Не все вейпинг одинаковы: дифференциальные легочные эффекты вейпинга каннабидиола и никотина

 АБСТРАКТНЫЙ

Обоснование Вейпинг стал популярным методом вдыхания различных психоактивных веществ. Хотя оценка респираторных эффектов вейпинга в основном сосредоточена на никотинсодержащих продуктах, вейпинг с каннабидиолом (КБД) становится все более популярным. В настоящее время остается неизвестным, схожи ли последствия курения никотина и каннабиноидов для здоровья.

Цели

В этом исследовании сравниваются легочные эффекты острого вдыхания испаренного КБД и никотина.

Методы

Исследования ингаляции in vivo на мышах и эксперименты по цитотоксичности in vitro с человеческими клетками были проведены для оценки воздействия на легкие КБД или никотиновых аэрозолей, испускаемых из устройств для вейпинга.

Преимущества добавки цистанхе – повышение иммунитета

Измерения и основные результаты

Легочное воспаление у мышей оценивали с помощью гистологии, проточной цитометрии и количественного определения уровней провоспалительных цитокинов и хемокинов. Повреждение легких оценивали с помощью гистологии, измерения активности миелопероксидазы и уровней нейтрофильной эластазы в жидкости бронхоальвеолярного лаважа и легочной ткани. Целостность эпителия/эндотелия легких оценивали путем количественного определения уровней белка БАЛ, утечки альбумина и легочной утечки FITC-декстрана. Окислительный стресс определяли путем измерения антиоксидантного потенциала в БАЛ и легких. Цитотоксическое действие КБД и аэрозолей никотина на нейтрофилы человека и мелкие эпителиальные клетки дыхательных путей человека оценивали с использованием системы интерфейса воздух-жидкость in vitro. Вдыхание аэрозоля КБД приводило к более сильным воспалительным изменениям, более тяжелому повреждению легких и более высокому окислительному стрессу по сравнению с никотином. Аэрозоль КБД также показал более высокую токсичность для клеток человека по сравнению с никотином.

Выводы

Вейпинг КБД вызывает мощную воспалительную реакцию и приводит к большему количеству патологических изменений, связанных с повреждением легких, чем вейпинг никотина.

ВВЕДЕНИЕ

1990-е годы как альтернативный способ употребления каннабиса. Испарители каннабиса обычно представляли собой большие устройства, которые нагревали сушеную траву каннабиса до точки испарения каннабиноидов. В начале 2000-х годов портативные испарители меньшего размера появились как «электронные сигареты» и стали популярным способом введения никотина.1 Электронные сигареты нагревают никотин в растворе, а не в высушенных табачных листьях. В последнее время испарители на рынке каннабиса последовали аналогичному переходу, с более широким использованием жидких экстрактов каннабиса.2–7 Аэрозоли, выделяемые продуктами для вейпинга, содержат не только психоактивные вещества, такие как никотин и каннабиноиды (в первую очередь тетрагидроканнабинол (ТГК) и каннабидиол (КБД)) но и респираторные токсиканты (например, формальдегид, акролеин, бензальдегид).8–11 Многие химические компоненты, участвующие в курении никотина и каннабиноидов, схожи, а другие сильно различаются, что придает важность рассмотрению этих вопросов в контексте понимания респираторных последствий курения. выпаривание обоих веществ. Например, растворители, используемые в продуктах для вейпинга, содержащих никотин и каннабиноиды, могут быть разными из-за липофильных свойств каннабиноидов.12 Ацетат витамина Е был идентифицирован как добавка в продуктах для вейпинга, содержащих ТГК, и сыграл значительную роль во вспышке в 2019 году. электронных сигарет и повреждений легких, связанных с вейпингом (VALI).13 14 Ограниченное количество исследований респираторных эффектов вейпинга было сосредоточено в первую очередь на никотинсодержащих продуктах. Исследования in vitro показывают, что курение никотина может активировать иммунные клетки и нарушать некоторые из их ключевых функций.15 Исследования на животных показали, что воздействие никотина из электронных сигарет отрицательно влияет на иммунологические реакции.16 17 Исследования на людях показали, что курение никотина подавляет аспекты врожденной иммунной системы в эпителиальных клетках носа.18 19 Эпидемиологические исследования выявили связь между курением никотина и хроническими респираторными заболеваниями (хронический кашель, бронхит, астма).20–24 Поскольку исследования респираторных и иммунологических последствий для здоровья связаны с этим, Поскольку употребление каннабиса сосредоточено исключительно на курении каннабиса,25–31 в настоящее время неизвестно, схожи ли последствия для здоровья вейпинга никотина и каннабиноидов. Это исследование было направлено на параллельное сравнение воздействия острого вдыхания испаренных каннабиноидов по сравнению с никотином.

Таблица 1. Сравнение химических веществ, обнаруженных в продуктах для курения (ненагретых жидкостях), использованных в экспериментах по воздействию in vivo и in vitro.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Используемые методы более подробно описаны в дополнительном онлайн-файле.

Продукты для вейпинга

Мы использовали два коммерческих продукта для вейпинга: один содержал КБД, а другой — никотин (на рисунках сокращенно CBD-vape и Nic-vape). Капсула, содержащая КБД, представляла собой CalmVape от The Kind Group LLC, а капсула, содержащая никотин, — Juul от Juul Labs. Оба продукта были куплены через Интернет в США 2020 ноября. На капсулах CalmVape было указано, что они содержат 50 мг/мл КБД, растворенного в смеси триглицеридов со средней длиной цепи (МСТ), и имели натуральный вкус. На этикетке Juul было указано, что он содержит 5,0% никотина, растворенного в смеси пропиленгликоля (PG), растительного глицерина (VG) и ароматизатора табака Virginia. Мы протестировали ненагретые и нагретые жидкости, а также выбросы, образующиеся от обоих продуктов, с использованием полностью проверенных и ранее опубликованных хроматографически-масс-спектрометрических анализов.32 Основные ингредиенты, идентифицированные в жидкостях двух продуктов, перечислены в Таблице 1. Подробный список химических веществ, идентифицированных в нагретые растворы, включая выходы четырех потенциально токсичных карбонильных соединений (формальдегида, ацетальдегида, ацетона и акролеина) в выделяемых аэрозолях, представлены в дополнительных онлайн-рисунках E1–E4 и дополнительных онлайн-таблицах E1 и E2.

Преимущества добавки цистанхе – как укрепить иммунную систему

Мыши

Шестинедельные самцы и самки мышей C57BL/6NCr были закуплены в лаборатории Чарльза Ривера (Уилмингтон, Массачусетс, США) и помещены в специальные свободные от патогенов условия с циклами света/темноты 12/12 часов. Количество животных в группе воздействия составляло n=10 (5 самцов и 5 самок, за исключением Nic-vape, в котором содержалось 5 самцов и 4 самки; одна самка мыши была очень маленькой по размеру, и перед завершением исследования ее необходимо было усыпить. ). Все эксперименты проводились в соответствии с руководящими принципами, установленными Институциональным комитетом по уходу и использованию животных, и соответствовали всем государственным, федеральным нормам и нормам Национального института здравоохранения.

Условия воздействия на животных

Аэрозоли из продуктов для вейпинга производились с использованием описанного ранее генератора аэрозолей для электронных сигарет.14 33 Для распыления обоих продуктов использовалось устройство Juul. Животных подвергали в модифицированной индукционной камере объемом 15 л каждый день в общей сложности 20 затяжкам, создаваемым в течение 1 часа (1 затяжка каждые 3 минуты), 5 дней в неделю в течение 2 недель. Каждая затяжка имела объем 55 мл и распылялась в течение 3 с. Аэрозоли из каждого продукта для вейпинга были созданы с использованием идентичного протокола затяжки, предназначенного для имитации поведения вейперов с опытом курения никотина.34 Из-за отсутствия публикаций, описывающих поведение вейперов среди вейперов CBD, мы следовали одним и тем же протоколам затяжки для обоих продуктов. Хотя мы не измеряли переносимый по воздуху КБД и никотин внутри камер воздействия на животных, мы оценили на основе объема жидкости, испаряемой за день, концентрации КБД и никотина в жидкостях, аэрозоле и скорости потока воздуха, что животные подвергались воздействию в среднем 20,5 мг/сут. м3 КБД и 22,8 мг/м3 никотина. Контрольных животных подвергали воздействию фильтрованного воздуха по тому же протоколу воздействия.

Условия воздействия in vitro

Клетки, использованные в экспериментах in vitro, подвергались непосредственному воздействию только что созданных затяжек в закрытой системе воздействия, где камеры с интерфейсом воздух-жидкость (ALI) находились внутри инкубатора при температуре 37 градусов. Для экспериментов с ALI мы использовали те же устройства для парения с закрытой системой и составы заправочной жидкости, которые использовались для экспериментов по воздействию in vivo, описанных выше. Подробная информация о методе представлена ​​в дополнительном онлайн-файле.

Польза цистанхе для мужчин – укрепление иммунной системы

Нажмите здесь, чтобы просмотреть продукты Cistanche Enhance Immunity

【Запросить дополнительную информацию】 Электронная почта:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Оценка воспаления легких

Легочное воспаление оценивалось с помощью проточной цитометрии, гистохимии и количественного определения уровней цитокинов и хемокинов (дополнительный онлайн-рисунок E5), 14 35 36, а полная информация представлена ​​в дополнительном онлайн-файле.

Оценка повреждения легких

Целостность эпителия/эндотелия легких оценивали путем количественного определения уровней белка с помощью BCA, а также системной утечки альбумина из бронхоальвеолярного пространства с помощью ELISA с использованием образцов БАЛ и бронхоальвеолярно-системной утечки путем измерения флуоресценции плазмы через 1 час после интратрахеальной инстилляции флуоресцентного зонда. Уровни нейтрофильной эластазы (NE)37 38 измеряли в БАЛ и легочной ткани с использованием набора NE ELISA от R&D Systems (Кат. #DY4517-05) в соответствии с протоколом производителя. Активность миелопероксидазы (МПО) измеряли калориметрическим анализом в БАЛ и легочной ткани39 с использованием набора для анализа МПО от Abcam (кат. № ab105136) в соответствии с инструкциями производителя. Окрашивание Oil Red O использовалось для визуализации альвеолярных макрофагов, нагруженных липидами.14 Подробности анализа приведены в дополнительном онлайн-файле. Гистологические оценки срезов легких оценивал ветеринарный патологоанатом, как описано ранее.40 41

Измерение окислительного стресса у мышей БАЛ и легких

Острые воспалительные реакции быстро подавляют антиоксидантные системы, вызывая повреждение легких.42–44 Окислительный стресс определяли путем измерения антиоксидантного потенциала в БАЛ и лизатах легких, как описано в дополнительном онлайн-файле.

Тесты на цитотоксичность in vitro

Эпителиальные клетки малых дыхательных путей человека (hSAEC) из LONZA и очищенные нейтрофилы человека подвергались непосредственному воздействию свежевыработанных аэрозолей CBD и никотина в культурах на границе раздела воздух-жидкость. Протокол воздействия и методологические подробности приведены в дополнительных материалах онлайн. Цитотоксичность измеряли с использованием анализа исключения красителя трипанового синего, поглощения нейтрального красного красителя и анализа апоптоза аннексина V-FITC, как описано в дополнительном онлайн-файле.

Измерение уровней NE в культуральных средах PMN

Уровни NE в кондиционированной среде культуры клеток PMN, подвергшейся воздействию аэрозоля, после периода восстановления количественно определяли с помощью набора ELISA от R&D Systems (Кат. #DY4517-05) в соответствии с инструкциями производителя.

Анализ проницаемости FITC-декстрана

Парацеллюлярную проницаемость через монослой SAEC человека, подвергшегося воздействию аэрозоля, из культур ALI определяли для оценки целостности барьера, подробности описаны в дополнительном онлайн-файле.

статистический анализ

Статистически значимые различия между средними ранговыми значениями различных групп воздействия (КБД, никотин и контроль воздуха) были определены с помощью непараметрического теста Крускала-Уоллиса. Значения P были скорректированы для множественного тестирования с использованием метода «двухэтапной процедуры линейного повышения Бенджамини, Кригера и Йекутиэли» (FDR), а различия между двумя группами считались статистически значимыми 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).

цистанхе трубчатой ​​– улучшает иммунную систему

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Воздействие аэрозоля КБД привело к большему накоплению клеток врожденного и адаптивного иммунитета в легких по сравнению с воздействием никотина.

Общий инфильтрат иммунных клеток был значительно выше в легких мышей после вдыхания аэрозолей КБД, чем при вдыхании никотина или фильтрованного воздуха (рисунок 1А). Семь из 10 изученных подгрупп иммунных клеток подверглись значительно большему воздействию после воздействия КБД по сравнению с никотином. Иммунофенотипический анализ выявил статистически значимую инфильтрацию нейтрофилов CD11b+Ly6G+ в легких мышей после ингаляции КБДаэрозолей (14488 против 3674 нейтрофилов в воздухе, р).<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.

Рисунок 1. Влияние острого воздействия КБД или никотиновых аэрозолей на инфильтрацию иммунных клеток легких. Общее количество лейкоцитов (А), CD11b+ Ly6G+ нейтрофилов (Б), CD11b-CD11c+ сиглек-F + макрофагов (В), CD11b-CD11c+ CD206+ макрофагов (Г), CD11b-CD11c+ аргиназы+макрофагов (Е) и количество CD19+ B-клеток (F), CD8+ T-клеток (G), CD4+ T-клеток (H), CD4+ IL17A+ (I) и CD 4+ ROR t + воспалительные Т-клетки (J) и CD4+ FOXP3+ Т-клетки (K) в легких мышей, подвергшихся воздействию воздуха, никотина или аэрозоля CBD, определяли методом потока. цитометрия с использованием специфических маркеров и следованием стратегии гейтирования, как описано ранее и показано на дополнительном онлайн-рисунке 1. Данные показаны в виде прямоугольных диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Разница между двумя группами считается значимой при p<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.

Аэрозоль КБД оказывал более сильное модулирующее действие на уровень цитокинов, чем аэрозоль никотина.

Мы обнаружили, что аэрозольная ингаляция КБД значительно повышала уровни цитокинов IL-5, IL-6 и G-CSF в БАЛ по сравнению с воздействием как никотина, так и воздуха (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).

Воздействие аэрозолей КБД привело к большему повреждению эндотелия легких, чем воздействие никотинового аэрозоля.

Уровни общего белка в БАЛ были повышены после вдыхания аэрозолей КБД по сравнению с контрольным воздухом (435 мкг/мл против 287 мкг/мл; 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).

Рисунок 2. Воспалительные изменения в легких после вдыхания аэрозолей КБД и никотина. По окончании воздействия мышей подвергали эвтаназии, трахею канюлировали для сбора БАЛ в 1% FBS в PBS и собирали легкие. (A) Цитоспин клеток БАЛ на предметных стеклах окрашивали 0,5% раствором Oil Red O, и O-положительные клетки Oil Red подсчитывали, как описано в методах. Результаты представлены в виде прямоугольных диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Разница между двумя группами считается значимой при p<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.

Воздействие КБД и никотиновых аэрозолей снижает антиоксидантный потенциал легких.

Общая антиоксидантная способность была заметно снижена в обеих легочных тканях (p<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).

Рисунок 3. Модуляция воспалительной цитокиновой/хемокиновой среды в жидкости БАЛ после вдыхания аэрозолей КБД и никотина. Уровни различных цитокинов и хемокинов, связанных с воспалением, в БАЛ (A–H) мышей после 2 недель воздействия воздуха, аэрозолей Nic-Vape или аэрозолей CBD-Vape определяли количественно с использованием набора MULTIPLEX MAP Kit, как описано в разделе «Материалы и методы». Данные показаны в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Непараметрический тест Крускала-Уоллиса с коррекцией FDR для множественных сравнений был выполнен, чтобы проверить, существуют ли статистически значимые различия между двумя группами с использованием программного обеспечения GraphPad Prism V.9 (GraphPad; Ла-Хойя, Калифорния, США). Разница между двумя группами считается значимой при p<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.

Аэрозоль КБД был более токсичен для hSAEC, чем аэрозоль никотина, и нарушал целостность их эпителиального барьера.

Мы заметили, что когда человеческие SAEC подвергались in vitro воздействию аэрозолей CBD в течение 1 часа, морфология эпителиальных клеток заметно нарушалась (рис. 8A, B по сравнению с 8C). Гибель клеток в hSAECs была значительно увеличена только после воздействия аэрозоля CBD по сравнению с воздухом (41% против 12,5% в контрольном воздухе; 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 цистанхе, повышающее иммунную систему

Аэрозоли КБД, но не аэрозоли никотина, вызывали апоптотическую гибель клеток в очищенных нейтрофилах человека, но оба усиливали высвобождение NE.

Острое воздействие аэрозолей CBD вызывало заметную гибель клеток в очищенных нейтрофилах человека (44,5% гибели клеток после CBDVape против 14% при воздушном контроле; 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).

Рисунок 4. Маркеры повреждения легких, вызванные ингаляционным воздействием КБД и никотиновых аэрозолей. В конце воздействия мышей подвергали эвтаназии, собирали БАЛ и количественно определяли уровни (А) общих белков и (В) альбумина в БАЛ, как описано в разделе «Материалы и методы». (C) Были количественно определены уровни утечки FITC-декстрана в плазму. Левые панели на каждом рисунке представляют данные о мужчинах и женщинах вместе взятые, а правые панели представляют данные о мужчинах и женщинах. Результаты показаны в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Различия между группами считаются значимыми при p<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.

Рисунок 5. Уровни нейтрофильной эластазы в легких, измеренные после воздействия КБД и аэрозолей никотина. В конце 2-недельного воздействия мышей подвергали эвтаназии, собирали БАЛ и легкие и готовили лизаты тканей. (A, B) Уровни NE в лизатах БАЛ и легочной ткани определяли количественно с помощью ELISA. На левых панелях каждого рисунка показаны данные по мужчинам вместе взятым, а на правых панелях представлены данные по мужчинам и женщинам. Результаты показаны в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Непараметрический критерий Крускала-Уоллиса с коррекцией FDR для множественных сравнений использовался для проверки наличия статистически значимых различий между двумя группами с использованием программного обеспечения GraphPad Prism V.9 (GraphPad; Ла-Хойя, Калифорния, США). Разница между двумя группами считалась значимой при p<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.

ОБСУЖДЕНИЕ

Наши результаты показали, что вредное воздействие на иммунную систему и повреждение легких после вдыхания продуктов для вейпинга, содержащих каннабиноиды, были более серьезными, чем после воздействия аэрозолей из никотинсодержащего устройства для вейпинга. Мы обнаружили вредное воздействие испаренного КБД на легочный иммунный гомеостаз, используя модель вейпинга на мышах и эксперименты in vitro с клетками человека. Наши исследования показали, что вейпинг CBD индуцирует провоспалительную легочную микросреду, что приводит к заметному накоплению воспалительных иммунных клеток, проявляющих повышенную активность повреждающих ткани факторов, таких как MPO и NE, и приводит к индукции повреждения легких посредством процессов, которые могут включать окислительный стресс. Хотя в нескольких исследованиях изучались респираторные эффекты никотина, насколько нам известно, это первый отчет, который демонстрирует, что даже кратковременное воздействие испаренного КБД изменяет воспалительную среду в легких, что приводит к повреждению легких. Важно отметить, что мы использовали продукты для вейпинга, содержащие КБД и не содержащие ТГК, чтобы исключить любое потенциальное влияние ТГК на легочные эффекты. Из-за юридических ограничений на доступ к продуктам для вейпинга, содержащим ТГК, мы не смогли провести эксперименты, которые также могли бы сравнить эффекты вейпинга с ТГК. В одном недавнем исследовании сообщалось, что КБД в продуктах для вейпинга можно рассматривать как предшественник ТГК, что еще больше усугубляет проблему, вызывая КБД-независимые, опосредованные ТГК эффекты, связанные с общим использованием продуктов для вейпинга каннабиса.47

Кроме того, любые респираторные токсические эффекты вейпинга потенциально могут быть усугублены присутствием других компонентов продуктов для вейпинга, включая различные растворители (MCT в продукте CBD и PG: VG в никотиновых продуктах), различные ароматизаторы и терпены, присутствующие в обоих продуктах, как показало исследование. анализ продукта. В обоих нагретых растворах были обнаружены многочисленные потенциальные побочные продукты разложения, что позволяет предположить, что оба продукта чувствительны к высоким температурам. Однако более высокие уровни карбонильных соединений были обнаружены в аэрозоле, содержащем КБД, что позволяет предположить, что продукт для вейпинга КБД, использованный в нашем исследовании, возможно, был более подвержен термическому разложению по сравнению с никотиновыми продуктами. Это может быть связано с различиями в химическом составе двух растворов и/или различиями в условиях испарения внутри устройств для парения. Многочисленные маркеры воспаления и повреждения легких, измеренные в нашем исследовании, были стабильно выше после воздействия продуктов для вейпинга, содержащих КБД, чем после воздействия никотинсодержащих устройств для вейпинга. Например, мы сообщаем, что вдыхание аэрозольного вейп-масла CBD вызвало гораздо более сильное увеличение количества CD4+ и CD8+ Т-клеток, а также большое количество нейтрофилов в легких. Похожий профиль повышенного количества нейтрофилов и модуляции CD4+ и CD8+ Т-клеток наблюдался в легких пациента, который курил масло каннабиса, вызывающее повреждение легких и дыхательную недостаточность.3 Существует тесная связь между воспалительные Т-клетки, факторы мобилизации нейтрофилов и рекрутирование нейтрофилов при воспалительных заболеваниях легких.48 Повышенная воспалительная среда в легких после воздействия аэрозолей КБД может напрямую организовывать накопление и/или активацию нейтрофилов в бронхоальвеолярном пространстве посредством высвобождения специфических факторы мобилизации нейтрофилов, такие как IL-6, G-CSF и KC (CXCL1), или косвенно через активацию резидентных макрофагов легких и эпителиальных клеток.49 50 Также возможно, что аэрозоли CBD могут повредить эпителий легких и инициировать процесс рекрутирования и активации нейтрофилов посредством механизмов, включая локальное повреждение тканей.51 Действительно, мы демонстрируем, что аэрозоли КБД повреждают целостность эпителия и вызывают гибель клеток в hSAEC, предполагая, что аэрозоли КБД могут напрямую вызывать повреждение легочной ткани и активировать DAMP, опосредуя воспаление легких. . Известно, что нейтрофильная инфильтрация и NE-индуцированное разрушение легочной ткани опосредуют повреждение легких, вызванное сигаретным дымом, и нарушают целостность эпителиального барьера.52–56 Нейтрофилы после возвращения в легкие проявляют активированный фенотип и закрепляют воспалительный процесс,57 поэтому мы пришли к выводу, что Увеличение количества нейтрофилов, накапливающихся в легких мышей, подвергшихся воздействию аэрозолей КБД (14 488 против 3 674 в воздухе), может иметь биологические последствия из-за их статуса активации. Эти гранулоцитарные клетки являются источником двух важных факторов: миелопероксидазы и NE, которые участвуют в микробицидной активности и ремоделировании легких. Повышенные уровни МПО, наблюдаемые в нашем исследовании, считаются важным маркером воспалительного и окислительного стресса при некоторых заболеваниях, включая повреждение легких.39 58 Белок МПО, высвобождаемый активированными нейтрофилами, действует как аутокринный модулятор, проявляя провоспалительные цитокиноподобные свойства свойства индуцировать активацию ПМН способом, который не зависит от каталитической активности МПО.59 Таким образом, в свете этих сообщений и наших текущих результатов мы полагаем, что хроническое вдыхание аэрозоля КБД может вызвать сильное провоспалительное микроокружение, которое может быть более вредным для легких. гомеостаза и может еще больше усугубить существующие заболевания легких. Инфильтрация нейтрофилов в легкие после ингаляции аэрозоля CBD, возможно, может быть вызвана усилением регуляции растворимых хемокинов, таких как KC, и, таким образом, может быть ответственна за повышенные уровни NE, обнаруженные в БАЛ и легочной ткани. Поскольку воздействие аэрозоля CBD индуцировало высвобождение NE из нейтрофилов человека in vitro, это подтверждает вывод о том, что аэрозоли CBD обладают потенциалом напрямую активировать нейтрофилы in vivo и усиливать воспаление легких у пользователей. Поскольку уровни НЭ и связанной с ним активности увеличиваются во время воспалительных реакций, опосредованных нейтрофилами,46 мы, таким образом, измеряли уровни НЭ только как показатель его активности. Кроме того, как мы наблюдали, вредное воздействие курения CBD, вероятно, может усугубляться нарушением антиоксидантных систем, где решающую роль могут играть такие факторы, как MPO, индуцированная CBD-Vape.39 58 CD4+ROR t + T-клетки , которые экспрессируют главный фактор транскрипции, необходимый для дифференцировки в провоспалительные клетки Th17, были дополнены и предсказали провоспалительное микроокружение, индуцированное аэрозолями CBD. Повышенная индукция CD4+FoxP3+ Т-регуляторных клеток (Tregs) может быть одним из механизмов, с помощью которого вейпинг CBD может вызывать иммуносупрессию. Treg подавляют активацию, пролиферацию и выработку цитокинов CD4+ и CD8+ T-клеток и участвуют в подавлении дендритных клеток посредством подавления костимулирующих молекул.60 Treg экспрессируют -цепь рецептора IL-2. , который облегчает потребление IL-2 и, таким образом, может лишить Т-эффекторные клетки доступности IL-2, способствуя подавлению Т-эффекторных клеток.61 Таким образом, уровни IL-2 в БАЛ снижаются из-за КБД. Увеличение количества Treg, вызванное аэрозолем, может опосредовать дисфункцию Т-клеток и подавление адаптивного иммунитета в легких, повышать восприимчивость к респираторным инфекциям и вызывать плохие результаты профилактической вакцинации. Мы наблюдали значительное снижение количества интерстициальных макрофагов в легких после воздействия КБД. Siglec-F+, обычно считающийся маркером эозинофилов, высоко экспрессируется в альвеолярных макрофагах мышей и при использовании в сочетании с CD11c обеспечивает наиболее точную идентификацию альвеолярных макрофагов в легких мыши. Значительное снижение количества альвеолярных макрофагов CD11bCD11c+Siglec-F+, наблюдаемое у мышей, подвергшихся воздействию КБД, подтверждается предыдущими исследованиями. бремя легочных патогенов, которое коррелировало с задержкой времени выздоровления и повышенной смертностью после инфекции. 16 Заметное снижение количества противовоспалительных легочных аргиназных -1+ макрофагов M2 после ингаляции аэрозоля КБД может дополнительно способствовать нарушению регуляции легочного иммунного гомеостаза и повреждению легких. .63 Повышенное провоспалительное микроокружение, обнаруженное в легких после вдыхания КБД, может быть частично объяснено снижением количества противовоспалительных легочных макрофагов М2. Уменьшение количества макрофагов может существенно повлиять на реакцию легких на респираторные инфекции, что может усугубляться дисфункциональным фагоцитозом макрофагов. Таким образом, воздействие аэрозолей из никотинсодержащих электронных сигарет вызывало снижение фагоцитоза нетипируемой Haemophilus influenza (NTHI) макрофагами, в основном из-за присутствия ароматизаторов электронных сигарет.64 Поскольку обычные ароматизаторы также используются для составов CBD, это повышает вероятность того, что дисфункция макрофагов, вызванная аэрозолем CBD, может быть усилена добавлением различных ароматизирующих химических веществ.

Рисунок 6. Увеличение активности миелопероксидазы (МПО) в легких после воздействия КБД и аэрозолей никотина. (A, B) Мы измерили активность МПО в лизатах легочной ткани животных, подвергшихся воздействию никотина или аэрозоля КБД, используя набор для анализа МПО от Abcam, как подробно описано в разделе дополнительных материалов. На левой панели представлены данные для мужчин, а на правой панели представлены данные для мужчин и женщин. Данные показаны в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Непараметрический тест Крускала-Уоллиса с коррекцией FDR для множественных сравнений был выполнен, чтобы проверить, существуют ли статистически значимые различия между двумя группами с использованием программного обеспечения GraphPad Prism V.9 (GraphPad; Ла-Хойя, Калифорния, США). Разница между двумя группами считалась значимой при p<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

Рисунок 7. Изменения антиоксидантного потенциала в легких после воздействия КБД и аэрозолей никотина. По окончании воздействия никотина или аэрозолей КБД мышей подвергали эвтаназии и готовили лизаты легочной ткани. (A, B) Общие уровни антиоксидантов в лизатах легочной ткани определяли количественно с использованием набора для антиоксидантного анализа Cayman (№ по каталогу 709001), как подробно описано в разделе дополнительных материалов онлайн. На левой панели представлены данные по мужчинам и женщинам вместе взятым, а на правой панели представлены данные по мужчинам и женщинам. Данные показаны в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме. Непараметрический критерий Крускала-Уоллиса с коррекцией FDR для множественных сравнений использовался для проверки наличия статистически значимых различий между двумя группами с использованием программного обеспечения GraphPad Prism V.9 (GraphPad; Ла-Хойя, Калифорния, США). Разница между двумя группами считалась значимой при p<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.

Рисунок 8. Морфология эпителиальных клеток, цитотоксичность и целостность эпителиального барьера эпителиальных клеток мелких дыхательных путей человека (SAEC) после воздействия КБД и аэрозолей никотина. SAEC человека (0,5 миллиона клеток/культуральная вставка в формате 6-луночного планшета) культивировали в полной питательной среде в течение ночи, а на следующий день подвергали непосредственному воздействию 110 затяжек на границе раздела воздух-жидкость (ALI). воздух, никотин (50 мг/мл никотина) или аэрозоли, содержащие КБД (50 мг/мл), как описано в методах. Все аэрозоли были получены в объеме 55 мл, как описано в разделе «Методы». По окончании экспозиции клетки извлекали из камеры ALI и инкубировали в полной питательной среде в течение 24 часов при 37 градусах. После окончания периода восстановления клетки сначала визуализировали (A–C) при увеличении ×200 в фазово-контрастном микроскопе (Olympus IX73), а затем анализировали клеточную токсичность с использованием (D) метода трипанового синего (измеряется как процент гибели клеток) или (E ) метод поглощения нейтрального красного (изображенный в процентах от контроля воздуха). Для (F) анализа проницаемости FITC-декстрана 1 миллион человеческих SAEC/культуральных вкладышей культивировали в течение ночи, а на следующий день подвергали прямому воздействию в ALI 110 дуновений воздуха, содержащих никотин (50 мг/мл никотина) или CBD (50 мг/мл). аэрозоли. По завершении воздействия в апикальную камеру добавляли FITC-декстран в концентрации 10 мг/мл и инкубировали в течение 2,5 часов. образцы собирали из базолатеральной камеры и измеряли флуоресценцию с использованием длин волн Exci485/Emi528 в гибридном планшет-ридере Synergy H1 (BioTek). Концентрацию FITC-декстрана в базолатеральной камере рассчитывали с использованием стандартной кривой. Разница между двумя группами считалась значимой при p<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.

Рисунок 9. Апоптозная гибель клеток в очищенных нейтрофилах человека и уровни нейтрофильной эластазы (NE), высвобождаемой после воздействия КБД и аэрозолей никотина. Нейтрофилы человека, очищенные из цельной крови, высевали по 0,8 миллиона клеток/культуральную вставку в луночный планшет формата 6- и немедленно подвергали воздействию 110 доз воздуха, никотина (50 мг/мл никотина) или КБД ( аэрозоли, содержащие 50 мг/мл), на границе раздела воздух-жидкость в объеме затяжки 55 мл, как описано в разделе «Методы». По окончании экспозиции клетки удаляли из камеры ALI и помещали в полную питательную среду на 24 часа. Затем гибель клеток измеряли с использованием (A) анализа исключения красителя трипанового синего и (B) апоптоза аннексина V-FITC, как подробно описано в разделе «Методы». Сразу после выделения аликвоту очищенных нейтрофилов хранили в полной среде в CO2-инкубаторе в качестве отрицательного «неэкспонированного контроля» на протяжении всего анализа, чтобы оценить степень гибели клеток, индукцию апоптоза или уровни NE в отсутствие какого-либо воздействия. (C) Уровни NE определяли количественно в кондиционированной среде, собранной после окончания периода восстановления, путем проведения NE ELISA, как описано в разделе «Методы». Данные изображены в виде коробчатых диаграмм с усами на минимуме и максимуме из независимых экспериментов, каждый из которых проводился в трех экземплярах. Для анализа апоптоза: средние данные от n=5 доноров на группу. Для метода трипанового синего: средние данные от неэкспонированных контрольных доноров n=6, контрольного воздуха и доноров Nic-Vape n=7 и доноров CBD-Vape n=8. Для анализа NE средние данные от n=6 доноров на группу). Разница между двумя группами считалась значимой при p<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 различных маркеров результатов исследования после воздействия продукта для вейпинга, содержащего КБД (CBD-vape) и никотинсодержащего продукта для вейпа (Nic-vape)

Присутствие нагруженных липидами внутриальвеолярных макрофагов, наблюдаемое в клетках, выделенных из БАЛ мышей после ингаляции аэрозоля КБД в нашем исследовании, подтверждается предыдущим сообщением, которое показало начало экзогенной липоидной пневмонии у пациента, который курил масла каннабиса и страдал от липидов. -нагруженные легочными макрофагами.65 Поскольку экзогенная липоидная пневмония с нагруженными липидами легочными макрофагами является отличительной чертой EVALI, это, таким образом, предполагает, что вдыхание вейп-масла CBD не может быть безопасным и может привести к повреждению легких у вейперов каннабиса. Случаи, представленные в клинических отчетах EVALI, свидетельствуют о более сильной этиологической связи между курением каннабиса и дыхательной недостаточностью по сравнению с курением никотина.65–68 В отличие от наших более ранних исследований на мышах, которые вдыхали VEA (вероятная причина EVALI), в этом исследовании мы не наблюдали присутствия пенистых макрофагов.14 Хотя общий риск легочных осложнений, связанных с вейпингом, может быть ниже по сравнению с курением, вейпинг, по-видимому, представляет риск для здоровья органов дыхания, особенно у тех, кто длительное время курит каннабис. Таким образом, наше исследование четко устанавливает, что провоспалительная среда в легких, вызванная ингаляцией аэрозоля CBD, была больше, чем среда, вызванная никотиновыми аэрозолями, и это отражалось в нарушении целостности легочного барьера и повреждении легких (подведено в таблице 2). Это говорит о том, что курение каннабиса потенциально может привести к более тяжелым последствиям, включая повышенную восприимчивость к респираторным инфекциям, плохую реакцию на профилактические прививки и ухудшение симптомов у пациентов с основными воспалительными заболеваниями легких.16–19 35 36 69 70 Мы не наблюдали каких-либо видимые изменения в поведении животных во время или после воздействия, а также изменения веса по сравнению с контролем с использованием воздуха (дополнительный онлайн-рисунок E11). В этом исследовании воздействие никотинового аэрозоля не индуцировало уровни различных цитокинов/хемокинов в БАЛ в той же степени, что и в предыдущем исследовании.71 Причины этого несоответствия могут заключаться в том, что эти авторы измеряли уровни транскриптов различных цитокинов в легких. гомогенаты после воздействия никотинового аэрозоля, а уровни транскриптов иногда не приводят к изменениям при измерении уровней белка, как это сделано нами. Кроме того, профиль цитокинов и модуляция иммунной системы зависят от конкретной жидкости для электронных сигарет, метода образования аэрозоля/длительности воздействия и добавленных ароматизирующих химических веществ. Хотя каннабис доказал свою пользу для здоровья при обезболивании, улучшении сна и облегчении симптомов тошноты/рвоты, вызванных химиотерапией, у онкологических больных и пациентов, страдающих судорогами,72–76 просто отсутствуют надежные доказательства безопасности каннабиса при отказе от вейпинга. продукты. В этом отношении наше исследование является новым и определяет роль вдыхания аэрозоля КБД в индукции воспаления и повреждения легких.

цистанхе трубчатой ​​– улучшает иммунную систему

Поскольку в нашем исследовании использовались модели воздействия на животных и in vitro, необходимо учитывать несколько ограничений при экстраполяции результатов, представленных на реальное воздействие на людей. Одним из ограничений этого исследования является то, что оно было сосредоточено только на краткосрочном воздействии. Важное значение имеют последствия длительного хронического воздействия аэрозолей КБД и их влияние на реакцию на респираторную инфекцию и/или профилактическую вакцинацию. Наша методология воздействия на животных была основана на системе воздействия на все тело, и воздействие только через нос, возможно, может быть более подходящим для имитации воздействия на опытных вейперов. Несмотря на использование системы воздействия на все тело, мы подтвердили, что отложения на шерсти животных (и стенках клеток) не способствуют проглатыванию частиц при уходе за животными и тем самым влияют на наблюдаемую токсичность. Мы использовали ограниченное количество мышей на группу воздействия; вполне вероятно, что большее количество мышей могло бы еще больше укрепить выводы нашего исследования. Хотя модель ALI in vitro обеспечивает подход, специфичный для ингаляционного воздействия, для проведения биологического исследования последствий для здоровья, связанных с использованием продуктов для вейпинга, экстраполяция данных исследований in vitro на риски для человека остается гипотетической. Для подтверждения наших выводов необходимы будущие наблюдательные и экспериментальные исследования с регулярными потребителями КБД и никотинсодержащих продуктов для вейпинга. Наконец, в наших экспериментах животные и клетки подвергались воздействию аэрозолей обоих продуктов, образующихся одинаковым образом. Однако пользователи вейп-продуктов на основе каннабиса могут использовать эти продукты совершенно иначе, чем вейперы с никотином (например, реже). По мере появления данных обсервационных исследований среди любителей вейпинга каннабиса при моделировании воздействия на животных и in vitro в лабораторных условиях следует принимать во внимание потенциальные различия в моделях употребления продукта, наблюдаемые в реальных условиях. Будущие исследования должны изучить респираторные эффекты продуктов вейпинга, содержащих широкий спектр каннабиноидов, включая ТГК.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Министерство здравоохранения США и. Употребление электронных сигарет среди молодежи и молодых людей: отчет главного хирурга [PDF – 8,47 МБ] Значок PDF. Атланта, Джорджия: Министерство здравоохранения и социальных служб США, CDC, 2016.

2 Бородовский Дж.Т., Крозье Б.С., Ли Д.С. и др. Курение, вейпинг, еда: влияет ли легализация на то, как люди употребляют каннабис? Int J Drug Policy 2016;36:141–7.

3 He T, Oks M, Esposito M и др. «Цветущее дерево»: тяжелое острое повреждение легких, вызванное курением масла каннабиса. Энн Ам Торак Soc 2017; 14: 468–70.

4 Кнапп А.А., Ли Д.С., Бородовский Дж.Т. и др. Новые тенденции в применении каннабиса среди подростков, употребляющих каннабис. J Adolesc Health 2019;64:487–93.

5 Кригель Д. Вейпинг марихуаны против курения: есть ли победитель? 2021. Доступно: https://vaping360.com/learn/vaping-vs-smoking-weed/ [по состоянию на 15 сентября 2021 г.].

6 Волков Н.Д., Балер Р.Д., Комптон В.М. и др. Негативные последствия употребления марихуаны для здоровья. N Engl J Med 2014;370:2219–27.

7 Пар К., Картер А. Руководство для начинающих по КБР. линия здоровья. 2019. Доступно: https://www. healthline.com/health/your-cbd-guide [по состоянию на 19 августа 2021 г.].

8 Сулейман С.А. Токсичность нефтяных углеводородов in vitro: влияние н-алканов, бензола и толуола на легочные альвеолярные макрофаги и лизосомальные ферменты легких. Arch Toxicol 1987;59:402–7.

9 Лахенмайер Д.В., Кубалла Т., Ройш Х. и др. Бензол в детском морковном соке: дальнейшее понимание механизма образования и оценка риска, включая данные о потреблении из исследования Дональда. Food Chem Toxicol 2010;48:291–7.

10 Ли Ю.С., Ли Ю.Ф., Ли Ц.Н. и др. Острая легочная токсичность у мышей, индуцированная многостенными углеродными нанотрубками, бензолом и их комбинацией. Environ Toxicol 2010;25:409–17.

11 Андерсон Р.П., Захар К. Повреждение легких в результате вдыхания бутанового гашишного масла имитирует пневмонию. Представитель Respir Med, 2019 г.; 26: 171–3.

12 Холт А.К., Поклис Дж.Л., Мир М.Р. Ретроспективный анализ химических компонентов регулируемых и нерегулируемых жидкостей для электронных сигарет. Фронт Хим 2021;9:752342.

13 Блаунт Б.С., Карвовски М.П., ​​Шилдс П.Г. и др. Ацетат витамина Е в жидкости бронхоальвеолярного лаважа, связанной с EVALI. N Engl J Med 2020;382:697–705.

14 Бхат Т.А., Калатил С.Г., Богнер П.Н. и др. Животная модель ингаляционного ацетата витамина Е и EVALI-подобного повреждения легких. N Engl J Med 2020;382:1175–7.

15 Мерец-Садовска А., Ситарек П., Зелинска-Близневска Х. и др. Краткое изложение исследований in vitro и in vivo, оценивающих влияние воздействия электронных сигарет на живые организмы и окружающую среду. Int J Mol Sci 2020;21:652.

16 Сьюзан Т.Э., Гаджгейт С., Тиммулаппа Р.К. и др. Воздействие электронных сигарет ослабляет антибактериальную и противовирусную защиту легких на мышиной модели. PLoS One 2015;10:e0116861.

17 Хван Дж. Х., Лайес М., Сладевски К. и др. Вдыхание электронных сигарет изменяет врожденный иммунитет и цитокины дыхательных путей, одновременно повышая вирулентность колонизирующих бактерий. J Mol Med (Берл) 2016; 94: 667–79.

18 Мартин Э.М., Клапп П.В., Ребули М.Э. и др. Использование электронных сигарет приводит к подавлению генов иммунного и воспалительного ответа в эпителиальных клетках носа, подобно сигаретному дыму. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2016;311:L135–44.

19 Ребули М.Э., Глиста-Бейкер Э., Хоффман Дж.Р. и др. Использование электронных сигарет изменяет иммунный ответ слизистой оболочки носа на живой ослабленный вирус гриппа. Клиническое испытание. Am J Respir Cell Mol Biol 2021;64:126–37.

20 Блум Дж.В., Кальтенборн В.Т., Паолетти П. и др. Респираторные эффекты безтабачных сигарет. Br Med J (Clin Res Ed) 1987; 295: 1516–8.

21 Уиллс Т.А., Пагано И., Уильямс Р.Дж. и др. Употребление электронных сигарет и респираторные расстройства у взрослых. Зависимость от наркотического алкоголя 2019; 194: 363–70.

22 Се В., Катурия Х., Галиацатос П. и др. Связь употребления электронных сигарет с частыми респираторными заболеваниями среди взрослых в США с 2013 по 2018 год. JAMA Netw Open 2020;3:e2020816.

23 Бхатта Д.Н., Гланц С.А. Связь употребления электронных сигарет с респираторными заболеваниями среди взрослых: продольный анализ. Am J Prev Med 2020;58:182–90.

24 Ли Д., Сундар И.К., Макинтош С. и др. Связь курения и использования электронных сигарет с свистящим дыханием и связанными с ним респираторными симптомами у взрослых: перекрестные результаты популяционной оценки табакокурения и исследования здоровья (пути), волна 2. Tob Control 2020;29:140–7.

25 Ташкин Д.П., Коулсон А.Х., Кларк В.А. и др. Респираторные симптомы и функция легких у заядлых курильщиков только марихуаны, курильщиков марихуаны и табака, курильщиков только табака и некурящих. Am Rev Respir Dis 1987;135:209–16.

26 Ташкин Д.П. Курение марихуаны как причина поражения легких. Monaldi Arch Chest Dis 2005;63:93–100.

27 Ташкин Д.П. Влияние курения марихуаны на легкие. Энн Ам Торак Soc 2013; 10: 239–47.

28 Болдуин Г.К., Ташкин Д.П., Бакли Д.М. и др. Марихуана и кокаин нарушают функцию альвеолярных макрофагов и выработку цитокинов. Am J Respir Crit Care Med 1997;156:1606–13.

29 Тейлор Д.Р., Поултон Р., Моффитт Т.Е. и др. Респираторные эффекты зависимости от каннабиса у молодых людей. Наркомания 2000;95:1669–77.

30 Алдингтон С., Уильямс М., Новиц М. и др. Влияние каннабиса на структуру, функцию и симптомы легких. Торакс 2007;62:1058–63.

31 Мур Б.А., Августсон Э.М., Мозер Р.П. и др. Респираторные эффекты употребления марихуаны и табака в образце из США. J Gen Intern Med 2005; 20: 33–7.

32 Гоневич М.Л., Книсак Дж., Гаврон М. и др. Уровни некоторых канцерогенов и токсикантов в парах электронных сигарет. Контроль над табакокурением 2014; 23: 133–9.

33 Бхат Т.А., Калатил С.Г., Ли Н. и др. Острые эффекты вдыхания аэрозоля нагретых табачных изделий (IQOS) на повреждение легочной ткани и воспалительные изменения в легких. Никотин Тоб Рес 2021;23:1160–7.

34 Космидер Л., Джексон А., Ли Н. и др. Циркадное поведение и топография затяжек среди пользователей электронных сигарет. Тоб Регул Sci 2018;4:41–9.

35 Бхат Т.А., Калатил С.Г., Богнер П.Н. и др. Пассивное курение вызывает воспаление и ослабляет иммунитет к респираторным инфекциям. J Immunol 2018;200:2927–40.

36 Бхат Т.А., Калатил С.Г., Богнер П.Н. и др. AT-rvd1 смягчает обострение воспаления легких, вызванное пассивным курением, и восстанавливает антибактериальный иммунитет, подавленный пассивным курением. Дж Иммунол 2021;206:1348–60.

37 Карден Д., Сяо Ф., Моак С. и др. Нейтрофильная эластаза способствует повреждению микрососудов легких и протеолизу эндотелиальных кадгеринов. Американский журнал физиологии сердца и физиологии кровообращения 1998;275:H385–92.

38 Кавабата К., Хагио Т., Мацуока С. Роль нейтрофильной эластазы при остром повреждении легких. Eur J Pharmacol 2002;451:1–10.

39 Хан А.А., Алсахли М.А., Рахмани А.Х. Миелопероксидаза как активный биомаркер заболевания: последние биохимические и патологические перспективы. Med Sci (Базель) 2018;6:33.

40 Дитерт К., Гутбир Б., Винхольд С.М. и др. Спектр гистопатологий, специфичных для патогенов и моделей, в мышиных моделях острой пневмонии. PLoS One 2017;12:e0188251.

41 Батт Ю.М., Смит М.Л., Тазелаар Х.Д. и др. Патология повреждения легких, связанного с вейпингом. N Engl J Med 2019;381:1780–1.

42 Ли В.Л., врач Дауни. Активация нейтрофилов и острое повреждение легких. Curr Opin Crit Care 2001;7:1–7.

43 Финк МП. Роль активных форм кислорода и азота в остром респираторном дистресс-синдроме. Curr Opin Crit Care 2002;8:6–11.

44 Абрахам Э. Нейтрофилы и острое повреждение легких. Crit Care Med 2003;31:S195–9.

45 Фам CTN. Сериновые протеазы нейтрофилов регулируют воспалительную реакцию. Int J Biochem Cell Biol 2008;40:1317–33.

46 Арекко Н., Кларк С.Дж., Джонс Ф.К. и др. Уровни и активность эластазы повышаются в дистрофических мышцах и ухудшают выживаемость, пролиферацию и дифференцировку клеток миобластов. Научный представитель 2016;6:24708.

47 Чегени З., Надь Г., Бабински Б. и др. КБД — предшественник ТГК в электронных сигаретах. Научный представитель 2021; 11: 8951.

48 Линден А., Лаан М., Андерсон Г.П. Нейтрофилы, интерлейкин-17А и заболевания легких. Eur Respir J 2005;25:159–72.

49 Ма К., Ян Л., Шен Р. и др. Клетки Th17 регулируют выработку CXCL1 при раке молочной железы. Международное иммунофармакол 2018;56:320–9.

50 Беккер С., Куэй Дж., Корен Х.С. и др. Конститутивная и стимулированная экспрессия MCP-1, GRO альфа, бета и гамма в эпителии дыхательных путей человека и бронхоальвеолярных макрофагах. Am J Physiol 1994;266:L278–86.

51 Поти П.М., Росси А.Г., Лукас С.Д. и др. Нейтрофилы в инициировании и разрешении острого воспаления легких: понимание биологической функции и терапевтического потенциала. Дж. Патол 2019; 247: 672–85.

52 Хейджинк И.Х., Бранденбург С.М., Постма Д.С. и др. Сигаретный дым ухудшает барьерную функцию эпителия дыхательных путей и восстановление межклеточных контактов. Eur Respir J 2012;39:419–28.

53 Агапур М., Раи П., Могаддам С.Дж. и др. Дисфункция эпителиального барьера дыхательных путей при хронической обструктивной болезни легких: роль воздействия сигаретного дыма. Am J Respir Cell Mol Biol 2018;58:157–69.

54 Шапиро С.Д., Гольдштейн Н.М., Хоутон А.М. и др. Нейтрофильная эластаза способствует развитию эмфиземы, вызванной сигаретным дымом, у мышей. Ам Дж. Патол 2003; 163: 2329–35.

55 Антунес М.А., Рокко ПРМ. Эмфизема легких, вызванная эластазой: данные экспериментальных моделей. An Acad Bras Cienc 2011;83:1385–96.

56 Гош А., Коакли Р.Д., Гио А.Дж. и др. Постоянное употребление электронных сигарет повышает уровень нейтрофильной эластазы и матриксных металлопротеаз в легких. Am J Respir Crit Care Med 2019; 200: 1392–401.

57 Фортунати Э., Каземир К.М., Груттерс Дж.К. и др. Нейтрофилы человека переходят на активированный фенотип после возвращения в легкие независимо от воспалительного заболевания. Clin Exp Immunol 2009;155:559–66.

58 Фейт М., Сукумаран А., Пулимуд А.Б. и др. Насколько надежным индикатором воспаления является активность миелопероксидазы? Клин Чим Акта 2008; 396: 23–5.

59 Лау Д., Моллнау Х., Эйзерих Дж.П. и др. Миелопероксидаза опосредует активацию нейтрофилов путем ассоциации с интегринами CD11b/CD18. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:431–6.

60 Шмидт А., Оберле Н., Краммер П.Х. Молекулярные механизмы трег-опосредованной супрессии Т-клеток. Фронт Иммун 2012;3:51.

61 Торнтон А.М., Шевач Э.М. CD4+CD25+ иммунорегуляторные Т-клетки подавляют активацию поликлональных Т-клеток in vitro путем ингибирования продукции интерлейкина 2. J Exp Med 1998;188:287–96.

62 Калининский А., Киттель Дж., Накка Н.Е. и др. Воздействие электронных сигарет, инфекции дыхательных путей и нарушение врожденного иммунитета: обзор повествования. Педиатр Мед 2021;4:5.

63 Лукас Р., Чикора И., Шридхар С. и др. Аргиназа 1: неожиданный медиатор дисфункции легочного капиллярного барьера в моделях острого повреждения легких. Фронт Иммунол 2013;4:228.

64 Уин М.П., ​​Уиттолл Дж.Дж., Хамон Р. и др. Фагоцитоз и воспаление: изучение влияния компонентов паров электронных сигарет на макрофаги. Физиол Реп 2017;5:e13370.

65 Гей Б., Филд З., Патель С. и др. Повреждение легких, вызванное вейпингом: случай липоидной пневмонии, связанной с электронными сигаретами, содержащими каннабис. Представитель компании Pulmonol 2020;2020:7151834.

66 Абелес М., Попофски С., Вэнь А. и др. Повреждение легких, связанное с вейпингом, вызванное вдыханием масла каннабиса. Педиатр Пульмонол 2020;55:226–8.

67 Адапа С., Гаям В., Конала В.М. и др. Острая легочная токсичность, вызванная вейпингом каннабиса: серия случаев и обзор литературы. Представитель по делу J Investig Med High Impact, 2020 г.; 8: 2324709620947267.

68 Конуэль Э.Дж., Чиенг Х.К., Фантауцци Дж. и др. Повреждение легких, связанное с вейпингом каннабиноидного масла, и его рентгенологическая картина. Am J Med 2020;133:865–7.

69 Лугаде А.А., Богнер П.Н., Тэтчер Т.Х. и др. Воздействие сигаретного дыма усугубляет воспаление легких и снижает иммунитет к бактериальной инфекции. J Immunol 2014; 192: 5226–35.

70 Бхат Т.А., Калатил С.Г., Миллер А. и др. Специализированные медиаторы, способствующие разрешению проблем, преодолевают подавление иммунитета, вызванное пассивным курением. Дж Иммунол 2020;205:3205–17.

71 Гарсия-Аркос И., Джерати П., Баумлин Н. и др. Хроническое воздействие электронных сигарет на мышей вызывает проявления ХОБЛ никотин-зависимым образом. Торакс 2016;71:1119–29.

72 Буз ГВ. Каннабидиол — это новая терапевтическая стратегия для уменьшения влияния воспаления на окислительный стресс. Свободный Радик Биол Мед 2011;51:1054–61.

73 Розенберг Э.К., Цянь Р.В., Уолли Б.Дж. и др. Каннабиноиды и эпилепсия. Нейротерапия 2015;12:747–68.

74 Национальные академии наук, техники и медицины; Отдел здравоохранения и медицины. Терапевтические эффекты каннабиса и каннабиноидов. В: Влияние каннабиса и каннабиноидов на здоровье: современное состояние данных и рекомендации для исследований. Пресса национальных академий, 2017.

75 Тиле Е.А., Марш Э.Д., Френч Дж.А. и др. Каннабидиол у пациентов с судорогами, связанными с гештальт-синдромом Леннокса (GWPCARE4): рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование фазы 3. Ланцет 2018;391:1085–96.

76 Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. FDA одобрило первый препарат, содержащий активный ингредиент, полученный из марихуаны, для лечения редких тяжелых форм эпилепсии. 2018. Доступно: https://www.fda.gov/NewsEvents/Newsroom/PressAnnouncements/ucm611046.htm [по состоянию на 15 сентября 2021 г.].