Inhallation of e-Cigarette Cartridge Solution Aggravates Allergen-induced Airway Inflammation and Hyper-responsiveness in Mice

Abstract

Electronic cigarettes (e-cigarettes) are becoming increasingly popular worldwide and their cellular effects warrant further evaluation. In this study, we investigated the effects of an e-cigarette cartridge solution on allergen related asthmatic airway inflammation (AI) and airway hyperresponsiveness (AHR), when it is delivered by intratracheal route in mice. Asthmatic AI and AHR were induced by systemic sensitization to ovalbumin (OVA) followed by intratracheal, intraperitoneal, and aerosol allergen challenges in BALB/c mice. The cartridge solution of e-cigarette (containing 16 mg/ml nicotine) was diluted 50 times and 100 μl of the diluted solution was intratracheally instilled to OVA-sensitized (OVA-S) mice two times a week for 10 weeks. Long-term e-cigarette inhalation elicited no remarkable changes in the activities of alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), lactate dehydrogenase enzymes in serum, however, increased infiltration of inflammatory cells including eosinophils, into airways from blood, aggravated the asthmatic AI and AHR, and stimulated the production of cytokines such as interleukin (IL)-4, IL-5 and IL-13, and OVA-specific IgE production. Our data suggest that the inhalation of e-cigarette solutions can function as an important factor to exacerbate the allergy-induced asthma symptoms. Further studies are needed to address the effects of e-cigarette solutions on human health.

Acute effects of short term use of e-cigarettes on airways physiology and respiratory symptoms in smokers with and without airways obstructive diseases and in healthy non smokers

“…A simple explanation for the latter is that dysfunction of asthmatic smokers' small airways was less than this of COPD patients. It could also be a sign of increased bronchial hyperactivity since research in animal models has already showed that e-cigarette aggravates allergen-induced airway Inflammation and hyper-responsiveness 13 .…”

“…There is also an increasing number of studies in animal models implicating possible health effects. Namely, exposure to e-cigarette vaping results in immunomodulatory effects that are similar to those observed after exposure to conventional cigarette smoke, impairs pulmonary anti-bacterial and anti-viral defenses 12 , aggravates allergen-induced airway Inflammation and hyper-responsiveness 13 , induces toxicity, and oxidative stress. The aforementioned studies indicate that e-cigarette use might have significant consequences on the human respiratory system.…”

Phagocytosis and Inflammation: Exploring the effects of the components of E-cigarette vapor on macrophages

“…2017). They have also been shown to induce an allergy‐based asthma inflammatory response (Lim and Kim 2014) and increased methacholine response (Larcombe et al. 2017), and increasing susceptibility of mouse lung cells to viral infection (Wu et al.…”

Az elektronikus cigarettáról meglévő ismeretek összefoglalása

“…Klinikai vizsgála-tokban a pára beszívását követő obstruktív hatások (légutak ellenállásának növekedése) megfeleltek a hagyományos cigaretta elszívása után tapasztaltaknak, ezért minden valószínűség szerint a hosszú távú használat során az e-cigaretta ugyanilyen elváltozásokat okozhat a tüdőfunkcióban [3,25]. Egyes vizsgálatok az allergiás asztma súlyosbodását írták le a pára hatására [26], más vizsgálatokban citokinek és gyulladásos mediátorok kiáramlását igazolták a tüdőszövetben [3,27].…”

“…Klinikai vizsgála-tokban a pára beszívását követő obstruktív hatások (légutak ellenállásának növekedése) megfeleltek a hagyományos cigaretta elszívása után tapasztaltaknak, ezért minden valószínűség szerint a hosszú távú használat során az e-cigaretta ugyanilyen elváltozásokat okozhat a tüdőfunkcióban [3,25]. Egyes vizsgálatok az allergiás asztma súlyosbodását írták le a pára hatására [26], más vizsgálatokban citokinek és gyulladásos mediátorok kiáramlását igazolták a tüdőszövetben [3,27].Az eddigi vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy az e-cigaretta használata során a kilélegzett párában jelen lévő részecskék minden, zárt térben tartózkodó személy egészségére ártalmasak [28]. Az aeroszol szállópor-koncentrációja meghaladja az Egészségügyi Világszervezet (WHO) hosszú távon elfogadható iránymutató határér-tékét [14], a szívre és tüdőre gyakorolt káros hatásain keresztül pedig növeli a halálozás kockázatát, valamint hozzájárul a nikotinfüggőség kialakulásához [29].…”