Le sigarette elettroniche (e-cig), definite anche ENDS (Electronic Nicotine Delivery System) quando rilasciano nicotina, rappresentano ormai un prodotto che sta sempre più guadagnando popolarità soprattutto tra i giovani, per la disponibilità di oltre 500 marchi e oltre 7.700 tipi di liquidi aromatizzati immessi sul mercato con vesti e nomi particolarmente accattivanti. Accanto al declino del consumo di sigarette, le e-cig sono state e continuano ad essere pubblicizzate come un’“alternativa più sicura” (1). L’uso di e-cig tra i giovani non fumatori è triplicato nell’ultimo anno. Questo è diventato un serio problema di salute pubblica non solo perché gli adolescenti non fumatori che usano e-cig hanno una probabilità doppia di diventare fumatori di tabacco, ma anche perché alcuni aromi contenuti nei liquidi delle sigarette elettroniche rappresentano un potenziale rischio per la salute degli utilizzatori contrariamente a quanto si riteneva fino a pochi anni fa (2). I liquidi aromatizzati sono generalmente riconosciuti sicuri quando contenuti negli alimenti, secondo il sistema GRAS (Generally Recognized As Safe) elaborato a partire dal 1959 dal FEMA (The Flavor and Extract Manufacturers Association) degli Stati Uniti. Il programma FEMA GRAS, iniziato in quegli anni con una ricognizione all'interno dell’industria degli aromi, ad oggi sta continuando a identificare e quantificare le sostanze impiegate nella manifattura degli stessi grazie a un panel di esperti in tossicologia, chimica organica, biochimica, metabolismo e patologia. Nel presente studio si è concentrata l’attenzione proprio sui liquidi per e-cig senza nicotina essendo gli effetti e i rischi per la salute di quest’ultima già ben noti. I liquidi sono stati categorizzati in base all’aroma caratterizzante e suddivisi in varie classi. Gli aromi dei liquidi delle e-cig sono già noti esser in grado di causare risposte infiammatorie e stress ossidativo nelle cellule polmonari (3). E’ stato studiato in vitro lo stress ossidativo e gli effetti infiammatori sui monociti esposti a liquidi contenenti sostanze chimiche aromatizzanti come il diacetil, cinnamaldeide, pentanedione, acetoina, maltolo, orto-vanillina, e cumarina, analizzando i livelli di Interleukina 8 (IL-8), uno dei maggiori marker pro-infiammatori, prodotto dai macrofagi coinvolti nel reclutamento dei neutrofili in corso di infiammazione, e i livelli di Radicali dell’Ossigeno (ROS) esogeni prodotti dalle sostanze chimiche aromatizzanti. La scelta di questi due elementi è stata motivata dal fatto che essi sono noti biomarker infiammatori dallo stress ossidativo. I liquidi analizzati contenevano da 1 a 40 mg/mL di sostanze chimiche aromatizzanti e le concentrazioni impiegate variavano da 10 a 1.000 μM per adeguare il dato in vitro alla ipotetica variabilità del consumo in vivo dovuto al basso ed alto voltaggio dei device e alle abitudini di vaping. Tra i composti chimici aromatizzanti, a mostrare la maggiore citotossicità sono stati la cinnamaldeide, la O-vanillina, il pentanedione, il mentolo, questo in linea con i risultati di altri studi sulla citotossicità su varie altre linee cellulari come le cellule epiteliali e i fibroblasti (4).
Una miscela in eguale proporzione di 10 liquidi aromatizzati ha prodotto la maggiore citotossicità. Questo suggerisce che l’impiego di una miscela di liquidi, come potrebbe avvenire in occasione di eventi di socializzazione, espone gli utilizzatori di e-cig a maggiori effetti tossici rispetto a coloro che usano un solo aroma. Per quanto riguarda l’analisi dei ROS, eseguita con spettrofotometro, è stato rilevato che la miscela di numerosi liquidi aromatizzati produce gli stessi effetti ossidanti. In definitiva questi dati suggeriscono che l’esposizione acuta ad una combinazione di liquidi aromatizzati è più dannosa dell’esposizione ad un singolo aroma. La presenza di ROS esogeni nei liquidi può potenzialmente causare danno polmonare legato allo stress ossidativo e malattie come l’asma, bronchiectasie, bronchiolite obliterante, BPCO e fibrosi polmonare (5).
La prevalente classe di composti aromatizzanti presenti nei liquidi delle e-cig sono le aldeidi come acetaldeide e formaldeide (es. aroma alla vaniglia). I prevalenti componenti alcoolici sono il maltolo e il mentolo. Altri più comuni prodotti chimici aromatizzanti includono acetoina, diacetil e 2,3 pentanedione. La bronchiolite obliterante è una malattia che può esser data dall’esposizione a sostanze chimiche aromatizzanti presenti nei derivati del burro come il diacetyl, 2, 3-pentanedione. L’aromatizzante chimico al cioccolato (la 2.5-dimertilpirazina) ha mostrato di esser in grado di alterare l’espressione del Cystic Fibrosis Transmembrane Conductance Regulator (CFTR) che può manifestare diversi effetti avversi sui meccanismi immuni come alterazioni della clearance mucociliare, riduzione delle difese epiteliali contro il particolato inalato e i patogeni. I ROS presenti negli aromi possono anche legarsi al DNA e determinare modifica degli istoni. L’esposizione diretta dei monociti ai liquidi aromatizzati fornisce prevalentemente dati tossicologici. I risultati di questo studio, come quelli di altri precedenti condotti con gli stessi propositi, indica comunque che non esistono dubbi sulla necessità di investigare ancora a lungo ed in maniera più approfondita sulle e-cig e i liquidi con aromi che devono essere assolutamente standardizzati e fortemente regolamentati per minimizzare il rischio di malattie respiratorie specie negli adolescenti.

Bibliografia

1. Klager, S, Vallarino J, MacNaughton P, et al. Flavoring chemicals and aldehydes in e-cigarette emissions. Environ Sci Technol 2017;51:10806-13.
2. Gerloff J, Sundar IK, Freter R, et al. Inflammatory response and barrier dysfunction by different e-cigarette flavoring chemicals identified by gas chromatography-mass spectrometry in eliquids and e-vapors on human lung epithelial cells and fibroblasts. Appl In Vitro Toxicol 2017;3,28-40.
3. Lerner CA, Sundar IK, Yao H, et al. Vapors produced by electronic cigarettes and e-juices with flavorings induce toxicity, oxidative stress, and inflammatory response in lung epithelial cells and in mouse lung. PLoS ONE 2015;10:e0116732.
4. Behar RZ, Luo W, Lin SC, et al. Distribution, quantification and toxicity of cinnamaldehyde in electronic cigarette refill fluids and aerosols. Tob Control 2016;25(Suppl.2):ii94–ii102.
5. Clapp PW, Jaspers I. Electronic cigarettes: their constituents and potential links to asthma. Curr Allergy Asthma Rep 2017;17:79.