CC BY
574
Рефераты
Оценка химического состава электронных сигарет
Введение
XX век ознаменовался возрастанием частоты заболеваний, связанных с потреблением табака, причем основным патогенетическим фактором этих заболеваний было вдыхание дыма, образующегося при горении табачного изделия (папирос, сигарет, трубок и т.д.). В начале XXI века способы потребления табака изменились и появились негорючие формы табачных изделий. К ним относятся электронные сигареты и вапоризаторы, в которых табак разогревается, но не горит. Эти изделия продуцируют никотиновый аэрозоль. Быстрый рост популярности этих табачных изделий среди населения стал причиной бурных дискуссий об их пользе и вреде, преимуществах и недостатках.
Электронные сигареты и другие средства доставки никотина часто рекламируются как не содержащие табак изделия. Вместо дыма горения табака человек вдыхает воздух, который при прохождении через устройство активирует распылитель, продуцирующий аэрозоль из жидкости, содержащей никотин, ароматизаторы и растворители, такие как глицерин и/или пропилен-гликоль. Аэрозоль, вдыхаемый из электронной сигареты, обычно называют паром, но на самом деле он представляет собой суспензию мелких капель жидкости и частиц твердых веществ в газообразном носителе. Процесс вдыхания этого аэрозоля симулирует курение обычной сигареты или трубки. При вдыхании аэрозоля часть его поступает в легкие, остальная порция выдыхается в окружающую среду.
Электронные сигареты имеют разный дизайн, различный химический состав и разные физические свойства продуцируемого аэрозоля. Производители электронных сигарет рекламируют их как более безопасный продукт по сравнению с обычными сигаретами и как одно из средств для отказа от курения табака, однако в большинстве случаев информация о точном хи-
I Источник: Cheng T. Chemical evaluation of electronic
cigarettes // Tob. Control. 2014. V. 23. Suppl. 2. P. 11-17.
мическом составе электронных сигарет отсутствует.
В статье проведен обзор существующих научных исследований о химическом составе электронных сигарет.
Методы
Был выполнен систематический обзор литературы с января 2007 г. по сентябрь 2013 г. в электронных базах Web of Knowledge, PubMed, SciFinder, Embase и EBSCOhost. Для обзора отбирали статьи на английском языке, опубликованные в реферируемых журналах. Всего в обзоре использовано 29 статей.
Результаты
В отобранных статьях анализировался химический состав растворителей, картриджей, аэрозолей и выбросов в окружающую среду при использовании электронных сигарет.
Никотин - основное вещество табачной продукции, вызывающее никотиновую зависимость. Концентрация никотина в электронных сигаретах варьирует в широких пределах в зависимости от производителя. Более того, количество никотина, потребляемого при использовании электронных сигарет, изменяется от затяжки к затяжке и даже в разных электронных сигаретах одного и того же производителя. Указанная на упаковке концентрация никотина нередко не соответствует реальной концентрации, измеренной при использовании электронной сигареты. Так, в исследовании M.L. Goniewicz et al. (2013) при анализе электронных сигарет 15 наиболее популярных производителей содержание никотина в аэрозоле колебалось от 0,5 до 15,4 мг на 300 затяжек, что соответствовало содержанию никотина в картридже от 21 до 85%. B.J. Westenberger (2009) исследовал три картриджа с одинаковыми этикетками и установил содержание никотина от 26,8 до 43,2 мкг на 100 мл жидкости (8,04-13,0 мг никотина на 300 затяжек). Так же варьирует содержание никотина в выдыхаемом аэрозоле, который по-
http://atm-press.ru
Практическая пульмонология | 2015 | № 3
77
Рефераты
падает в окружающую среду: 538-8770 нг/л никотина в воздухе помещений по сравнению с 5039-48 050 нг/л никотина при курении обычных сигарет (McAuley T.R. et al., 2011).
Таким образом, учитывая высокую вариабельность содержания никотина в выдыхаемом аэрозоле при использовании электронных сигарет, необходима жесткая стандартизация этого показателя.
Другие химические вещества. При проведении качественных и количественных исследований было обнаружено большое разнообразие химических веществ в картриджах, наполнителях и аэрозолях электронных сигарет, включая формальдегид, ацетальдегид, акролеин, ацетон, ни-трозамины, кадмий, никель, свинец, мышьяк, пропиленгликоль, глицерин, фенолы, полициклические ароматические углеводороды, алкалоиды табака и др. Большинство этих веществ присутствуют и в табачном дыме при курении обычных сигарет и известны как опасные для здоровья вещества, патогенные эффекты которых доказаны во многих клинических исследованиях. Растворители (пропиленгликоль, глицерин) и увлажнители, имитирующие дым при использовании электронных сигарет, при попадании в окружающую среду окисляются с образованием альдегидов, также присутствующих в обычном табачном дыме.
Следует заметить, что в исследованиях, посвященных химическому составу электронных сигарет, использовали разные методы химического анализа (качественные и количественные) и разные образцы (дым или аэрозоль, разные способы экстракции веществ). Многие из используемых методов химического анализа не валидизи-рованы в соответствии с принципами надлежащей лабораторной и производственной практики (Good Laboratory Practice и Good Manufacture Practice). Следовательно, необходима разработка валидизированных аналитических методов для оценки химического состава электронных сигарет.
Аэрозоль. В отличие от курения обычных сигарет при использовании электронных сигарет скорость вдыхаемого воздуха выше, длительность затяжки больше; это необходимо для продукции аэрозоля. Давление, создаваемое внутри электронной сигареты при каждой затяжке, существенно варьирует для разных картриджей, разных моделей и разных производителей. Так,
длительность каждой затяжки может составлять от 1,9 до 8,3 с, скорость вдыхания воздуха (при лабораторном измерении) - от 250 ± 0 до 725 ± 40 об/мин. Это означает, что при производстве электронных сигарет не применяются стандартные протоколы, обязательные при производстве обычных сигарет.
Размер и фракция ультрамелких частиц аэрозоля в электронных сигаретах отличаются от таковых в обычных сигаретах. Так, концентрация твердых частиц размером менее 1 мкм составляет 14 мкг/м3 для электронных сигарет и 80 мкг/м3 для обычных сигарет, концентрация твердых частиц размером менее 10 мкм - 52 и 922 мкг/м3 соответственно. Однако при однократной затяжке, когда аэрозоль не успевает прийти в равновесное состояние, он содержит преимущественно более мелкие частицы размером 100-600 нм, что аналогично составу обычного табачного дыма. От размера твердых частиц зависит их распределение в легких курящего человека: более мелкие частицы способны проникать в более дистальные отделы дыхательных путей.
Электронное устройство. Характеристики использования электронных сигарет зависят исключительно от физических свойств электронного устройства: скорости вдыхаемого воздуха, давления внутри электронной сигареты, плотности продуцируемого аэрозоля, силы затяжки (вакуума, необходимого для выработки аэрозоля) и числа затяжек. Эти параметры также различаются у разных производителей и даже между разными продуктами одного производителя. Так, общее число затяжек, на которое рассчитана одна электронная сигарета, колеблется от 30 ± 43 до 313 ± 115. Плотность аэрозоля изменяется не только у разных производителей, но и от затяжки к затяжке.
Заключение
Состав аэрозоля, продуцируемого электронными сигаретами, крайне вариабелен; в него входят многочисленные токсичные и канцерогенные вещества и/или вещества, способные вызывать тяжелые поражения легких и сердечнососудистой системы. Этот состав различается у разных производителей и зависит от параметров использования электронной сигареты, а также от методов анализа ее состава. Таким образом, необходима стандартизация как состава электронных сигарет, так и методов анализа их качества.
78
Практическая пульмонология | 2015 | № 3
http://atm-press.ru
