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Octubre 29, 2019
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Efectos nocivos de los cigarrillos electrónicos, la otra cara del debate

Los cigarrillos electrónicos (CE) incluyen un grupo diverso de dispositivos alimentados por baterías que permiten a los usuarios inhalar sustancias en aerosol. Durante el período 2017-2018 la prevalencia del uso actual de CE aumentó de 11.7% a 20.8% entre los estudiantes de secundaria de EE. UU. En contraste, el 3.2% de los adultos estadounidenses informaron el uso de CE en 20181.

E-líquido y aerosoles

El aerosol del CE generalmente contiene menos químicos tóxicos que el humo del cigarrillo convencional, sin embargo, este aerosol no es inofensivo ya que expone a los usuarios a sustancias que pueden tener efectos adversos para la salud1. Actualmente la comprensión de la toxicidad del CE se ha centrado en los riesgos potenciales derivados de la nicotina, los saborizantes o los solventes como el propilenglicol (PG) y/o el glicerol (también llamado glicerina vegetal o VG), los cuales son ampliamente utilizados como aditivos en alimentos y productos de cuidado personal como pasta de dientes. Sin embargo, la información sobre qué componentes en los e-líquidos exhiben toxicidades potenciales son inconsistentes y depende de varios factores como las dosis utilizadas, la duración de la exposición, los tipos de células expuestas y la composición de los e-líquidos. Así como hay algunos estudios que han informado que la nicotina juega un papel importante en la inducción de resultados adversos y que los solventes solos no inducen ningún efecto adverso, hay otros estudios que sugieren que la nicotina no está asociada con ningún resultado adverso, mientras que los solventes y saborizantes son los componentes clave para provocar efectos nocivos considerables en las células o los animales. Por lo tanto, afirman los investigadores de la revisión publicada en septiembre 2019 en Inhalation Toxicology, son necesarios más estudios para examinar las múltiples variables involucradas en la exposición a e-líquidos. En particular, es importante evaluar la toxicidad en sistemas modelo más relevantes, incluidos el cultivo primario de las vías respiratorias y el epitelio alveolar y el cocultivo de células epiteliales alveolares y macrófagos. La mayoría de los perfiles de toxicidad de los CE respaldan que pueden inducir algunos efectos adversos basados en investigaciones in vitro e in vivo, aunque la mayoría de ellos coincidieron en que los cigarrillos electrónicos son menos tóxicos que los cigarrillos convencionales. Falta evidencia de efectos a largo plazo2.

Figura. Varios estudios sugieren que los solventes y saborizantes utilizados en los e-líquidos, son claves para provocar efectos nocivos considerables.

En agosto del 2019 un estudio publicado en la revista Radiology evaluó el efecto de la inhalación de aerosol de CE sobre la función vascular mediante imagen cuantitativa de resonancia magnética (RM). La investigación fue conducida por científicos de la Universidad de Pennsylvania, liderados por el doctor Felix W. Wehrli. Anotan los autores que estudios previos, han demostrado que CE con nicotina inducen estrés oxidativo sistémico e inflamación y con base en ese contexto decidieron aclarar el efecto del aerosol solamente sobre la función endotelial. El estudio fue de naturaleza prospectiva y realizado a mediados de 2018 en 31 individuos (17 hombres y 14 mujeres) no fumadores de una edad promedio de 24.3 años que fueron sometidos a imagen de RM de vasos arteriales antes y después de inhalar aerosol de CE libres de nicotina. La comparación de los datos del efecto de un solo vapeo pre y postresonancia reveló una reducción de 34% en el flujo de la arteria femoral mediado por dilatación y una disminución de 25.8% en la aceleración del flujo sanguíneo (p < 0.001 para ambos valores), lo que indica disfunción endotelial. Además, una reducción de 20% en la saturación de oxígeno en la vena femoral (p < 0.001) indicativa de trastorno microvascular y aumento en la velocidad de la onda de pulso aórtico (p = 0.05) sugestivo de rigidez aórtica. Los autores concluyeron que la inhalación de aerosol de CE libres de nicotina impacta de manera transitoria la función endotelial en no fumadores en buen estado de salud. Advierten que se requieren estudios adicionales para evaluar los posibles efectos adversos a largo plazo sobre la salud vascular3.

Los mismos autores demostraron en otro estudio, que el vapeo de CE libres de nicotina causan un aumento transitorio en marcadores séricos de inflamación como la proteína C reactiva, y estrés oxidativo, que alcanzan su pico en una a dos horas y regresan al nivel basal en 6 horas4.

Un estudio cruzado del American Association for Cancer Research en el que se comparó la exposición sistémica a los tóxicos (10 metabolitos de ácido mercaptúrico compuestos orgánicos volátiles (COV)) durante el consumo de cigarrillos convencionales, CE y en individuos abstinentes, demostró que las concentraciones de metabolitos de COV fueron más altas durante el tabaquismo en comparación con el vapeo, a excepción del metabolito de los agentes metilantes. Los metabolitos de acrilamida y benceno fueron mayores durante el vapeo en comparación con la abstención. La conclusión de los investigadores es que los CE exponen a los usuarios a niveles más bajos de COV tóxicos en comparación con fumar cigarrillos convencionales, lo que respalda su potencial de reducción de daños entre los fumadores. Sin embargo, algunos CE exponen a los usuarios a los COV como la acrilamida, el benceno y el óxido de propileno, y pueden presentar riesgos para la salud en los usuarios no fumadores. Los resultados de este estudio apoyan el concepto de evaluar el papel de los cigarrillos electrónicos con respecto al equilibrio entre su reducción potencial de daños para los fumadores adultos y el riesgo para los usuarios no fumadores5.

En otro estudio in vitro del 2018 de Park HR, et al. se encontró que dos aromatizantes, el diacetilo (con aroma a mantequilla) y el 2,3-pentanodiol, deterioran la función ciliar en el epitelio de las vías respiratorias y probablemente contribuyen a los efectos adversos del CE en los pulmones. Entre las limitaciones del estudio está la utilización de concentraciones de productos químicos mucho más altas que los límites ocupacionales para diacetilo y 2,3-pentanodiona y que las células utilizadas se expusieron a una solución acuosa de los productos químicos lo que puede no reflejar la exposición humana real al CE. Es necesario un estudio adicional con el sistema de exposición al vapor para confirmar los resultados de este estudio6.

Reducción de daño

Cualquier beneficio potencial de reducción de daño de los CE es contrarrestado por los usuarios no fumadores que inician el uso de cigarrillos electrónicos y luego fuman cigarrillos combustibles. En el estudio longitudinal The Population Assessment of Tobacco and Health (PATH) fueron encuestados 26 446 adultos de EE.UU. para comparar el consumo de cigarrillos combustibles a 1 año de seguimiento mediante el uso de CE al inicio del estudio entre antiguos fumadores de cigarrillos combustibles y no fumadores. Aquellos individuos que nunca antes habían fumado, e informaron el uso de CE en los últimos 30 días, fueron significativamente más propensos que aquellos que nunca habían usado CE a comenzar a fumar cigarrillos combustibles (p < 0.001). Por lo tanto, los investigadores concluyen que las políticas y el asesoramiento deben considerar el mayor riesgo para los no fumadores del consumo futuro de cigarrillos combustibles como resultado del uso de CE7.

La actualización de la revisión Cochrane (2016), incluyó 11 estudios y evaluó la seguridad y el efecto del uso de EC para ayudar a las personas que fuman a lograr la abstinencia a largo plazo. Hay evidencia de dos ensayos de que los CE ayudan a los fumadores a dejar de fumar a largo plazo en comparación con placebo. Sin embargo, el pequeño número de estudios, las bajas tasas de eventos y los amplios intervalos de confianza en torno a las estimaciones hacen que la clasificación de evidencia sea “baja” según los estándares GRADE. La falta de diferencia entre el efecto de los CE en comparación con los parches de nicotina encontrados en un ensayo es incierta por razones similares. Ninguno de los estudios incluidos (a corto y mediano plazo, hasta dos años) detectó eventos adversos graves relacionados con el uso de CE. Los efectos adversos más comúnmente reportados fueron irritación de la boca y garganta. Se desconoce la seguridad a largo plazo de los CE. En esta actualización, se encontraron otros 15 estudios aleatorizados controlados en curso que parecen elegibles para la revisión. La conclusión de esta revisión es que el número de estudios es limitado y por lo tanto la certeza de los efectos es baja. Dada la variedad de CE en el mercado y la evolución del producto, los estudios futuros deben seleccionar EC con buena entrega de nicotina que sean representativos del mejor estándar actual en términos de confiabilidad y satisfacción del usuario8.

Efectos adversos asociados con el uso del cigarrillo electrónico

Aunque los estudios in vitro y los datos experimentales de animales indican que el CE tiene el potencial de inducir inflamación, esto aún permanece incierto en estudios en humanos. Hay algunos informes publicados sobre las complicaciones respiratorias de los CE que se limitan a bronquiectasias, neumonía eosinofílica, derrame pleural y sospecha de neumonitis por hipersensibilidad. En 2018 se publicó un reporte de caso de un joven con insuficiencia respiratoria subaguda. Más tarde se descubrió que tenía un síndrome de hemorragia alveolar difusa que probablemente fue inducida por vapeo agresivo9.

En los últimos tres meses se han reportado más de 500 casos de enfermedad pulmonar severa que se ha asociado al vapeo, en más de 30 estados de EE.UU. Wisconsin e Illinois fueron los primeros estados en reportar la enfermedad. El 23 de agosto se reportó la primera muerte en Illinois. Los casos han sucedido primordialmente en adolescentes y adultos jóvenes pero el rango de edad ha sido de 17 a 38 años con pacientes hasta de 53 años, en su mayoría hombres. Los pacientes han reportado el inicio gradual de síntomas caracterizados por dificultad respiratoria progresiva, respiración corta y/o dolor torácico antes de la hospitalización. Algunos pacientes han reportado síntomas gastrointestinales leves a moderados incluyendo vómito y diarrea, así como fatiga. Los individuos más seriamente enfermos han tenido daño pulmonar extenso y han requerido tratamiento con oxígeno y ventilación mecánica varios días. Los estudios que se han realizado hasta ahora han excluido una causa infecciosa1,10.

En la editorial del 6 de septiembre de 2009 del NEJM, Vaping –Induced Lung Injury, se hace referencia a la neumonitis tóxica por inhalación (neumonía eosinofílica aguda, neumonía organizada, neumonía lipoidea, daño alveolar difuso y síndrome de dificultad respiratoria aguda, hemorragia alveolar difusa, entre otros patrones) que se identificó en varios de los casos. En general esta patología, en la que se daña el parénquima pulmonar, está asociada a la inhalación de compuestos tóxicos como metales, solventes, ácidos, bases, ozono, etc. Sin embargo hasta el momento, no se ha determinado el agente o los agentes del vapeo responsables. El 80% de los individuos que vapearon refirieron el uso de nicotina y tetrahidrocannabinol (THC) o productos de cannabidiol (CBD)10.

La editorial hace referencia al estudio in vitro realizado por Lee MS, et al. en el que se evaluó el contenido de las emisiones de los CE para cinco grupos de compuestos potencialmente tóxicos presentes en el humo del tabaco: nicotina, partículas, carbonilos, COV y oligoelementos. Se utilizó una máquina de fumar múltiple automática para generar aerosoles del CE bajo condiciones controladas. Los compuestos tóxicos seleccionados se extrajeron en una fase sólida o líquida y se analizaron con métodos cromatográficos y espectroscópicos. Los investigadores encontraron compuestos tóxicos en los aerosoles de EC diluidos generados por la máquina: nicotina, partículas finas y nanopartículas, carbonilos y algunos VOC tóxicos como el benceno y el tolueno. Según los autores, los hallazgos están limitados por el pequeño número de CE analizados y las condiciones de análisis11.

El mismo investigador principal encontró en otro estudio, que algunos CE (el cartucho y el e-líquido) utilizados en EE.UU estaban contaminados con endotoxinas bacterianas o glucanos fúngicos. Concluye que “los productos de los CE pueden estar contaminados con toxinas microbianas. Se necesitan más estudios con grandes muestras representativas de productos para confirmar los hallazgos, identificar fuentes y rutas de contaminación y evaluar los efectos12.

La editorial del NEJM concluye con que hay que investigar el efecto de agregar ingredientes como THC o CBD a los CE y que hasta que no se complete la investigación sobre la causa de esta epidemia de lesión respiratoria inducida por vapeo, no se pueden sacar conclusiones sobre qué compuesto o compuestos son las causas de la lesión10.

El último estudio de Tang et al. muestra en 17 ratones que los cigarrillos electrónicos con nicotina pueden producir adenocarcinoma de pulmón e hiperplasia vesical. Sin embargo, los niveles de nicotina utilizados fueron extremos y no son comparables a los inhalados por los individuos que utilizan estos dispositivos; la comparación se realizó con ratones que respiraban aire (estadísticamente no significativo), la muestra fue muy pequeña y los datos no pueden ser extrapolados a los seres humanos13,14.

Por ahora, la evidencia científica sobre el perfil de toxicidad del CE sigue siendo insuficiente debido a la falta de un enfoque de investigación estandarizado. En el futuro, se necesitan con urgencia datos de toxicología científica derivados de protocolos de prueba estandarizados que incluyan nicotina, análisis de ingredientes, diversos dispositivos de CE hechos con diferentes materiales para una evaluación toxicológica exhaustiva2,8.

Referencias

  1. Layden JE, Ghinai I, Pray I, et al. Pulmonary Illness Related to E-Cigarette Use in Illinois and Wisconsin – Preliminary Report. N Engl J Med. 2019 Sep 6. doi: 10.1056/NEJMoa1911614.
  2. Guanghe Wang, Wenjing Liu & Weimin Song (2019) Toxicity assessment of electronic cigarettes, Inhalation Toxicology, DOI: 10.1080/08958378.2019.1671558
  3. Caporale A, Langham MC, Guo W y cols. Acute Effects of Electronic Cigarette Aerosol Inhalation on Vascular Function Detected at Quantitative MRI. Radiology. 2019 Oct;293(1):97-106.
  4. Chatterjee S, Tao JQ, Johncola A, et al. Acute exposure to e-cigarettes causes inflammation and pulmonary endothelial oxidative stress in nonsmoking, healthy young subjects. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol. 2019 Aug 1;317(2):L155-L166.
  5. St Helen G, Liakoni E, Nardone N, y cols. Comparison of systemic exposure to toxic and/or carcinogenic volatile organic compounds (VOCs) during vaping, smoking, and abstention. Cancer Prev Res (Phila). 2019 Sep 25. pii: canprevres.0356.2019. doi: 10.1158/1940-6207.CAPR-19-0356.
  6. Park HR, O’Sullivan M, Vallarino J, et al. Transcriptomic response of primary human airway epithelial cells to flavoring chemicals in electronic cigarettes. Sci Rep 2019;9:1400-1400.
  7. McMillen R, Klein JD, Wilson K, et al. E-Cigarette Use and Future Cigarette Initiation Among Never Smokers and Relapse Among Former Smokers in the PATH Study. Public Health Rep. 2019 Sep/Oct;134(5):528-536.
  8. Hartmann‐Boyce J, McRobbie H, Bullen C, Begh R, Stead LF, Hajek P. Electronic cigarettes for smoking cessation. Cochrane Database of Systematic Reviews 2016, Issue 9. Art. No.: CD010216. DOI: 10.1002/14651858.CD010216.pub3.
  9. Agustin M, Yamamoto M, Cabrera F, Eusebio R. Diffuse Alveolar Hemorrhage Induced by Vaping. Case Rep Pulmonol. 2018 Jun 7;2018:9724530. doi: 10.1155/2018/9724530. eCollection 2018.
  10. David C. Christiani. Vaping-Induced Lung Injury. The New England Journal of Medicine, editorial, septiembre 6, 2019.
  11. Lee MS, LeBouf RF, Son YS, Koutrakis P, Christiani DC. Nicotine, aerosol particles, carbonyls and volatile organic compounds in tobacco- and menthol-flavored e-cigarettes. Environ Health 2017;16:42-42.
  12. Lee MS, Allen JG, Christiani DC. Endotoxin and (1→3)-β-D-glucan contamination in electronic cigarette products sold in the United States. Environ Health Perspect 2019;127:47008-47008.
  13. Tang MS, Wu XR, Lee HW, et al. Electronic-cigarette smoke induces lung adenocarcinoma and bladder urothelial hyperplasia in mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019 Oct 22;116(43):21727-21731.
  14. Expert reaction to study on ecig vapour and cancer in mice. Science Media Centre. Octubre 7, 2019. https://www.sciencemediacentre.org/expert-reaction-to-study-on-ecig-vapour-and-cancer-in-mice/
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