Att värma tobak istället för att bränna den kan vara mindre skadligt

Att minska skadliga eller potentiellt skadliga ämnen, som härrör från uppvärmning av tobak snarare än att bränna den, kan vara rätt riktning för att minska cellstress och mitokondriefel jämfört med att röka traditionella cigaretter - enligt en ny studie om mitokondriernas funktion i celler av forskare från Institute of Biology Experimentell M. Nencki från den polska vetenskapsakademin.

Skadligheten hos cigarettrök har redan bekräftats av många vetenskapliga studier. Det är dock forskargruppen från Institute of Experimental Biology M. Nencki från den polska vetenskapsakademin, som den första i världen, genomförde innovativ forskning som jämförde hur ämnen som genereras under förbränning (ca 8000C - en konventionell cigarett) och uppvärmningstobak (upp till 3500C - THS2.2) påverkar mitokondriernas funktion i humana bronkialepitelceller.

Rök från brinnande tobak innehåller många giftiga föreningar som kan ackumuleras i mitokondrier och störa mitokondriell andning, vilket påverkar produktionen av cellulär energi. Mitokondrier som inte fungerar kan orsaka cellskador och leda till många sjukdomar, inte bara i andningsorganen. Mitokondrier anses vara energigeneratorer för celler och spelar en nyckelroll i kroppens hälsosamma funktion.

"Studier har visat att minskning av skadliga eller potentiellt skadliga ämnen genom uppvärmning istället för att bränna tobak är ett uppmuntrande tillvägagångssätt för att minska mitokondriell stress i cellen i samband med rökning", säger studieförfattare Prof. Joanna Szczepanowska från Institutet för experimentell biologi M. Nencki PAN.

”Tobaksprodukternas skadlighet är uppenbar. Men mina forskningsresor och samtal med forskare från många universitet och forsknings- och utvecklingscentra från USA till Japan fick mig att inse att ämnet att minska tobaksprodukternas skadlighet tas väldigt seriöst "- säger prof. Jerzy Duszyński, president för den polska vetenskapsakademin. "Resultaten av många studier inom detta område är lovande, inklusive de som utförts i Polen", tillägger presidenten för den polska vetenskapsakademin.

Tobaksuppvärmningssystemet (THS2.2 - handelsnamn IQOS), som elektroniskt värmer tobak vid en temperatur som är mycket lägre än förbränningstemperaturen, producerar en aerosol som innehåller nikotin och en blandning av föreningar med ett betydligt lägre innehåll av giftiga ämnen jämfört med cigarettrök som härrör från förbränning av tobak.

De ämnen som genereras under förbränningen av tobak (3R4F) förändrar morfologin och formen på cellerna.

Cellmorfologi (grön är cellens cytoskelett, röd - mitokondrier, blå - cellkärna), från vänster bilden från konfokalmikroskopi:

• efter 7 dagar utan exponering för tobaksrök och THS2.2-aerosol;
• efter 7 dagars kontinuerlig exponering för THS2.2 aerosol (koncentration 7,5 µg / ml);
• efter 7 dagars exponering för tobaksrök av en referenscigarett (koncentration 7,5 µg / ml).

Mitokondrier är multifunktionella organeller vars huvuduppgift är att tillhandahålla ATP för många cellulära processer. Mitokondrier deltar i många nyckelcellstransformationer, spelar en roll i många signalvägar, är den viktigaste källan till bildandet av reaktiva syrearter (allmänt kända som fria radikaler) och har en inverkan på kalciummetabolismen i cellen. Därför är mitokondrier ett viktigt inslag i många grundläggande cellulära processer, inklusive apoptos (programmerad celldöd, differentiering, cellrörelse och delning). Defekter i mitokondriernas funktion kan vara den främsta och tidiga orsaken till dysfunktion i nervsystemet, hjärtmuskeln, skelettmusklerna, näthinnan i ögat eller det endokrina systemet, det vill säga de vävnader och organ som kräver mycket energi för att de ska fungera korrekt.

Störningar i mitokondriell funktion orsakar energiunderskott, ökad generering av reaktiva syrearter (ROS), störning av kalciumhomeostas, förändringar i mitokondriellt DNA, förändringar i biogenesprocessen och störningar av själva mitokondriernas struktur och organisation.

Diagram över cellmultiplikation en dag efter sådd:

• röd kurva - efter 7 dagars exponering för tobaksrök av en referens 3R4F-cigarett med en koncentration av 7,5 µg / ml;
• blå kurva - efter 7 dagars konstant exponering för THS2.2 aerosol i en koncentration av 7,5 µg / ml;
• svart kurva - efter sju dagar utan exponering för externa faktorer.

Forskningsprojektet inleddes 2016 och varade i 12 månader. Det finansierades av ett Philip Morris International-bidrag. Resultaten av forskningen presenterades vid den prestigefyllda 42: e kongressen för Federation of European Biochemical Societies (FEBS), som ägde rum i Israel i september i år, och vid kongressen "The Life Sciences" i Seattle, USA, som ägde rum i 20-24 augusti 2017