов. Исследованию подвергали по 4 экземпляра одноразовых ЭСДН: Amiksmoke (образец 1), IZI MAX (образец 2), FUMARI (образец 3). Полученные данные приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Состав картриджа одноразовых ЭСДН, %
Показатель Образец 1 Образец 2 Образец 3 Среднее значение
Глицерин 61,5±2,3 67,3±4,1 70,4±3,5 66,4
Пропиленгликоль 27,4±0,9 25,9±1,4 8,7±0,7 20,7
Никотин 6,2±1,3 2,3±0,2 5,8±0,8 4,8
Акролеин 0,2±0,04 - 0,3±0,03 0,2
Ароматизатор 3,5±0,1 2,8±0,1 3,7±0,1 3,3
Диэтиленгликоль 0,3±0,3 - 0,5±0,1 0,4
Table 1.
Composition of disposable ENDS cartridge, %
Index Sample 1 Sample 2 Sample 3 Mean value
Glycerin 61,5±2,3 67,3±4,1 70,4±3,5 66,4
Propylene glycol 27,4±0,9 25,9±1,4 8,7±0,7 20,7
Nicotine 6,2±1,3 2,3±0,2 5,8±0,8 4,8
Acrolein 0,2±0,04 - 0,3±0,03 0,2
Flavor 3,5±0,1 2,8±0,1 3,7±0,1 3,3
Diethylene glycol 0,3±0,3 - 0,5±0,1 0,4
Анализ состава картриджа одноразовых ЭСДН с никотином показал, что содержание пропиленгликоля колеблется от 8,7 до 27,4%, среднее содержание 20,7%.
Пропиленгликоль при нагревании негативно влияет на органы дыхания, а также способствует развитию или обострению многих тяжелых заболеваний (астма, отек легких, бронхит, хроническая обструктивная болезнь легких, аллергия, бронхоспазм).
Пропиленгликоль может вызывать заложенность носа, кожную сыпь и другие аллергические реакции. Он не настолько вреден при попадании в ЖКТ, как при попадании его паров в легкие. При нагревании из пропиленгликоля образуется акролеин - канцерогенное вещество, (обнаружен не во всех образцах, содержание 0,2-,3%, табл.1).
Глицерин (60-70%, табл. 1) вызывает сухость во рту, ухудшает состояние кровеносных сосудов и нарушает кровообращение. Он является хорошей средой для развития бактерий. Его вполне можно есть, но вдыхать крайне опасно.
Состав жидкости для ЭСДН даже без никотина трансформируется в токсичные соединения (канцерогены, альдегиды) при температурном воздействии.
Рис.3. Формула никотина Fig.3. Nicotine formula
Содержание никотина в исследованных образцах от 2 до 6%, причем даже в разных экземплярах одной марки ЭСДН эта величина существенно различается (табл. 1). Никотин (рис. 3), содержащийся в аэрозоле, вызывает сужение артерий, а это может привести к сердечному
приступу. Он ухудшает зрение, а также способствует выработке адреналина, что повышает нагрузку на сердце. Генерирует выработку дофамина - гормона удовольствия, что позволяет считать никотин наркотическим средством. Дофамин провоцирует возникновение игровой зависимости и шопоголизма, вызывает близорукость. Никотин, экстрагируемый из листа табака, содержит алкалоиды, которые не разрушаются ферментом холинэстераза, который уничтожает никотин в организме человека. Таким образом, никотин, попадая в организм, через 30 минут уже наполовину разрушается и вызывает желание снова закурить. Алкалоиды же остаются практически не разрушенными и выводятся из организма значительно медленнее, а потому в течение дня количество вредных веществ в организме возрастает.
Человеческий мозг достигает полной зрелости примерно в 25 лет. До этого возраста он особенно уязвим для никотина. Поэтому в зоне особого риска дети и подростки. В долгосрочной перспективе у них могут возникнуть необратимые изменения в префронтальной коре, той части мозга, которая отвечает за принятие
решений. Никотин влияет и на то, как организм переваривает сахар, приводит к инсулинорезистентности и повышенному риску диабета II типа.
Среднее содержание ароматизаторов в образцах ЭСДН с никотином около 3% (табл. 1). Имеются данные о существовании около 8000 ароматов для е-жидкости, причем воздействие на здоровье нагреваемых и вдыхаемых ароматизаторов, используемых в ЭСДН, недостаточно хорошо исследовано [7]. Многие из ароматизаторов являются раздражителями и могут усиливать воспаление дыхательных путей [8]. Ароматизаторы проникают в легкие человека и влияют на них, причем не поверхностно, а на самом глубоком, клеточном, уровне.
Диэтиленгликоль и акролеин обнаружены в количестве 0,2-0,5% не во всех экземплярах даже одного образца (табл. 1).
Нами проведено изучение состава картриджей ЭСДН без никотина. Исследованию подвергали по 4 экземпляра одноразовых ЭСДН: Brusko Go (образец 1), Bang XXL (образец 2), Alio (образец 3). Полученные данные приведены в таблице 2.
Таблица 2.
Состав картриджа одноразовых электронных сигарет без никотина, %
Показатель Образец 1 Образец 2 Образец 3
Глицерин 71,5 68,0 78,2
Пропиленгликоль 15,1 17,3 -
Никотин - - -
Акролеин 0,9 1,2 -
Ароматизатор 1,4 2,5 3,1
Диэтиленгликоль - - 0,4
Table 2.
The composition of the cartridge of disposable electronic cigarettes without nicotine, %
Index Sample 1 Sample 2 Sample 3
Глицерин 71,5 68,0 78,2
Пропиленгликоль 15,1 17,3 -
Никотин - - -
Акролеин 0,9 1,2 -
Ароматизатор 1,4 2,5 3,1
Диэтиленгликоль - - 0,4
Никотин в безникотиновых ЭСДН не обнаружен. Обращает на себя внимание высокое содержание глицерина (68-78%, табл. 2). Пары глицерина с водой образуют при курении густые облака дыма, что очень нравится молодежи (бархатное облако).
Содержание ароматизаторов сравнимо с первой партией образцов (табл. 1,2). Пропиленгликоль не обнаружен в картриджах образца 3; очевидно, с этим связано отсутствие в
них следов акролеина, которые наличествуют в двух других образцах в количестве 0,9-1,2% (табл. 2). Диэтиленгликоль (0,4%) идентифицирован только в одном из трех исследованных образцов.
Последствиями потребления ЭСДН являются:
Психические расстройства:
галлюцинации, ощущения изменения размеров частей собственного тела, нарушение восприятия окружающего пространства и времени; синдромы
E-ISSN 2686-6838
количественного и качественного нарушения сознания - делирий, сопор, кома; сильная тревога; раздражительность [9].
Соматические расстройства: Повышение артериального давления; нарушение сердечного ритма; головная боль; головокружение; тошнота. Кроме того, в составе жидкости для ЭСДН могут содержаться содержатся мощные канцерогены нитрозамин и диэтиленгликоль — ученые доказали, что их содержание примерно в 10 раз больше, чем в обычных сигаретах; формальдегид, ядовитое и высокотоксичное соединение, отравление которым может закончиться летальным исходом; ацетальдегид - это канцероген, который не только отравляет организм, но и формирует привыкание (зависимость) к курению, а также повышает риск развития болезни Альцгеймера.
Наиболее распространенным побочным эффектом употребления ЭСДН является ксеростомия, что было выявлено на основании опроса 19 414 потребителей, проведенным во всем мире в 2014 году [10, 11].
В США болезнь при использовании вейпинга получила название EVALI (e-cigarette, or vaping, product use associated lung injury), что переводится как «травма легких, связанная с употреблением электронных сигарет» [12].
К тому же во многих случаях выявлено явное несоответствие в фактическом содержании никотина в жидкости для вейпа и заявленном производителем. Важно подчеркнуть, что концентрация всех вышеперечисленных соединений намного увеличивается при перегреве электронной сигареты.
ЭСДН иногда взрываются. В мире было зафиксировано уже несколько инцидентов, когда вейп взрывался во рту курящего. Были такие случаи и в России: так, в Подмосковье школьнику разорвало половину лица при взрыве электронной сигареты во рту.
Заключение. Состав наполнителей ЭСДН крайне разнообразен; в него входят многочисленные токсичные и канцерогенные вещества или вещества, способные вызывать тяжелые поражения легких и сердечно-сосудистой системы. Этот состав различается у разных производителей и зависит от параметров использования электронной сигареты. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, направленные на разработку научно обоснованных требований безопасности к этим заменителям традиционных табачных изделий с целью снижения риска для здоровья.
Итоговый документ 4-й Конференции Сторон Рамочной конвенции ВОЗ по борьбе против табака декларирует, что «стремительный рост использования электронных систем доставки никотина во всем мире нельзя ни игнорировать, ни принимать, не прилагая усилий по регулированию надлежащим образом этих изделий с тем, чтобы свести к минимуму последствия» [13].
Ряд стран уже ввели серьёзные ограничения ЭСДН. Так, их импорт и продажа запрещены в Катаре, Омане и Иордании; полный запрет на электронные сигареты действует в Гонконге, Сингапуре, Малайзии, Филиппинах, Ливане. Наиболее суровые ограничения действуют в Таиланде. Здесь под запретом не просто вейпинг — в эту страну нельзя ввозить электронные сигареты и жидкости для вейпа, их запрещено даже просто носить при себе. Это распространяется как на местных жителей, так и на туристов. Нарушение карается штрафом в размере миллиона бат (это примерно 30 тысяч долларов) или тюремным сроком продолжительностью до 10 лет. Россия также сделала решительный шаг на этом пути, приняв закон об ЭСДН, согласно которому запрещены реклама и стимулирование продаж подобных устройств [14].
REFERENCES
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1]. Conference of the Parties to the WHO Framework Convention on Tobacco Control, Fifth session, Seoul, 2012
[2]. Conference of the Parties to the WHO Framework Convention on Tobacco Control, Sixth session, M., 2014
[3]. Tkachenko A.V., Slinkova T.A., Gushcha A.S. A healthy lifestyle is the formation of a moral culture of youth. 18 NPK with international participation "Problems and prospects of scientific research", Krasnodar, 2014, p.202-205
[4]. Tkachenko A.V., Chinchenko V.N., Ananich A.Yu., Sokolova P.S. Health and smoking // II International student research and development complex "Scientific research and development of students", Cheboksary, 2016, p.57-59
[5]. Sokolova A.S., Tkachenko A.V. Factors affecting life expectancy // Collection of abstracts of the XVI All-Russian
[1]. Конференция Сторон Рамочной конвенции ВОЗ по борьбе против табака, Пятая сессия, Сеул, 2012
[2]. Конференция Сторон Рамочной конвенции ВОЗ по борьбе против табака, Шестая сессия, М., 2014
[3]. Ткаченко А.В., Слинькова Т.А., Гуща А.С. Здоровый образ жизни - формирование нравственной культуры молодежи. 18 НПК с международным участием «Проблемы и перспективы научных исследований», Краснодар, 2014, с.202-205
[4]. Ткаченко А.В., Чинченко В.Н., Ананич А.Ю., Соколова П.С. Здоровье и курение // II Международная студенческая НПК "Научные исследования и разработки студентов", Чебоксары, 2016, с.57-59
E-ISSN 2686-6838
Conference "National Heritage of Russia", M., 2022, p. 748750
[6]. Safarov N., Tatarchenko I.I., Mokhnachev I.G. Extraction of nicotine from tobacco raw materials and its concentration // Izv. Universities, Food Technology, 1997, No. 4-5, p. 8081
[7]. Barrington-Trimis J, Samet J, McConnell R. Flavorings in Electronic Cigarettes. JAMA. 2014;312(23): r. 2493
[8]. Tierney P, Karpinski C, Brown J, Luo W, Pankow J. Flavor chemicals in electronic cigarette fluids. Tobacco Control. 2015;25(e1): r. 10-15
[9]. Internet resource https://admhmansy.ru > rule > adm > operation > detail On the dangers of using smoking mixtures
[10]. Nat.N. Kaladze, I.V. Gorobets, S.M. Gorobets et al. Analysis of the influence of electronic cigarettes (vapes) on dental status // Crimean Therapeutic Journal 2020, No. 3 p.74-79
[11]. Farsalinos KE, Romagna G, Tsiapras D, Kyrzopoulos S, Voudris V. Characteristics, perceived side effects and benefits of electronic cigarette use: a worldwide survey of more than 19,000 consumers. Int J Environ Res Public Health. 2014; 11(4): 4356-4373
[12]. Thota D, Latham E. Case report of electronic cigarettes possibly associated with eosinophilic pneumonitis in a previously healthy active-duty sailor. J Emerge Med 2014; 47:15
[13]. Conference of the Parties to the WHO Framework Convention on Tobacco Control Fourth session, Uruguay, 2010
[14]. Federal Law of July 31, 2020 N 303-FZ "On Amendments to Certain Legislative Acts of the Russian Federation on the Issue of Protecting the Health of Citizens from the Consequences of Consumption of Nicotine-Containing Products"
|5|
[6]
[7]
[8]
[9]
Соколова А.С., Ткаченко А.В. Факторы, влияющие на
продолжительность жизни // Сборник тезисов XVI Всероссийской конференции «Национальное достояние России», М., 2022, с.748-750 Сафаров Н., Татарченко И.И., Мохначев И.Г. Извлечение никотина из табачного сырья и его концентрирование // Изв. ВУЗов, Пищевая технология, 1997, № 4-5, с. 80-81 Barrington-Trimis J, Samet J, McConnell R. Flavorings in Electronic Cigarettes. JAMA. 2014;312(23): р. 2493 Tierney P, Karpinski C, Brown J, Luo W, Pankow J. Flavour chemicals in electronic cigarette fluids. Tobacco Control. 2015;25(e1): р. 10-15
Интернет-ресурс https://admhmansy.ru > rule > adm > operation > detail О вреде употребления курительных смесей
[10]. Нат.Н. Каладзе, И.В. Горобец, С.М. Горобец и др. Анализ влияния электронных сигарет (вейпов) на стоматологический статус //Крымский терапевтический журнал 2020, №3 c.74-79
[11]. Farsalinos KE, Romagna G, Tsiapras D, Kyrzopoulos S, Voudris V. Characteristics, perceived side effects and benefits of electronic cigarette use: a worldwide survey of more than 19,000 consumers. Int J Environ Res Public Health. 2014; 11(4): 4356- 4373
[12]. Thota D, Latham E. Case report of electronic cigarettes possibly associated with eosinophilic pneumonitis in a previously healthy active-duty sailor. J Emerg Med 2014; 47:15
[13]. Конференция Сторон Рамочной конвенции ВОЗ по борьбе против табака Четвертая сессия, Уругвай, 2010 Федеральный закон от 31 июля 2020 г. N 303-ФЗ "О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросу охраны здоровья граждан от последствий потребления никотинсодержащей продукции"
[14].
Author Contributions. Tkachenko A.V. - experiment, discussion of results; Slinkova T.A. - collection and processing of results; Shipkova L.N. - medical and biological aspect.
Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest. Tkachenko A.V. - SPIN ID:6124-2110; ORCID ID: 0000-0001-6976-6125 Slinkova T.A. - SPIN ID: 6124-2110; ORCID ID: 0000-0003-1048-0055 Shipkovа L.N. - ORCID ID:0000-0002-1099-9618
For citation: Tkachenko A.V., Slinkova T.A., Shipkovа L.N. NEW TREND: ELECTRONIC NICOTINE DELIVERY SYSTEMS. // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". - 2023;25(4): 102-107. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-102-107.
Вклад авторов. Ткаченко А.В. - эксперимент, обсуждение результатов; Слинькова Т.А. - сбор и обработка результатов; Шипкова Л.Н. - медицинско-биологический аспект.
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Ткаченко А.В. - SPINID:6124-2110; ORCID ID: 0000-0001-6976-6125 Слинькова Т.А. - SPINID:6124-2110; ORCID ID: 0000-0003-1048-0055 Шипкова Л.Н. - ORCID ID: 0000-0002-1099-9618
Для цитирования: Ткаченко А.В., Слинькова Т. А., Шипкова Л.Н. НОВЫЙ ТРЕНД: ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ ДОСТАВКИ НИКОТИНА // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2023;25(4): 102-107. http://dx.doi.org//10.26787/nydha-2686-6838-2023-25-4-102-107.
