Los cigarrillos electrónicos estresan los pulmones y deterioran la función de las proteínas
Aunque el propilenglicol y la glicerina vegetal son comunes en la mayoría de los aceites de los cigarrillos electrónicos, sus efectos sobre el tejido pulmonar aún no se conocen en profundidad. Los investigadores están comenzando a descubrir las consecuencias bioquímicas de la exposición a los cigarrillos electrónicos en ratas, revelando que los ingredientes de estas sustancias viscosas, cuando se inhalan, pueden alterar las proteínas de manera dañina. Crédito: DedMityay, Shutterstock.com
Los cigarrillos electrónicos estresan e inflaman los pulmones de las ratas, lo que compromete proteínas reguladoras importantes a través de la exposición, según una investigación publicada recientemente en la revista Redox Biology. Los hallazgos, posibles gracias a una técnica biomolecular desarrollada por investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU., revelan que el vapeo induce cambios estructurales sutiles en las proteínas, lo que marca la primera vez que los investigadores miden tal daño. Los resultados sugieren que los compuestos comunes en la alternativa electrónica a los cigarrillos convencionales no están exentos de daños.
Después de exponer ratas al vapor de cigarrillos electrónicos durante tres sesiones de una hora durante tres días, los investigadores descubrieron signos de estrés oxidativo: un desequilibrio entre la producción de radicales libres y la capacidad del cuerpo para mitigar sus efectos nocivos. Los radicales libres son moléculas con electrones desapareados, un subproducto inevitable de muchos procesos bioquímicos del cuerpo y, cuando se encuentran en cantidades desproporcionadamente grandes, contribuyen a enfermedades y disfunciones.
Investigaciones anteriores han demostrado que vapear puede estresar los tejidos, pero los mecanismos y detalles detrás de ese estrés han permanecido turbios. La nueva técnica, dijo el bioquímico Charles Ansong, coautor del estudio que dirigió la investigación mientras estuvo en PNNL, identifica modificaciones realizadas en las proteínas que arrojan luz sobre cómo los cigarrillos electrónicos conducen a la disfunción.
«Ha habido una serie de estudios sobre esto, y generalmente tienen medidas brutas que dicen: ‘Está bien, hay algo de estrés oxidativo aquí, pero realmente no sabemos qué está pasando'», dijo Ansong, quien desde entonces se convirtió en director del programa en la Rama de Bioquímica y Química Biorelacionada del Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales/Institutos Nacionales de Salud. «Pero esta técnica identifica qué proteínas se están modificando, qué sitios se modifican y sugiere la probabilidad de que afecten la función de las proteínas y las vías moleculares. Nos brinda mucha información sobre el mecanismo detrás de los efectos nocivos de los cigarrillos electrónicos. «
El químico bioanalítico y coautor Wei-Jun Qian, quien desarrolló y aplicó la técnica para caracterizar los cambios de proteínas en PNNL, dijo que los resultados indican que los cigarrillos electrónicos ciertamente comprometen la función celular, aunque exactamente qué tan grave es el daño sigue siendo un área de investigación futura.
Mirando a través del humo
En el Centro Médico de la Universidad de Rochester en Rochester, Nueva York, donde se realizó la parte de esta investigación con animales, las ratas inhalaron un mezcla de tres compuestos comunes en la mayoría de los líquidos de cigarrillos electrónicos: propilenglicol (un líquido sintético que se encuentra a menudo en los cosméticos), glicerina vegetal y nicotina.
«No creo que mucha gente piense en lo espesos o viscosos que son estos líquidos», dijo Matthew McGraw, médico científico en medicina pulmonar pediátrica del Centro Médico de la Universidad de Rochester y coautor del estudio. «La glicerina vegetal se usa en el aceite de cocina. Calentar ese aceite de cocina e inhalarlo en los pulmones cuando lo piensas, incluso solo visualmente, es algo muy difícil de hacer».
Observar el tejido pulmonar bajo el microscopio reveló pocos cambios después de la exposición. Los investigadores no vieron cambios significativos en la cantidad de glóbulos blancos en el líquido pulmonar, ni observaron diferencias evidentes en la estructura pulmonar.
Pero el análisis de proteínas de Qian reveló miles de cambios oxidativos, señalando modificaciones sutiles y reversibles que previamente habían eludido la detección. La exposición alteró una variedad de tipos de proteínas, principalmente aquellas que regulan el control de calidad en otras proteínas.
«Cualquier vía biomolecular de la que forme parte la proteína puede verse afectada, y eso puede conducir a disfunción tisular y enfermedad», dijo Ansong, quien comparó las proteínas anormales con la basura biomolecular que puede convertirse en una bola de nieve y convertirse en problemas mayores cuando las vías reguladoras se ven comprometidas, lo que deja al cuerpo incapaz de mantener limpios sus sistemas.
La exposición al cigarrillo electrónico modificó múltiples proteínas asociadas con la inflamación del cuerpo. respuesta, lo que sugiere que el uso frecuente de cigarrillos electrónicos podría llevar a los pulmones a un estado de estrés crónico. Algunos de los cambios detectados promueven la coagulación y la inflamación sistémica y eran similares a los que se encuentran en los pulmones de los fumadores tradicionales, dijo McGraw, lo que podría implicar a los cigarrillos electrónicos como impulsores de un estado inflamatorio. El mayor cambio en estas vías ocurrió cuando las ratas inhalaron propilenglicol y glicerina vegetal solos; la adición de nicotina no cambió significativamente la respuesta al estrés de los pulmones.
Las consecuencias bioquímicas del vapeo
Estas alteraciones de proteínas marcan solo un tipo de cambio observado, dijo Qian, dejando otras posibles alteraciones que podría pasar desapercibido.
«La oxidación es solo un tipo de modificación», dijo Qian. «No es el único tipo. Y apenas estamos comenzando a entender esto. Creo que también se pueden monitorear muchos otros tipos de funciones de proteínas».
El grupo también planea explorar sistemáticamente otros e- aditivos para cigarrillos, como compuestos saborizantes populares, así como dosis y niveles de exposición variables. Si bien los resultados son evidencia de estrés oxidativo, el efecto exacto en los usuarios humanos es incierto.
«Otros han dicho que la glicerina vegetal y el propilenglicol son relativamente seguros», dijo McGraw. «Si bien nuestros resultados no desacreditan por completo ese comentario, podemos decir que la exposición repetida a la inhalación de cigarrillos electrónicos causa un estrés oxidativo significativo dentro del pulmón. Este estrés es una señal temprana de que podría haber cambios potencialmente dañinos a largo plazo si se plantea de manera repetitiva. «
Los hallazgos llegaron después de que la ciudad de San Francisco promulgó una prohibición de los cigarrillos electrónicos en 2019, y la ley entró en vigencia en 2020. El Distrito de Columbia, Puerto Rico y 15 estados aprobaron leyes en 2020 que restringir fumar en interiores, incluido el vapor producido por los cigarrillos electrónicos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud, el Instituto Nacional del Corazón, los Pulmones y la Sangre, y el Instituto Nacional de Ciencias de la Salud Ambiental. Las partes de proteómica de esta investigación se realizaron en el Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales (EMSL), una instalación científica nacional para usuarios patrocinada por el Departamento de Energía de EE. UU. y ubicada en PNNL.
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¿El vapeo y los cigarrillos electrónicos dañan su salud? Más información: Juan Wang et al, Oxidación de tiol proteico en el pulmón de rata después de la exposición a cigarrillos electrónicos, Redox Biology (2020). DOI: 10.1016/j.redox.2020.101758 Proporcionado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico. com/news/2021-01-e-cigarettes-stress-lungs-impair-protein.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.