2222
19 Ноября 2021
Авторское право © 2019, Sydne I. DiGiacomo, Mohammad-Ali Jazayeri, Rajat S. Barua, John A. Ambrose (doi.org)
Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)
Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16(1), 96; doi:10.3390/ijerph16010096
Review
Сюдне И. ДиДжакомо, Мохаммад-Али Джазайери, Раджат С. Баруа, Джон А. Амброуз
Аннотация
Окружающий табачный дым (ОТД) и последствия пассивного курения являются одной из ведущих экономических и ме...
Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)
Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16(1), 96; doi:10.3390/ijerph16010096
Review
Сюдне И. ДиДжакомо, Мохаммад-Али Джазайери, Раджат С. Баруа, Джон А. Амброуз
Аннотация
Окружающий табачный дым (ОТД) и последствия пассивного курения являются одной из ведущих экономических и ме...
Авторское право © 2019, Sydne I. DiGiacomo, Mohammad-Ali Jazayeri, Rajat S. Barua, John A. Ambrose (doi.org)
Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)
Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16(1), 96; doi:10.3390/ijerph16010096
Review
Сюдне И. ДиДжакомо, Мохаммад-Али Джазайери, Раджат С. Баруа, Джон А. Амброуз
Аннотация
Окружающий табачный дым (ОТД) и последствия пассивного курения являются одной из ведущих экономических и медицинских проблем как в Соединенных Штатах Америки, так и в остальном мире. В научной литературе тщательно описана взаимосвязь между активным курением и атеросклерозом. Однако отсутствует полноценное понимание механизмов влияния ОТД на патогенез атеросклероза. В настоящей статье приводится определение ОТД и обзор его химических компонентов, рассматривается существующая литература, посвященная воздействию ОТД на атеросклероз и тромбоз в моделях животных и человека, кратко описываются последствия пассивного курения для системы здравоохранения на основании вышеперечисленных данных.
Ключевые слова: окружающий табачный дым, сердечно-сосудистое заболевание, атеросклероз, тромбоз, биология бляшек, сигареты, отказ от курения, здравоохранение.
1. Введение
Окружающий табачный дым (ОТД) остается основной угрозой здоровью в Соединенных Штатах Америки. Несмотря на то что доля активно курящих американцев снизилась за последние годы, ОТД по-прежнему приводит к существенным последствиям с экономической и медицинской точек зрения как в США, так и в других странах. В отчете главного хирурга США за 2014 год указано, что только в 2006 году потери производительности труда в связи с воздействием ОТД и, в частности, пассивным курением (ПК), составили 5,6 млрд долларов США [1]. Авторы настоящей статьи поставили перед собой задачу рассмотреть определение ОТД, провести обзор существующей литературы, посвященной воздействию ОТД на атерогенез и тромбоз в моделях животных и человека, и кратко обсудить последствия пассивного курения для системы здравоохранения.
2. Методы
При проведении данного литературного обзора авторы использовали базу данных PubMed в качестве основной системы для поиска соответствующих исследований по воздействию ОТД на атерогенез и тромбоз в моделях животных и человека. Использовались следующие критерии поиска: окружающий табачный дым, воздействие пассивного курения, табак и атерогенез, табак и тромбоз, биохимические характеристики окружающего табачного дыма. Критерии включения ограничены исследованиями, опубликованными на английском языке и соответствующими теме настоящей работы. Выбранные работы представляли собой клинические и базовые научно-исследовательские публикации, обзорные статьи и финансируемые за счет средств федерального бюджета отчеты, опубликованные национальным агентством здравоохранения США. Описания клинических случаев исключены из рассмотрения для данной статьи. Авторы отобрали 57 исследований, в том числе 40 экспериментальных работ, включая 28 исследований на людях, 11 исследований на животных и одно биохимическое исследование. Остальные исследования представляли собой фундаментальные обзорные статьи, совместные заключения профессиональных сообществ, систематические обзоры и финансируемые за счет средств федерального бюджета отчеты.
3. ОТД: определение и физические/биохимические характеристики
Основа ОТД – дым, выделяемый тлеющим концом сигарет в периоды между затяжками. Его также называют побочным потоком дыма (ППД) и дымом, выделяемым курильщиками. Дым, который вдыхает курильщик, называется основным потоком дыма (ОПД). ОТД состоит из 15% ОПД и 85% ППД. Токсические вещества, такие как аммиак, летучие амины и нитрозамины, продукты распада никотина и ароматические амины наблюдаются в более высоких концентрациях в ППД по сравнению с ОПД. ОТД содержит аэрозольные химические компоненты, существующие в гидрофобной или гидрофильной паровой фазе. Компоненты гидрофильной паровой фазы более активно абсорбируются в верхних дыхательных путях, в то время как гидрофобные компоненты чаще проникают в легкие. Согласно данным Комитета по пассивному курению Национального научно-исследовательского совета США, частицы размером меньше 2,5 мкм называются вдыхаемыми взвешенными частицами (ВВЧ). Они могут проникать вглубь легочной паренхимы. В зависимости от степени разбавления ППД в воздухе концентрация частиц в ОТД может варьировать от нескольких микрограмм до 300–500 мкг на кубический метр. Наиболее полезными для оценки недавнего воздействия ОТД биологическими маркерами являются никотин и его метаболит – котинин. Доказано, что измерение концентрации ВВЧ в окружающей среде представляет собой полезный дополнительный метод оценки воздействия ОТД [2]. В таблице 1 представлены клинически значимые компоненты ОТД и соответствующие биомаркеры воздействия.
Таблица 1. Клинически значимые компоненты ОТД и соответствующие биомаркеры воздействия
4. Физиология атерогенеза и тромбоза
И атерогенез, и тромбоз являются сигнальными событиями, предшествующими закупорке артерий, приводящей к инфаркту миокарда и инсульту. Атерогенез представляет собой процесс развития атеросклероза (образования бляшек на стенках артерий с последующим склерозированием артерий) в стенках артерий. Данный процесс поражает такие части артериальной системы, как коронарные, церебральные, почечные и периферические артерии, а также аорту. Атеросклероз начинается с молекулярных изменений в самом глубоком слое стенки артерии, интиме (внутренней оболочке). Интима выстлана одним слоем эндотелиальных клеток, отделяющим просвет артерии от находящихся под интимой слоев, называемых медиа и адвентиция. Повреждение эндотелия (обусловленное такими состояниями, как гипертензия, диабет, гиперлипидемия, и воздействием токсинов, например, токсинов табачного дыма) и последующее нарушение функции эндотелия приводит к отложению липопротеинов в сосудистой стенке. Окисление липопротеинов сопровождается адгезией моноцитов к очагу повреждения. Миграция моноцитов в находящиеся под интимой слои и последующее «поглощение» липопротеинов приводят к образованию пенистых клеток, в результате чего во внутренней оболочке стенки артерии образуется «липидная полоска». В интиму мигрируют медиаторы воспаления и гладкомышечные клетки, что способствует образованию атеросклеротической бляшки [3]
Тромбоз представляет собой процесс, при котором происходит образование тромба (сгустка крови) и закупорка сосуда, в котором он образовался. Нарушение гемостаза может происходить по нескольким механизмам, включая повреждение эндотелиальных клеток, стаз или турбулентность потока крови и повышенную свертываемость крови. Первичным гемостазом называется процесс, при котором тромбоциты прикрепляются к очагам повреждения эндотелия, после чего происходит их агрегация для образования тромбоцитарной пробки. Данный процесс сопровождается вторичным гемостазом, ведущим к дальнейшему развитию коагуляционного каскада и образованию продуктов перекрестно-связанного фибрина. Разрушение атеросклеротических бляшек, образовавшихся в стенках артерий, способствует выделению тромбогенных веществ и быстрому образованию тромбов, в свою очередь приводящих к увеличению размеров бляшек во внутренней оболочке и гемодинамически значимому сокращению эффективной площади просвета сосуда [3].
5. Эпидемиология
В США проведено 10-летнее проспективное исследование с участием некурящих, проживающих вне дома престарелых женщин (количество = 695) в возрасте от 50 до 79 лет, мужья которых никогда не курили, курили в прошлом или курили на момент проведения исследования. В рамках исследования установлено, что для жен активных или бывших курильщиков характерен более высокий общий и скорректированный по возрасту коэффициент смертности в связи с ишемической болезнью сердца по сравнению с женщинами, мужья которых никогда не курили. После введения поправки на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) установлено, что относительный риск для женщин, находившихся замужем за активными или бывшими курильщиками, составил 14,9 по сравнению с женами никогда не куривших мужчин [4]. Представлены результаты 15-летнего проспективного исследования с участием некурящих японок (количество = 91 540), распределенных на группы по статусу курения их мужей. Стандартизованный коэффициент смертности в связи с ишемической болезнью сердца среди женщин, находившихся замужем за мужчинами, выкуривавшими от 20 сигарет в день (количество = 25 461), составил 1,31 (90% ДИ 1,06–1,63, p = 0,019) по сравнению с некурящими женщинами, мужья которых не курили [5]. В исследовании Multiple Risk Factor Intervention Trial (MRFIT) выявлено, что риск возникновения ССЗ и летального исхода был примерно в два раза выше среди некурящих лиц, подвергавшихся воздействию ОТД [6]. На основании выводов данных исследований и результатов нескольких метаанализов выдвинута следующая гипотеза: несмотря на то что доза сигаретного дыма, поглощаемого пассивными курильщиками, составляет 1% от дыма, поглощаемого активными курильщиками, относительный риск (ОР) возникновения ишемической болезни сердца для пассивных курильщиков (ОР 1,31 по сравнению с лицами, не подвергающимися воздействию дыма, 95% ДИ 1,21–1,41) достигает 40% риска для активных курильщиков (ОР 1,78 по сравнению с некурящими лицами, 95% ДИ 1,31–2,44) [7]. В исследовании Cardiovascular Risk in the Young Finns Study (1980) показан относительный риск образования бляшки в сонной артерии у пациентов, один или оба родителя которых были курильщиками, составил 1,7 (95% ДИ 1,0–2,8, p = 0,04) [8]. После корректировки результатов данного проспективного исследования на содержание липидов в крови детей и взрослых и соответствующие изменения давления крови выявлено, что воздействие ОТД в детском возрасте может не зависеть от других факторов риска возникновения ССЗ и осуществляться через другие механизмы, не имеющие отношения к показателям содержания липидов, давления крови, воспаления или индекса массы тела (ИМТ) [8].
6. ОТД и атеросклероз: клинические и экспериментальные наблюдения
Установлено, что ОТД приводит к проатерогенным изменениям нескольких параметров сердечно-сосудистой системы как в клинических, так и в экспериментальных условиях. На рисунке 1 приведен обзор воздействия ОТД на процессы атеросклероза и тромбоза.
Рисунок 1. Воздействие ОТД на процессы атеросклероза и тромбоза
6.1. Воздействие на функцию эндотелия
Нарушение сосудорасширяющей функции эндотелия является одним из наиболее ранних проявлений атеросклеротических изменений в кровеносных сосудах. Образование и выделение оксида азота (NO) эндотелиальными клетками стимулирует эндотелий-зависимую вазодилатацию (ЭЗВД) [9]. В одном из исследований десять здоровых некурящих участников подвергли воздействию ОТД в течение 30 минут. Установлен пониженный уровень показателя поток-опосредованного расширения (ПОР) в течение одного часа после такого воздействия и его восстановление через 2,5 часа. Однако в течение 24 часов наблюдалось стойкое повышение уровней концентрации микрочастиц эндотелия и фактора роста эндотелия сосудов, что свидетельствует о нарушении функции эндотелия [10]. Аналогично этому выявлено, что резерв скорости коронарного кровотока (отношение скорости гиперемического кровотока и скорости базального коронарного кровотока, определенное с помощью результатов ультразвукового доплеровского исследования), являющийся суррогатным маркером ОТД, оказался значительно ниже у некурящих японцев, подвергшихся воздействию ОТД (4,4 ± 0,91 до пассивного курения против 3,4 ± 0,73 после пассивного курения, p < 0,001) [11]. Лица, подвергшиеся воздействию ОТД, и активные курильщики характеризуются сопоставимым объемом нарушения ЭЗВД [11, 12].
В другом проспективном исследовании проведено сравнение эндотелиальных клеток и показателей поток-опосредованного расширения с помощью прямого забора эндотелиальных клеток у здоровых молодых лиц, разделенных на три группы: активные курильщики, пассивные курильщики и некурящие представители контрольной группы [13]. Авторы установили, что воздействие ОТД приводило к снижению концентрации эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS) (уменьшение экспрессии на 37%, p = 0,04) и концентрации активированной, фосфорилированной eNOS (уменьшение экспрессии на 65%, p = 0,02) по сравнению с некурящими представителями контрольной группы аналогичного возраста [13].
Схожие результаты наблюдались и в двух моделях животных. В одном исследовании у кроликов с повышенным уровнем холестерина в крови наблюдалось нарушение ЭЗВД в аортальных кольцах после воздействия ОТД. Данное изменение было обратимым и купировалось введением L-аргинина, предшественника NO [14]. У крыс, потреблявших корм с повышенным содержанием холестерина, воздействие ОТД приводило к значительному падению показателей эндотелий-зависимой вазодилатации по сравнению с контрольной группой, потреблявшей только корм с повышенным содержанием холестерина. И потребление корма с повышенным содержанием холестерина, и воздействие ОТД приводили к атерогенезу [15].
Помимо функциональных изменений ОТД может непосредственно нарушать жизнеспособность эндотелиальных клеток. Установлено, что ОТД может приводить к прямому повреждению эндотелиальных клеток. В одном из исследований воздействие ПК в течение 20 минут приводило к увеличению уровня циркулирующих в крови оболочек эндотелиальных клеток [16]. В эндотелиальных клетках крыс, подверженных воздействию ОТД в течение шести недель (шесть часов в сутки, пять дней в неделю), обнаружены аномальные цитоплазматические вакуоли и дефектные пучки микротрубочек, а также разрывы в контактных комплексах между соседними клетками [17]. Такие повреждения эндотелиальных клеток приводят к повышению сосудистой проницаемости и способствуют возникновению атеросклероза [7]. Авторы недавно проведенного исследования Heiss et al. установили, что кратковременное воздействие ОТД в концентрациях, соответствующих реальным условиям, приводит к стойкому повреждению сосудов, характеризующемуся мобилизацией и пролиферацией дисфункциональных эндотелиальных клеток-предшественников (ЭКП) [10].
6.2. Воздействие на артериальную жесткость
Помимо нарушения ЭЗВД в артериях, ОТД также способствует повышению артериальной жесткости. Результаты одного исследования свидетельствуют о том, что здоровые мужчины, подвергшиеся воздействию ОТД от 15 сигарет в невентилируемой комнате в течение одного часа, характеризовались значительным повышением индекса аугментации, который является маркером артериальной жесткости (p < 0,001). 50% увеличения произошло в течение 15 минут, по прошествии 30 минут показатель стабилизировался. Данное изменение связано с повышением систолического давления крови как в плечевых артериях, так и в аорте [18]. При проведении поперечного эпидемиологического исследования с участием взрослых пациентов установлено, что лица с индексом массы тела (ИМТ) ≥ 27,1 кг/м2 и толщиной интимы-медиа (ТИМ) ≥ 0,707 мм, постоянно подвергавшиеся воздействию ОТД дома, на работе и в других местах, характеризовались значительным повышением индекса жесткости сонных артерий, выраженным в виде функции от количества часов воздействия ОТД за сутки (линейная тенденция = 0,04 и для ИМТ, и для ТИМ, p = 0,001 для ИМТ, p = 0,003 для ТИМ) [19].
6.3. Воспаление
Продолжительная воспалительная реакция является ключевым компонентом возникновения и развития атеросклероза. И у взрослых, и у детей воздействие ОТД связано с повышением уровня маркеров воспаления. У мальчиков, подвергающихся воздействию дыма минимум 11 сигарет в сутки, наблюдается значительное повышение концентрации белков острой фазы воспаления, таких как комплемент 3c, гаптоглобин и альфа-1 кислый гликопротеин [20]. У взрослых некурящих лиц, подверженных воздействию ОТД в течение трех часов, наблюдается повышение количества лейкоцитов (p < 0,005), высвобождение активных окислителей из стимулируемых нейтрофилов (p < 0,005) и хемотаксис (p < 0,001) [21]. Мужчины и женщины, подверженные воздействию ОТД в течение минимум трех дней в неделю, характеризуются повышением уровней концентрации С-реактивного белка (СРБ) (p = 0,03), гомоцистеина (p = 0,002), окисленного холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (p = 0,03) и количества лейкоцитов (p = 0,02) после поправки на потенциальные искажающие результаты факторы по сравнению с лицами, не подверженными воздействию ОТД [22]. Авторы исследования Adams et al. установили, что эндотелиальные клетки вен, полученные от пациентов, подвергшихся воздействию ОТД (т. е. от пассивных курильщиков), характеризовались повышенной активностью ядерного фактора kB (NF-kB) по сравнению с не подверженными воздействию ОТД представителями контрольной группы (p = 0,007). В то же время установлены сопоставимые уровни о концентрации NF-kB у пассивных и активных курильщиков (p = 0,47) [13]. В дополнительном исследовании Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) приняло участие более 5000 некурящих взрослых лиц, подверженных воздействию ОТД, из числа этнически разнообразных участников проспективного исследования. Воздействие ОТД определено на основании предоставленных участниками сведений и по результатам анализа концентрации котинина в моче. После введения поправки на все потенциальные искажающие результаты факторы выявлено, что воздействие ОТД в течение ≥ 12 часов в неделю приводит к повышению уровня такого маркера воспаления, как высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ) (соотношение среднегеометрических величин, 1,13; 95% ДИ 1,02–1,26) [23].
В моделях мышей воздействие ОТД приводит к повышению продукции провоспалительных цитокинов. Авторы исследования Zhang et al. установили, что воздействие ППД в течение 120 минут в сутки оказалось достаточным для повышения уровня концентрации интерлейкина-1b (ИЛ-1B) (p < 0,05), интерлейкина-6 (ИЛ-6) (p < 0,05) и фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-α) (p < 0,05) в циркулирующей крови по сравнению с показателями не подвергавшихся воздействию контрольных субъектов и субъектов, подверженных воздействию ППД в течение 60 минут [24]. Результаты исследований по воздействию ОТД на атеросклероз в моделях мышей также свидетельствуют о вовлечении иммунных реакций. Авторы исследования Yuan et al. наблюдали повышение уровня интерлейкина-12 (ИЛ-12) и последующую экспрессию ФНО-α после воздействия ОТД. Они также установили стимуляцию ОТД к секреции моноцитарного хемоатрактантного белка-1 (МХБ-1), принимающего участие в процессе хемотаксиса и миграции моноцитов в стенку артерии с последующим образованием предшественников атеросклеротической бляшки [25].
6.4. Изменения в липидном спектре
ОТД может стимулировать возникновение атеросклероза, в частности, посредством воздействия на липидный спектр. Авторы исследования Valkonen et al. установили, что кратковременное воздействие ОТД (30 минут) от 16 сигарет приводит к ускорению процессов свободнорадикального окисления липидов и модификации ЛПНП. В то же время воздействие ОТД связано с повышением накопления холестерина ЛПНП в макрофагах человека. Авторы доказали, что воздействие ОТД приводит к снижению антиоксидантной защиты сыворотки крови (33%-ное снижение уровня концентрации аскорбиновой кислоты в сыворотке крови, p < 0,001) и одновременному 19%-му снижению степени сопротивляемости ЛПНП медь-опосредованному окислению (p < 0,01) [26].
Проведено исследование по оценке развития поражения аорты и отложения холестерина в сосудах мышей с недостаточностью аполипопротеина Е (апоЕ), подвергшихся воздействию ППД от сигарет. В качестве контрольной группы использованы мыши, получавшие фильтрованный воздух окружающей среды. Мыши экспериментальных групп подвергались воздействию ППД в контейнерах, охватывающих все тело, в течение шести часов в сутки на протяжении пяти дней в неделю и, в целом, семи, 10 и 14 недель, соответственно. Исследователи регистрировали увеличение количества макроскопически определяемых поражений интимы аорты у мышей, подвергаемых воздействию ППД, на протяжении всех интервалов времени. Зафиксировано повышение уровня холестерина в тканях аорты мышей, подвергаемых воздействию ППД (на недели 14: 33 ± 11% покрытой поражениями площади интимы у мышей, подвергаемых воздействию ППД, по сравнению с 10 ± 8% в контрольной группе, p < 0,001) [27].
Установлено, что воздействие ОТД связано со снижением уровня концентрации липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), обеспечивающих атеропротективный эффект. У взрослых лиц снижение уровня ЛПВП на 1 мг/дл приводит к повышению риска развития ишемической болезни сердца на 2–3%. Женщины, подверженные воздействию ОТД в течение по крайней мере шести часов в сутки четыре дня в неделю на протяжении шести месяцев подряд, характеризовались значительным снижением уровня концентрации Х-ЛПВП, субфракции ЛПВП2 и алипопротеина А1 по сравнению с некурящими участниками исследования (p < 0,05) [28]. Не выявлено значительных различий между показателями субъектов, подверженных воздействию ОТД, и показателями активных курильщиков. В рамках другой работы те же исследователи в течение шести часов подвергали 12 мужчин воздействию ОТД в концентрациях, близких к концентрации ОТД в барах. Доказано, что концентрация ЛПВП после 8, 16 и 24 часов воздействия была значительно ниже по сравнению с исходным уровнем во всех трех временных точках (снижение на 18%, 14% и 13%, соответственно) [7,29]. Аналогичным образом выявлено, что средняя концентрация ЛПВП в сыворотке крови детей, подверженных воздействию ОТД дома, оказалась значительно ниже по сравнению с показателями детей, не подверженных воздействию ОТД (38,7 ± 1,2 против 43,6 ± 1,2 мг/дл, p = 0,005). Данная взаимосвязь осталась значимой и по результатам многомерного регрессионного анализа. Уровни концентрации ЛПНП и триглицеридов в двух группах различались незначительно [30].
6.5. ОТД и прогрессирование атеросклероза
Воздействие ОТД связано с ускорением прогрессирования атеросклероза. При проведении популяционного группового исследования у участием взрослых лиц среднего возраста установлено, что ОТД при среднем времени воздействия на уровне 10 часов в неделю в течение трех лет приводит к 20%-му увеличению скорости прогрессирования атеросклероза (оценивалось по изменению относительно прошлого измерения толщины интимы-медиа общей сонной артерии) по сравнению с показателями некурящих лиц, не подвергавшихся воздействию ОТД [31]. Результаты ретроспективного исследования с участием пациентов, проходящих коронарную артериографию, показывают, что у китаянок, никогда не куривших сигареты, воздействие ОТД в значительной мере связано со степенью тяжести ишемической болезни сердца и после введения поправок на другие важные факторы риска [32]. Такие данные свидетельствуют об увеличении количества стенозированных артерий с ростом объема воздействия ОТД от мужа [32]. Аналогичные результаты получены при проведении исследований на моделях животных. Мыши с недостаточностью аполипопротеина Е (апоЕ−/−), подверженные воздействию ОТД от двух сигарет в течение 15 мину в сутки на протяжении 21 или 42 дней, характеризовались увеличением размеров атеросклеротических поражений на 76% и 156%, соответственно, по сравнению с мышами, не подверженными такому воздействию [33]. В кроличьей модели атеросклероза человека воздействие ОТД на протяжении 10 недели приводило к значительно более выраженному атеросклеротическому поражению аорты и легочной артерии [34].
ОТД также может способствовать прогрессированию атеросклероза посредством воздействия на матриксные металлопротеиназы (ММП). ММП отвечают за подавление процесса фиброзного утолщения бляшек и способствуют дестабилизации и разрыву атеросклеротических бляшек, что приводит к образованию тромба. Действительно, подкожные вены, выделенные из организма женщин, которые подверглись воздействию ОТД, характеризовались значительно более высокими уровнями экспрессии генов ММП-2 и ММП-9 (p < 0,05). В последующих исследованиях установлено, что повышение уровня экспрессии генов ММП связано со снижением проходимости подкожных вен [35]. Никотин в концентрациях, близких к характерному для воздействия ОТД уровню, приводит к активации коллагеназы 1 типа – матриксной металлопротеиназы, встречающейся в гладкомышечных клетках артерий организма человека [7].
7. ОТД и тромбоз: клинические и экспериментальные наблюдения
ОТД также может способствовать прогрессированию атеросклероза путем стимуляции процесса тромбоза.
7.1. ОТД и функция тромбоцитов
Активация тромбоцитов и процесс тромбообразования в местах разрыва атеросклеротических бляшек играют ключевую роль в патофизиологии острых коронарных синдромов. При проведении одного из исследований установлено, что воздействие ОТД в течение 20 минут приводит к более выраженной активации тромбоцитов у здоровых некурящих мужчин до уровня, наблюдаемого после активного выкуривания одной-двух сигарет [36]. Кроме того, у субъектов, подверженных воздействию ОТД, наблюдается повышение уровня концентрации тромбоксана, еще одного маркера активации тромбоцитов. В некоторых случаях концентрация тромбоксана увеличивается до уровней, наблюдаемых у активных курильщиков [37]. Преобладание подобных данных позволяет вынести предположение о наличии нелинейной взаимосвязи между ОТД и тромбообразованием [38]. Примечательно, что при проведении исследования с участием десяти здоровых некурящих мужчин, подвергавшихся воздействию ОТД в течение 20 минут, установлено, что ОТД оказывал влияние на количество эндотелиальных клеток (средние значения: 2,8 ± 0,9 до воздействия и 3,7 + 1,1 после воздействия, разность средних 0,9, 95% ДИ: 0 −1,8) и показателей агрегации тромбоцитов (средние значения: 0,87 ± 0,06 до воздействия и 0,78 ± 0,07 после воздействия пассивного курения, разность средних 0,09, 95% ДИ: 0,03–0,15). Аналогичные показатели наблюдались у активных курильщиков [36].
7.2. ОТД и коагуляционный каскад
Фибриноген является хорошо известным белком острой фазы воспаления и фактором риска возникновения тромбоза. Установлено, что воздействие ОТД приводит к увеличению уровня концентрации фибриногена. Японцы, подверженные воздействию ОТД, характеризовались более высоким средним уровнем фибриногена после корректировки на ковариаты по сравнению с некурящими лицами, не подверженными воздействию ОТД. Степень повышения уровня фибриногена у лиц, подверженных воздействию ОТД, достигала 62% от разницы между показателем активных курильщиков и показателем некурящих лиц, не подверженных воздействию ОТД [39]. Аналогичным образом выявлено, что подростки, живущие с активным курильщиком, характеризуются более высоким уровнем фибриногена по сравнению с подростками, в семье которых нет курильщиков [40]. Помимо фибриногена, по сравнению с некурящими лицами курильщики характеризуются повышенными уровнями концентрации факторов коагуляции, таких как тромбин и тканевой фактор, в плазме крови [41].
7.3. Воздействие на частоту сердечных сокращений и вариабельность частоты сердечных сокращений
Снижение вариабельности частоты сердечных сокращений ассоциируется с повышенным риском возникновения желудочковой тахиаритмии у пациентов, перенесших инфаркт миокарда (ИМ), и пациентов с хронической сердечной недостаточностью (СН) [42]. Согласно результатам исследования, проведенного в помещении для курения аэропорта, воздействие ОТД в течение двух часов приводит к 12%-му снижению вариабельности частоты сердечных сокращений [43]. Спустя два часа после того, как субъекты покинули помещение для курения, показатель вариабельности частоты сердечных сокращений вернулся к исходному уровню. Результаты исследования свидетельствуют о том, что ОТД может повышать риск возникновения летальной тахиаритмии у уязвимых лиц. Сообщалось, что данное воздействие ОТД на вариабельность частоты сердечных сокращений может быть опосредовано мелкодисперсными частицами ОТД [7, 43].
В таблице 2 приведены исследования, посвященные мгновенному воздействию ОТД на клинические характеристики здоровых субъектов.
Таблица 2. Мгновенное воздействие ОТД на клинические характеристики здоровых субъектов
7.4. ОТД и симптомы стенокардии
Ранее уже сообщалось о воздействии ОТД на пациентов с хронической стабильной стенокардией. В одном исследовании установлено, что лица, подвергшиеся воздействию низких доз монооксида углерода, испытывали стенокардическую боль в том случае, если уровень карбоксигемоглобина в сыворотке крови составлял 2–4% [3]. Данные результаты свидетельствуют о возможной связи нижнего порога возникновения стенокардии у пациентов, подверженных воздействию ОТД, со снижением способности переносить кислород в связи с повышением аффинности гемоглобина к CO, предполагаемой вазоконстрикцией и повышением индекса произведения частоты сердечных сокращений и давления [44].
7.5. ОТД и размер инфаркта
Установлено, что в экспериментальных условиях ОТД влияет на размер участка инфаркта миокарда. При проведении исследования с участием крыс, подвергшихся воздействию ОТД в течение шести часов в сутки, пять дней в неделю на протяжении шести недель, выявлено, что в группе ОТД размер участка инфаркта был в два раза больше по сравнению с показателями не подверженной воздействию ОТД группы после индукции инфаркта [44]. Аналогичным образом, воздействие ОТД в неонатальный период и до подросткового возраста приводит к значительному увеличению размеров участка инфаркта в экспериментальных условиях, особенно у крыс женского пола [44].
8. Факторы и механизмы, ответственные за сердечно-сосудистые патологии, вызванные воздействием ОТД
В сигаретном дыме присутствует более 4000 химических соединений. Обнаружено, что полициклические ароматические углеводороды ускоряют процесс развития атеросклероза посредством стимуляции образования воспалительных цитокинов и способствуют образованию пенистых клеток. Данных, подтверждающих влияние монооксида углерода на процессы атеросклероза или тромбообразования, получено не было.
Несмотря на то что никотин вызывает привыкание к табачному дыму, данные о его роли с точки зрения доступности NO и воздействия ОТД являются противоречивыми. Считается, что никотин оказывает незначительное воздействие на тромбогемостатические факторы коагуляционного каскада [9]. Аналогичным образом, никотин не является основным фактором, обуславливающим воздействие ОТД на увеличение масштаба атеросклеротических поражений, так как подобные эффекты наблюдались и при воздействии ОТД от не содержащих никотин сигарет. Результаты свидетельствуют о том, что стимулирующее воздействие ОТД на атеросклероз обусловлено другими факторами, а не никотином [50].
Существенная роль опосредованного свободными радикалами окислительного стресса была освещена в исследовании с участием активных и в настоящее время пассивных курильщиков. Известно, что летучие соединения в побочном потоке дыма, в частности, полициклические ароматические углеводороды, приводят к нарушению функции эндотелия посредством подавления синтеза и снижения биодоступности NO. Считается, что свободные радикалы выделяются из (1) газовой или смоляной фазы сигаретного дыма; (2) циркулирующих или активируемых в организме макрофагов и нейтрофилов; (3) эндогенных источников активных форм кислорода, таких как несвязанные eNOS, ксантиноксидаза и митохондриальная цепь переноса электронов [9].
9. Последствия сердечно-сосудистых заболеваний, обусловленных воздействием ОТД, для системы здравоохранения
Окружающий табачный дым негативно влияет как на детей, так и на взрослых и является основным экономическим бременем для системы здравоохранения США. У детей, подтвержденных воздействию окружающего табачного дыма, часто развиваются заболевания легких и инфекции верхних дыхательных путей, они характеризуются повышенным риском возникновения реактивные заболеваний дыхательных путей, таких как астма и бронхит. Результаты исследований также свидетельствуют о наличии связи между воздействием ОТД в домашних условиях и развитием инфекций среднего уха или синдромом внезапной детской смерти [51]. С точки зрения сердечно-сосудистой системы считается, что только в США с воздействием ОТД связано примерно 62 000 летальных случаев по причине ишемической болезни сердца в год [16]. Появление литературных данных о показателях заболеваемости и смертности, связанных с воздействием ОТД, привело к разработке программ здравоохранения, цель которых - снижение такого воздействия. В 1988 году введен первый запрет на курение с ограничением потребления до двух часов. Со временем государственные и федеральные законы, ограничивающие воздействие ОТД, привели к изменениям в привычках к курению. При проведении систематического анализа в Австралии, Германии, США и Канаде в рабочих помещениях с полным запретом на курение наблюдалось снижение общего уровня распространенности курения: количество сигарет, выкуриваемых за день активными курильщиками, снизилось на 3,8% (95% доверительный интервал: от 2,8% до 4,7%) и 3,1 (от 2,4 до 3,8) [52]. Широкомасштабные политические перемены и культурный сдвиг в восприятии табака являются необходимыми факторами для достижения значимого сокращения обусловленных воздействием ОТД показателей заболеваемости и смертности.
10. Перспективные области для изучения ОТД
Третичным дымом (ТД) называют остаточный табак на внутренних поверхностях и повторное выделение газов и частиц из загрязненных поверхностных материалов после завершения активной фазы курения [53]. Данные газы и частицы проникают в различные материалы, например, стены, мебель, игрушки и другие домашние предметы. Важным является то, что такие остаточные вещества могут вступать в реакции и повторно выделяться в окружающую среду спустя значительный период времени после завершения активной фазы курения [53]. Недавно опубликованные материалы экспериментов, ранее проведенных компанией Philip Morris Inc., свидетельствуют о присутствии высоких концентраций никотина и 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанона (ННК) спустя 100 дней после завершения выделения сигаретного дыма в контролируемых условиях [54]. Примечательно, что концентрация ННК, определенная на момент завершения исследования, составила 170% от изначально определенного показателя. При проведении другого исследования установлено, что никотин из ТД может вступать в реакцию с широко распространенными загрязнителями воздуха в помещении и образовывать табако-специфические нитрозамины [55]. В настоящее время изучение потенциальных биологических и медицинских эффектов ТД только начинается, и такие сведение недавно стали появляться в научной литературе. Результаты лабораторных анализов и исследований на моделях животных свидетельствуют о влиянии ТД на повреждение ДНК, изменениях в процессе заживления ран, стимуляции образования воспалительных цитокинов и о подавлении активности противовоспалительных цитокинов [56]. У мышей, подверженных воздействию ТД, наблюдается повышенный уровень агрегации тромбоцитов и повышенный секреторный ответ, а также повышенный уровень активации гликопротеина интегрина IIb/IIIa [57]. Воздействие ТД у мышей приводит к увеличению уровней концентрации триглицеридов и ЛПНП в циркулирующей крови и значительному снижению уровня концентрации ЛПВП [56]. Со временем все эти эффекты могут негативно сказаться на состоянии сердечно-сосудистой системы. Для получения полноценного представления о воздействии ТД на сердечно-сосудистую систему необходимо провести дополнительные исследования.
За последнее десятилетие стали популярны электронные сигареты, также известные как электронные системы доставки никотина (ЭСДН). Они отличаются от обычных сигарет и других сгораемых табачных продуктов отсутствием дыма вследствие сжигания табака. В них используется особое решение (жидкость для электронных сигарет), обычно содержащее никотин, пропиленгликоль или растительный глицерин, и ароматизирующие вещества для образования аэрозоля, впоследствии вдыхаемого потребителем [58]. Производимый электронными сигаретами аэрозоль содержит меньшее количество химических соединений по сравнению с дымом от обычных сигарет [58]. Установлено, что выдыхаемый пар электронных сигарет содержит никотин, глицерин, пропиленгликоль, формальдегид, ацетальдегид, полициклические ароматические углеводороды, металлы и ультрамелкие твердые частицы [59]. В зависимости от типа устройства для электронных сигарет концентрация никеля, серебра и формальдегида в паре от электронных сигарет может быть выше по сравнению с показателями пассивного курения обычных сигарет [59]. Объем научных доказательств воздействия химических веществ из электронных сигарет на состояние здоровья непотребителей весьма ограничен. Однако длительное воздействие никотина, формальдегида, тяжелых металлов и ультрамелких твердых частиц приводит к нежелательным последствиям для сердечно-сосудистой системы [60]. Несмотря на то что для прояснения данного вопроса необходимы дальнейшие исследования, существующие в настоящее время данные о пассивном воздействии пара электронных сигарет свидетельствуют о его потенциально опасном влиянии на сердечно-сосудистую систему.
11. Выводы
Все приведенные выше данные свидетельствуют о том, что воздействие ОТД стимулирует процессы атеросклероза и тромбоза в связи нарушением функции эндотелия, развитием воспаления, стимуляцией адгезии тромбоцитов и нестабильностью бляшек. Токсические компоненты побочного потока дыма (основной составляющей ОТД) обуславливают высокие показатели заболеваемости и смертности по причине сердечно-сосудистых заболеваний в связи с образованием проатерогенных факторов. Механизмы, участвующие в данном процессе, являются весьма сложными. Они оказывают влияние в основном на эндотелий и несколько молекул / клеток крови, принимающих участие в процессах коагуляции, что приводит к развитию относительного гиперкоагуляционного состояния. Согласно отчету главного хирурга США за 2014 год, воздействие ОТД может быть связано с примерно 33 000 летальных исходов в год [1]. Конечной целью на общественном уровне должно стать сведение воздействия ОТД к нулю. Законодательные меры привели к определенным достижениям в данной области, благодаря чему введены правила о полном запрете курения на рабочих местах и в общественных пространствах. Вовлеченные лица и группы могут способствовать внедрению таких мер на местном уровне, преследуя конечную цель полного устранения воздействия табака во всех возможных формах.
Список использованной литературы
Перевод на русский язык научной статьи осуществлен в соответствии с условиями открытой лицензии Creative Commons Attributions (CC BY) (Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0)
Int. J. Environ. Res. Public Health 2019, 16(1), 96; doi:10.3390/ijerph16010096
Review
Сюдне И. ДиДжакомо, Мохаммад-Али Джазайери, Раджат С. Баруа, Джон А. Амброуз
Аннотация
Окружающий табачный дым (ОТД) и последствия пассивного курения являются одной из ведущих экономических и медицинских проблем как в Соединенных Штатах Америки, так и в остальном мире. В научной литературе тщательно описана взаимосвязь между активным курением и атеросклерозом. Однако отсутствует полноценное понимание механизмов влияния ОТД на патогенез атеросклероза. В настоящей статье приводится определение ОТД и обзор его химических компонентов, рассматривается существующая литература, посвященная воздействию ОТД на атеросклероз и тромбоз в моделях животных и человека, кратко описываются последствия пассивного курения для системы здравоохранения на основании вышеперечисленных данных.
Ключевые слова: окружающий табачный дым, сердечно-сосудистое заболевание, атеросклероз, тромбоз, биология бляшек, сигареты, отказ от курения, здравоохранение.
1. Введение
Окружающий табачный дым (ОТД) остается основной угрозой здоровью в Соединенных Штатах Америки. Несмотря на то что доля активно курящих американцев снизилась за последние годы, ОТД по-прежнему приводит к существенным последствиям с экономической и медицинской точек зрения как в США, так и в других странах. В отчете главного хирурга США за 2014 год указано, что только в 2006 году потери производительности труда в связи с воздействием ОТД и, в частности, пассивным курением (ПК), составили 5,6 млрд долларов США [1]. Авторы настоящей статьи поставили перед собой задачу рассмотреть определение ОТД, провести обзор существующей литературы, посвященной воздействию ОТД на атерогенез и тромбоз в моделях животных и человека, и кратко обсудить последствия пассивного курения для системы здравоохранения.
2. Методы
При проведении данного литературного обзора авторы использовали базу данных PubMed в качестве основной системы для поиска соответствующих исследований по воздействию ОТД на атерогенез и тромбоз в моделях животных и человека. Использовались следующие критерии поиска: окружающий табачный дым, воздействие пассивного курения, табак и атерогенез, табак и тромбоз, биохимические характеристики окружающего табачного дыма. Критерии включения ограничены исследованиями, опубликованными на английском языке и соответствующими теме настоящей работы. Выбранные работы представляли собой клинические и базовые научно-исследовательские публикации, обзорные статьи и финансируемые за счет средств федерального бюджета отчеты, опубликованные национальным агентством здравоохранения США. Описания клинических случаев исключены из рассмотрения для данной статьи. Авторы отобрали 57 исследований, в том числе 40 экспериментальных работ, включая 28 исследований на людях, 11 исследований на животных и одно биохимическое исследование. Остальные исследования представляли собой фундаментальные обзорные статьи, совместные заключения профессиональных сообществ, систематические обзоры и финансируемые за счет средств федерального бюджета отчеты.
3. ОТД: определение и физические/биохимические характеристики
Основа ОТД – дым, выделяемый тлеющим концом сигарет в периоды между затяжками. Его также называют побочным потоком дыма (ППД) и дымом, выделяемым курильщиками. Дым, который вдыхает курильщик, называется основным потоком дыма (ОПД). ОТД состоит из 15% ОПД и 85% ППД. Токсические вещества, такие как аммиак, летучие амины и нитрозамины, продукты распада никотина и ароматические амины наблюдаются в более высоких концентрациях в ППД по сравнению с ОПД. ОТД содержит аэрозольные химические компоненты, существующие в гидрофобной или гидрофильной паровой фазе. Компоненты гидрофильной паровой фазы более активно абсорбируются в верхних дыхательных путях, в то время как гидрофобные компоненты чаще проникают в легкие. Согласно данным Комитета по пассивному курению Национального научно-исследовательского совета США, частицы размером меньше 2,5 мкм называются вдыхаемыми взвешенными частицами (ВВЧ). Они могут проникать вглубь легочной паренхимы. В зависимости от степени разбавления ППД в воздухе концентрация частиц в ОТД может варьировать от нескольких микрограмм до 300–500 мкг на кубический метр. Наиболее полезными для оценки недавнего воздействия ОТД биологическими маркерами являются никотин и его метаболит – котинин. Доказано, что измерение концентрации ВВЧ в окружающей среде представляет собой полезный дополнительный метод оценки воздействия ОТД [2]. В таблице 1 представлены клинически значимые компоненты ОТД и соответствующие биомаркеры воздействия.
Таблица 1. Клинически значимые компоненты ОТД и соответствующие биомаркеры воздействия
4. Физиология атерогенеза и тромбоза
И атерогенез, и тромбоз являются сигнальными событиями, предшествующими закупорке артерий, приводящей к инфаркту миокарда и инсульту. Атерогенез представляет собой процесс развития атеросклероза (образования бляшек на стенках артерий с последующим склерозированием артерий) в стенках артерий. Данный процесс поражает такие части артериальной системы, как коронарные, церебральные, почечные и периферические артерии, а также аорту. Атеросклероз начинается с молекулярных изменений в самом глубоком слое стенки артерии, интиме (внутренней оболочке). Интима выстлана одним слоем эндотелиальных клеток, отделяющим просвет артерии от находящихся под интимой слоев, называемых медиа и адвентиция. Повреждение эндотелия (обусловленное такими состояниями, как гипертензия, диабет, гиперлипидемия, и воздействием токсинов, например, токсинов табачного дыма) и последующее нарушение функции эндотелия приводит к отложению липопротеинов в сосудистой стенке. Окисление липопротеинов сопровождается адгезией моноцитов к очагу повреждения. Миграция моноцитов в находящиеся под интимой слои и последующее «поглощение» липопротеинов приводят к образованию пенистых клеток, в результате чего во внутренней оболочке стенки артерии образуется «липидная полоска». В интиму мигрируют медиаторы воспаления и гладкомышечные клетки, что способствует образованию атеросклеротической бляшки [3]
Тромбоз представляет собой процесс, при котором происходит образование тромба (сгустка крови) и закупорка сосуда, в котором он образовался. Нарушение гемостаза может происходить по нескольким механизмам, включая повреждение эндотелиальных клеток, стаз или турбулентность потока крови и повышенную свертываемость крови. Первичным гемостазом называется процесс, при котором тромбоциты прикрепляются к очагам повреждения эндотелия, после чего происходит их агрегация для образования тромбоцитарной пробки. Данный процесс сопровождается вторичным гемостазом, ведущим к дальнейшему развитию коагуляционного каскада и образованию продуктов перекрестно-связанного фибрина. Разрушение атеросклеротических бляшек, образовавшихся в стенках артерий, способствует выделению тромбогенных веществ и быстрому образованию тромбов, в свою очередь приводящих к увеличению размеров бляшек во внутренней оболочке и гемодинамически значимому сокращению эффективной площади просвета сосуда [3].
5. Эпидемиология
В США проведено 10-летнее проспективное исследование с участием некурящих, проживающих вне дома престарелых женщин (количество = 695) в возрасте от 50 до 79 лет, мужья которых никогда не курили, курили в прошлом или курили на момент проведения исследования. В рамках исследования установлено, что для жен активных или бывших курильщиков характерен более высокий общий и скорректированный по возрасту коэффициент смертности в связи с ишемической болезнью сердца по сравнению с женщинами, мужья которых никогда не курили. После введения поправки на факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) установлено, что относительный риск для женщин, находившихся замужем за активными или бывшими курильщиками, составил 14,9 по сравнению с женами никогда не куривших мужчин [4]. Представлены результаты 15-летнего проспективного исследования с участием некурящих японок (количество = 91 540), распределенных на группы по статусу курения их мужей. Стандартизованный коэффициент смертности в связи с ишемической болезнью сердца среди женщин, находившихся замужем за мужчинами, выкуривавшими от 20 сигарет в день (количество = 25 461), составил 1,31 (90% ДИ 1,06–1,63, p = 0,019) по сравнению с некурящими женщинами, мужья которых не курили [5]. В исследовании Multiple Risk Factor Intervention Trial (MRFIT) выявлено, что риск возникновения ССЗ и летального исхода был примерно в два раза выше среди некурящих лиц, подвергавшихся воздействию ОТД [6]. На основании выводов данных исследований и результатов нескольких метаанализов выдвинута следующая гипотеза: несмотря на то что доза сигаретного дыма, поглощаемого пассивными курильщиками, составляет 1% от дыма, поглощаемого активными курильщиками, относительный риск (ОР) возникновения ишемической болезни сердца для пассивных курильщиков (ОР 1,31 по сравнению с лицами, не подвергающимися воздействию дыма, 95% ДИ 1,21–1,41) достигает 40% риска для активных курильщиков (ОР 1,78 по сравнению с некурящими лицами, 95% ДИ 1,31–2,44) [7]. В исследовании Cardiovascular Risk in the Young Finns Study (1980) показан относительный риск образования бляшки в сонной артерии у пациентов, один или оба родителя которых были курильщиками, составил 1,7 (95% ДИ 1,0–2,8, p = 0,04) [8]. После корректировки результатов данного проспективного исследования на содержание липидов в крови детей и взрослых и соответствующие изменения давления крови выявлено, что воздействие ОТД в детском возрасте может не зависеть от других факторов риска возникновения ССЗ и осуществляться через другие механизмы, не имеющие отношения к показателям содержания липидов, давления крови, воспаления или индекса массы тела (ИМТ) [8].
6. ОТД и атеросклероз: клинические и экспериментальные наблюдения
Установлено, что ОТД приводит к проатерогенным изменениям нескольких параметров сердечно-сосудистой системы как в клинических, так и в экспериментальных условиях. На рисунке 1 приведен обзор воздействия ОТД на процессы атеросклероза и тромбоза.
Рисунок 1. Воздействие ОТД на процессы атеросклероза и тромбоза6.1. Воздействие на функцию эндотелия
Нарушение сосудорасширяющей функции эндотелия является одним из наиболее ранних проявлений атеросклеротических изменений в кровеносных сосудах. Образование и выделение оксида азота (NO) эндотелиальными клетками стимулирует эндотелий-зависимую вазодилатацию (ЭЗВД) [9]. В одном из исследований десять здоровых некурящих участников подвергли воздействию ОТД в течение 30 минут. Установлен пониженный уровень показателя поток-опосредованного расширения (ПОР) в течение одного часа после такого воздействия и его восстановление через 2,5 часа. Однако в течение 24 часов наблюдалось стойкое повышение уровней концентрации микрочастиц эндотелия и фактора роста эндотелия сосудов, что свидетельствует о нарушении функции эндотелия [10]. Аналогично этому выявлено, что резерв скорости коронарного кровотока (отношение скорости гиперемического кровотока и скорости базального коронарного кровотока, определенное с помощью результатов ультразвукового доплеровского исследования), являющийся суррогатным маркером ОТД, оказался значительно ниже у некурящих японцев, подвергшихся воздействию ОТД (4,4 ± 0,91 до пассивного курения против 3,4 ± 0,73 после пассивного курения, p < 0,001) [11]. Лица, подвергшиеся воздействию ОТД, и активные курильщики характеризуются сопоставимым объемом нарушения ЭЗВД [11, 12].
В другом проспективном исследовании проведено сравнение эндотелиальных клеток и показателей поток-опосредованного расширения с помощью прямого забора эндотелиальных клеток у здоровых молодых лиц, разделенных на три группы: активные курильщики, пассивные курильщики и некурящие представители контрольной группы [13]. Авторы установили, что воздействие ОТД приводило к снижению концентрации эндотелиальной синтазы оксида азота (eNOS) (уменьшение экспрессии на 37%, p = 0,04) и концентрации активированной, фосфорилированной eNOS (уменьшение экспрессии на 65%, p = 0,02) по сравнению с некурящими представителями контрольной группы аналогичного возраста [13].
Схожие результаты наблюдались и в двух моделях животных. В одном исследовании у кроликов с повышенным уровнем холестерина в крови наблюдалось нарушение ЭЗВД в аортальных кольцах после воздействия ОТД. Данное изменение было обратимым и купировалось введением L-аргинина, предшественника NO [14]. У крыс, потреблявших корм с повышенным содержанием холестерина, воздействие ОТД приводило к значительному падению показателей эндотелий-зависимой вазодилатации по сравнению с контрольной группой, потреблявшей только корм с повышенным содержанием холестерина. И потребление корма с повышенным содержанием холестерина, и воздействие ОТД приводили к атерогенезу [15].
Помимо функциональных изменений ОТД может непосредственно нарушать жизнеспособность эндотелиальных клеток. Установлено, что ОТД может приводить к прямому повреждению эндотелиальных клеток. В одном из исследований воздействие ПК в течение 20 минут приводило к увеличению уровня циркулирующих в крови оболочек эндотелиальных клеток [16]. В эндотелиальных клетках крыс, подверженных воздействию ОТД в течение шести недель (шесть часов в сутки, пять дней в неделю), обнаружены аномальные цитоплазматические вакуоли и дефектные пучки микротрубочек, а также разрывы в контактных комплексах между соседними клетками [17]. Такие повреждения эндотелиальных клеток приводят к повышению сосудистой проницаемости и способствуют возникновению атеросклероза [7]. Авторы недавно проведенного исследования Heiss et al. установили, что кратковременное воздействие ОТД в концентрациях, соответствующих реальным условиям, приводит к стойкому повреждению сосудов, характеризующемуся мобилизацией и пролиферацией дисфункциональных эндотелиальных клеток-предшественников (ЭКП) [10].
6.2. Воздействие на артериальную жесткость
Помимо нарушения ЭЗВД в артериях, ОТД также способствует повышению артериальной жесткости. Результаты одного исследования свидетельствуют о том, что здоровые мужчины, подвергшиеся воздействию ОТД от 15 сигарет в невентилируемой комнате в течение одного часа, характеризовались значительным повышением индекса аугментации, который является маркером артериальной жесткости (p < 0,001). 50% увеличения произошло в течение 15 минут, по прошествии 30 минут показатель стабилизировался. Данное изменение связано с повышением систолического давления крови как в плечевых артериях, так и в аорте [18]. При проведении поперечного эпидемиологического исследования с участием взрослых пациентов установлено, что лица с индексом массы тела (ИМТ) ≥ 27,1 кг/м2 и толщиной интимы-медиа (ТИМ) ≥ 0,707 мм, постоянно подвергавшиеся воздействию ОТД дома, на работе и в других местах, характеризовались значительным повышением индекса жесткости сонных артерий, выраженным в виде функции от количества часов воздействия ОТД за сутки (линейная тенденция = 0,04 и для ИМТ, и для ТИМ, p = 0,001 для ИМТ, p = 0,003 для ТИМ) [19].
6.3. Воспаление
Продолжительная воспалительная реакция является ключевым компонентом возникновения и развития атеросклероза. И у взрослых, и у детей воздействие ОТД связано с повышением уровня маркеров воспаления. У мальчиков, подвергающихся воздействию дыма минимум 11 сигарет в сутки, наблюдается значительное повышение концентрации белков острой фазы воспаления, таких как комплемент 3c, гаптоглобин и альфа-1 кислый гликопротеин [20]. У взрослых некурящих лиц, подверженных воздействию ОТД в течение трех часов, наблюдается повышение количества лейкоцитов (p < 0,005), высвобождение активных окислителей из стимулируемых нейтрофилов (p < 0,005) и хемотаксис (p < 0,001) [21]. Мужчины и женщины, подверженные воздействию ОТД в течение минимум трех дней в неделю, характеризуются повышением уровней концентрации С-реактивного белка (СРБ) (p = 0,03), гомоцистеина (p = 0,002), окисленного холестерина липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (p = 0,03) и количества лейкоцитов (p = 0,02) после поправки на потенциальные искажающие результаты факторы по сравнению с лицами, не подверженными воздействию ОТД [22]. Авторы исследования Adams et al. установили, что эндотелиальные клетки вен, полученные от пациентов, подвергшихся воздействию ОТД (т. е. от пассивных курильщиков), характеризовались повышенной активностью ядерного фактора kB (NF-kB) по сравнению с не подверженными воздействию ОТД представителями контрольной группы (p = 0,007). В то же время установлены сопоставимые уровни о концентрации NF-kB у пассивных и активных курильщиков (p = 0,47) [13]. В дополнительном исследовании Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) приняло участие более 5000 некурящих взрослых лиц, подверженных воздействию ОТД, из числа этнически разнообразных участников проспективного исследования. Воздействие ОТД определено на основании предоставленных участниками сведений и по результатам анализа концентрации котинина в моче. После введения поправки на все потенциальные искажающие результаты факторы выявлено, что воздействие ОТД в течение ≥ 12 часов в неделю приводит к повышению уровня такого маркера воспаления, как высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ) (соотношение среднегеометрических величин, 1,13; 95% ДИ 1,02–1,26) [23].
В моделях мышей воздействие ОТД приводит к повышению продукции провоспалительных цитокинов. Авторы исследования Zhang et al. установили, что воздействие ППД в течение 120 минут в сутки оказалось достаточным для повышения уровня концентрации интерлейкина-1b (ИЛ-1B) (p < 0,05), интерлейкина-6 (ИЛ-6) (p < 0,05) и фактора некроза опухоли-альфа (ФНО-α) (p < 0,05) в циркулирующей крови по сравнению с показателями не подвергавшихся воздействию контрольных субъектов и субъектов, подверженных воздействию ППД в течение 60 минут [24]. Результаты исследований по воздействию ОТД на атеросклероз в моделях мышей также свидетельствуют о вовлечении иммунных реакций. Авторы исследования Yuan et al. наблюдали повышение уровня интерлейкина-12 (ИЛ-12) и последующую экспрессию ФНО-α после воздействия ОТД. Они также установили стимуляцию ОТД к секреции моноцитарного хемоатрактантного белка-1 (МХБ-1), принимающего участие в процессе хемотаксиса и миграции моноцитов в стенку артерии с последующим образованием предшественников атеросклеротической бляшки [25].
6.4. Изменения в липидном спектре
ОТД может стимулировать возникновение атеросклероза, в частности, посредством воздействия на липидный спектр. Авторы исследования Valkonen et al. установили, что кратковременное воздействие ОТД (30 минут) от 16 сигарет приводит к ускорению процессов свободнорадикального окисления липидов и модификации ЛПНП. В то же время воздействие ОТД связано с повышением накопления холестерина ЛПНП в макрофагах человека. Авторы доказали, что воздействие ОТД приводит к снижению антиоксидантной защиты сыворотки крови (33%-ное снижение уровня концентрации аскорбиновой кислоты в сыворотке крови, p < 0,001) и одновременному 19%-му снижению степени сопротивляемости ЛПНП медь-опосредованному окислению (p < 0,01) [26].
Проведено исследование по оценке развития поражения аорты и отложения холестерина в сосудах мышей с недостаточностью аполипопротеина Е (апоЕ), подвергшихся воздействию ППД от сигарет. В качестве контрольной группы использованы мыши, получавшие фильтрованный воздух окружающей среды. Мыши экспериментальных групп подвергались воздействию ППД в контейнерах, охватывающих все тело, в течение шести часов в сутки на протяжении пяти дней в неделю и, в целом, семи, 10 и 14 недель, соответственно. Исследователи регистрировали увеличение количества макроскопически определяемых поражений интимы аорты у мышей, подвергаемых воздействию ППД, на протяжении всех интервалов времени. Зафиксировано повышение уровня холестерина в тканях аорты мышей, подвергаемых воздействию ППД (на недели 14: 33 ± 11% покрытой поражениями площади интимы у мышей, подвергаемых воздействию ППД, по сравнению с 10 ± 8% в контрольной группе, p < 0,001) [27].
Установлено, что воздействие ОТД связано со снижением уровня концентрации липопротеинов высокой плотности (ЛПВП), обеспечивающих атеропротективный эффект. У взрослых лиц снижение уровня ЛПВП на 1 мг/дл приводит к повышению риска развития ишемической болезни сердца на 2–3%. Женщины, подверженные воздействию ОТД в течение по крайней мере шести часов в сутки четыре дня в неделю на протяжении шести месяцев подряд, характеризовались значительным снижением уровня концентрации Х-ЛПВП, субфракции ЛПВП2 и алипопротеина А1 по сравнению с некурящими участниками исследования (p < 0,05) [28]. Не выявлено значительных различий между показателями субъектов, подверженных воздействию ОТД, и показателями активных курильщиков. В рамках другой работы те же исследователи в течение шести часов подвергали 12 мужчин воздействию ОТД в концентрациях, близких к концентрации ОТД в барах. Доказано, что концентрация ЛПВП после 8, 16 и 24 часов воздействия была значительно ниже по сравнению с исходным уровнем во всех трех временных точках (снижение на 18%, 14% и 13%, соответственно) [7,29]. Аналогичным образом выявлено, что средняя концентрация ЛПВП в сыворотке крови детей, подверженных воздействию ОТД дома, оказалась значительно ниже по сравнению с показателями детей, не подверженных воздействию ОТД (38,7 ± 1,2 против 43,6 ± 1,2 мг/дл, p = 0,005). Данная взаимосвязь осталась значимой и по результатам многомерного регрессионного анализа. Уровни концентрации ЛПНП и триглицеридов в двух группах различались незначительно [30].
6.5. ОТД и прогрессирование атеросклероза
Воздействие ОТД связано с ускорением прогрессирования атеросклероза. При проведении популяционного группового исследования у участием взрослых лиц среднего возраста установлено, что ОТД при среднем времени воздействия на уровне 10 часов в неделю в течение трех лет приводит к 20%-му увеличению скорости прогрессирования атеросклероза (оценивалось по изменению относительно прошлого измерения толщины интимы-медиа общей сонной артерии) по сравнению с показателями некурящих лиц, не подвергавшихся воздействию ОТД [31]. Результаты ретроспективного исследования с участием пациентов, проходящих коронарную артериографию, показывают, что у китаянок, никогда не куривших сигареты, воздействие ОТД в значительной мере связано со степенью тяжести ишемической болезни сердца и после введения поправок на другие важные факторы риска [32]. Такие данные свидетельствуют об увеличении количества стенозированных артерий с ростом объема воздействия ОТД от мужа [32]. Аналогичные результаты получены при проведении исследований на моделях животных. Мыши с недостаточностью аполипопротеина Е (апоЕ−/−), подверженные воздействию ОТД от двух сигарет в течение 15 мину в сутки на протяжении 21 или 42 дней, характеризовались увеличением размеров атеросклеротических поражений на 76% и 156%, соответственно, по сравнению с мышами, не подверженными такому воздействию [33]. В кроличьей модели атеросклероза человека воздействие ОТД на протяжении 10 недели приводило к значительно более выраженному атеросклеротическому поражению аорты и легочной артерии [34].
ОТД также может способствовать прогрессированию атеросклероза посредством воздействия на матриксные металлопротеиназы (ММП). ММП отвечают за подавление процесса фиброзного утолщения бляшек и способствуют дестабилизации и разрыву атеросклеротических бляшек, что приводит к образованию тромба. Действительно, подкожные вены, выделенные из организма женщин, которые подверглись воздействию ОТД, характеризовались значительно более высокими уровнями экспрессии генов ММП-2 и ММП-9 (p < 0,05). В последующих исследованиях установлено, что повышение уровня экспрессии генов ММП связано со снижением проходимости подкожных вен [35]. Никотин в концентрациях, близких к характерному для воздействия ОТД уровню, приводит к активации коллагеназы 1 типа – матриксной металлопротеиназы, встречающейся в гладкомышечных клетках артерий организма человека [7].
7. ОТД и тромбоз: клинические и экспериментальные наблюдения
ОТД также может способствовать прогрессированию атеросклероза путем стимуляции процесса тромбоза.
7.1. ОТД и функция тромбоцитов
Активация тромбоцитов и процесс тромбообразования в местах разрыва атеросклеротических бляшек играют ключевую роль в патофизиологии острых коронарных синдромов. При проведении одного из исследований установлено, что воздействие ОТД в течение 20 минут приводит к более выраженной активации тромбоцитов у здоровых некурящих мужчин до уровня, наблюдаемого после активного выкуривания одной-двух сигарет [36]. Кроме того, у субъектов, подверженных воздействию ОТД, наблюдается повышение уровня концентрации тромбоксана, еще одного маркера активации тромбоцитов. В некоторых случаях концентрация тромбоксана увеличивается до уровней, наблюдаемых у активных курильщиков [37]. Преобладание подобных данных позволяет вынести предположение о наличии нелинейной взаимосвязи между ОТД и тромбообразованием [38]. Примечательно, что при проведении исследования с участием десяти здоровых некурящих мужчин, подвергавшихся воздействию ОТД в течение 20 минут, установлено, что ОТД оказывал влияние на количество эндотелиальных клеток (средние значения: 2,8 ± 0,9 до воздействия и 3,7 + 1,1 после воздействия, разность средних 0,9, 95% ДИ: 0 −1,8) и показателей агрегации тромбоцитов (средние значения: 0,87 ± 0,06 до воздействия и 0,78 ± 0,07 после воздействия пассивного курения, разность средних 0,09, 95% ДИ: 0,03–0,15). Аналогичные показатели наблюдались у активных курильщиков [36].
7.2. ОТД и коагуляционный каскад
Фибриноген является хорошо известным белком острой фазы воспаления и фактором риска возникновения тромбоза. Установлено, что воздействие ОТД приводит к увеличению уровня концентрации фибриногена. Японцы, подверженные воздействию ОТД, характеризовались более высоким средним уровнем фибриногена после корректировки на ковариаты по сравнению с некурящими лицами, не подверженными воздействию ОТД. Степень повышения уровня фибриногена у лиц, подверженных воздействию ОТД, достигала 62% от разницы между показателем активных курильщиков и показателем некурящих лиц, не подверженных воздействию ОТД [39]. Аналогичным образом выявлено, что подростки, живущие с активным курильщиком, характеризуются более высоким уровнем фибриногена по сравнению с подростками, в семье которых нет курильщиков [40]. Помимо фибриногена, по сравнению с некурящими лицами курильщики характеризуются повышенными уровнями концентрации факторов коагуляции, таких как тромбин и тканевой фактор, в плазме крови [41].
7.3. Воздействие на частоту сердечных сокращений и вариабельность частоты сердечных сокращений
Снижение вариабельности частоты сердечных сокращений ассоциируется с повышенным риском возникновения желудочковой тахиаритмии у пациентов, перенесших инфаркт миокарда (ИМ), и пациентов с хронической сердечной недостаточностью (СН) [42]. Согласно результатам исследования, проведенного в помещении для курения аэропорта, воздействие ОТД в течение двух часов приводит к 12%-му снижению вариабельности частоты сердечных сокращений [43]. Спустя два часа после того, как субъекты покинули помещение для курения, показатель вариабельности частоты сердечных сокращений вернулся к исходному уровню. Результаты исследования свидетельствуют о том, что ОТД может повышать риск возникновения летальной тахиаритмии у уязвимых лиц. Сообщалось, что данное воздействие ОТД на вариабельность частоты сердечных сокращений может быть опосредовано мелкодисперсными частицами ОТД [7, 43].
В таблице 2 приведены исследования, посвященные мгновенному воздействию ОТД на клинические характеристики здоровых субъектов.
Таблица 2. Мгновенное воздействие ОТД на клинические характеристики здоровых субъектов
7.4. ОТД и симптомы стенокардии
Ранее уже сообщалось о воздействии ОТД на пациентов с хронической стабильной стенокардией. В одном исследовании установлено, что лица, подвергшиеся воздействию низких доз монооксида углерода, испытывали стенокардическую боль в том случае, если уровень карбоксигемоглобина в сыворотке крови составлял 2–4% [3]. Данные результаты свидетельствуют о возможной связи нижнего порога возникновения стенокардии у пациентов, подверженных воздействию ОТД, со снижением способности переносить кислород в связи с повышением аффинности гемоглобина к CO, предполагаемой вазоконстрикцией и повышением индекса произведения частоты сердечных сокращений и давления [44].
7.5. ОТД и размер инфаркта
Установлено, что в экспериментальных условиях ОТД влияет на размер участка инфаркта миокарда. При проведении исследования с участием крыс, подвергшихся воздействию ОТД в течение шести часов в сутки, пять дней в неделю на протяжении шести недель, выявлено, что в группе ОТД размер участка инфаркта был в два раза больше по сравнению с показателями не подверженной воздействию ОТД группы после индукции инфаркта [44]. Аналогичным образом, воздействие ОТД в неонатальный период и до подросткового возраста приводит к значительному увеличению размеров участка инфаркта в экспериментальных условиях, особенно у крыс женского пола [44].
8. Факторы и механизмы, ответственные за сердечно-сосудистые патологии, вызванные воздействием ОТД
В сигаретном дыме присутствует более 4000 химических соединений. Обнаружено, что полициклические ароматические углеводороды ускоряют процесс развития атеросклероза посредством стимуляции образования воспалительных цитокинов и способствуют образованию пенистых клеток. Данных, подтверждающих влияние монооксида углерода на процессы атеросклероза или тромбообразования, получено не было.
Несмотря на то что никотин вызывает привыкание к табачному дыму, данные о его роли с точки зрения доступности NO и воздействия ОТД являются противоречивыми. Считается, что никотин оказывает незначительное воздействие на тромбогемостатические факторы коагуляционного каскада [9]. Аналогичным образом, никотин не является основным фактором, обуславливающим воздействие ОТД на увеличение масштаба атеросклеротических поражений, так как подобные эффекты наблюдались и при воздействии ОТД от не содержащих никотин сигарет. Результаты свидетельствуют о том, что стимулирующее воздействие ОТД на атеросклероз обусловлено другими факторами, а не никотином [50].
Существенная роль опосредованного свободными радикалами окислительного стресса была освещена в исследовании с участием активных и в настоящее время пассивных курильщиков. Известно, что летучие соединения в побочном потоке дыма, в частности, полициклические ароматические углеводороды, приводят к нарушению функции эндотелия посредством подавления синтеза и снижения биодоступности NO. Считается, что свободные радикалы выделяются из (1) газовой или смоляной фазы сигаретного дыма; (2) циркулирующих или активируемых в организме макрофагов и нейтрофилов; (3) эндогенных источников активных форм кислорода, таких как несвязанные eNOS, ксантиноксидаза и митохондриальная цепь переноса электронов [9].
9. Последствия сердечно-сосудистых заболеваний, обусловленных воздействием ОТД, для системы здравоохранения
Окружающий табачный дым негативно влияет как на детей, так и на взрослых и является основным экономическим бременем для системы здравоохранения США. У детей, подтвержденных воздействию окружающего табачного дыма, часто развиваются заболевания легких и инфекции верхних дыхательных путей, они характеризуются повышенным риском возникновения реактивные заболеваний дыхательных путей, таких как астма и бронхит. Результаты исследований также свидетельствуют о наличии связи между воздействием ОТД в домашних условиях и развитием инфекций среднего уха или синдромом внезапной детской смерти [51]. С точки зрения сердечно-сосудистой системы считается, что только в США с воздействием ОТД связано примерно 62 000 летальных случаев по причине ишемической болезни сердца в год [16]. Появление литературных данных о показателях заболеваемости и смертности, связанных с воздействием ОТД, привело к разработке программ здравоохранения, цель которых - снижение такого воздействия. В 1988 году введен первый запрет на курение с ограничением потребления до двух часов. Со временем государственные и федеральные законы, ограничивающие воздействие ОТД, привели к изменениям в привычках к курению. При проведении систематического анализа в Австралии, Германии, США и Канаде в рабочих помещениях с полным запретом на курение наблюдалось снижение общего уровня распространенности курения: количество сигарет, выкуриваемых за день активными курильщиками, снизилось на 3,8% (95% доверительный интервал: от 2,8% до 4,7%) и 3,1 (от 2,4 до 3,8) [52]. Широкомасштабные политические перемены и культурный сдвиг в восприятии табака являются необходимыми факторами для достижения значимого сокращения обусловленных воздействием ОТД показателей заболеваемости и смертности.
10. Перспективные области для изучения ОТД
Третичным дымом (ТД) называют остаточный табак на внутренних поверхностях и повторное выделение газов и частиц из загрязненных поверхностных материалов после завершения активной фазы курения [53]. Данные газы и частицы проникают в различные материалы, например, стены, мебель, игрушки и другие домашние предметы. Важным является то, что такие остаточные вещества могут вступать в реакции и повторно выделяться в окружающую среду спустя значительный период времени после завершения активной фазы курения [53]. Недавно опубликованные материалы экспериментов, ранее проведенных компанией Philip Morris Inc., свидетельствуют о присутствии высоких концентраций никотина и 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанона (ННК) спустя 100 дней после завершения выделения сигаретного дыма в контролируемых условиях [54]. Примечательно, что концентрация ННК, определенная на момент завершения исследования, составила 170% от изначально определенного показателя. При проведении другого исследования установлено, что никотин из ТД может вступать в реакцию с широко распространенными загрязнителями воздуха в помещении и образовывать табако-специфические нитрозамины [55]. В настоящее время изучение потенциальных биологических и медицинских эффектов ТД только начинается, и такие сведение недавно стали появляться в научной литературе. Результаты лабораторных анализов и исследований на моделях животных свидетельствуют о влиянии ТД на повреждение ДНК, изменениях в процессе заживления ран, стимуляции образования воспалительных цитокинов и о подавлении активности противовоспалительных цитокинов [56]. У мышей, подверженных воздействию ТД, наблюдается повышенный уровень агрегации тромбоцитов и повышенный секреторный ответ, а также повышенный уровень активации гликопротеина интегрина IIb/IIIa [57]. Воздействие ТД у мышей приводит к увеличению уровней концентрации триглицеридов и ЛПНП в циркулирующей крови и значительному снижению уровня концентрации ЛПВП [56]. Со временем все эти эффекты могут негативно сказаться на состоянии сердечно-сосудистой системы. Для получения полноценного представления о воздействии ТД на сердечно-сосудистую систему необходимо провести дополнительные исследования.
За последнее десятилетие стали популярны электронные сигареты, также известные как электронные системы доставки никотина (ЭСДН). Они отличаются от обычных сигарет и других сгораемых табачных продуктов отсутствием дыма вследствие сжигания табака. В них используется особое решение (жидкость для электронных сигарет), обычно содержащее никотин, пропиленгликоль или растительный глицерин, и ароматизирующие вещества для образования аэрозоля, впоследствии вдыхаемого потребителем [58]. Производимый электронными сигаретами аэрозоль содержит меньшее количество химических соединений по сравнению с дымом от обычных сигарет [58]. Установлено, что выдыхаемый пар электронных сигарет содержит никотин, глицерин, пропиленгликоль, формальдегид, ацетальдегид, полициклические ароматические углеводороды, металлы и ультрамелкие твердые частицы [59]. В зависимости от типа устройства для электронных сигарет концентрация никеля, серебра и формальдегида в паре от электронных сигарет может быть выше по сравнению с показателями пассивного курения обычных сигарет [59]. Объем научных доказательств воздействия химических веществ из электронных сигарет на состояние здоровья непотребителей весьма ограничен. Однако длительное воздействие никотина, формальдегида, тяжелых металлов и ультрамелких твердых частиц приводит к нежелательным последствиям для сердечно-сосудистой системы [60]. Несмотря на то что для прояснения данного вопроса необходимы дальнейшие исследования, существующие в настоящее время данные о пассивном воздействии пара электронных сигарет свидетельствуют о его потенциально опасном влиянии на сердечно-сосудистую систему.
11. Выводы
Все приведенные выше данные свидетельствуют о том, что воздействие ОТД стимулирует процессы атеросклероза и тромбоза в связи нарушением функции эндотелия, развитием воспаления, стимуляцией адгезии тромбоцитов и нестабильностью бляшек. Токсические компоненты побочного потока дыма (основной составляющей ОТД) обуславливают высокие показатели заболеваемости и смертности по причине сердечно-сосудистых заболеваний в связи с образованием проатерогенных факторов. Механизмы, участвующие в данном процессе, являются весьма сложными. Они оказывают влияние в основном на эндотелий и несколько молекул / клеток крови, принимающих участие в процессах коагуляции, что приводит к развитию относительного гиперкоагуляционного состояния. Согласно отчету главного хирурга США за 2014 год, воздействие ОТД может быть связано с примерно 33 000 летальных исходов в год [1]. Конечной целью на общественном уровне должно стать сведение воздействия ОТД к нулю. Законодательные меры привели к определенным достижениям в данной области, благодаря чему введены правила о полном запрете курения на рабочих местах и в общественных пространствах. Вовлеченные лица и группы могут способствовать внедрению таких мер на местном уровне, преследуя конечную цель полного устранения воздействия табака во всех возможных формах.
Список использованной литературы
- National Center for Chronic Disease Prevention; Health Promotion Office on Smoking and Health; Reports of the Surgeon General. The Health Consequences of Smoking-50 Years of Progress: A Report of the Surgeon General; Centers for Disease Control and Prevention (US): Atlanta, GA, USA, 2014. [Google Scholar]
- National Research Council Committee on Passive Smoking. Environmental Tobacco Smoke: Measuring Exposures and Assessing Health Effects; National Academies Press: Washington, DC, USA, 1986. [Google Scholar]
- Tseung, J. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease: 7th Edition. Pathology 2005, 37, 190. [Google Scholar] [CrossRef]
- Garland, C.; Barrett-Connor, E.; Suarez, L.; Criqui, M.H.; Wingard, D.L. Effects of passive smoking on ischemic heart disease mortality of nonsmokers. A prospective study. Am. J. Epidemiol. 1985, 121, 645–650. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Hirayama, T. Lung cancer in Japan: Effects of nutrition and passive smoking. In Lung Cancer: Causes and Prevention; Mizell, M., Correa, P., Eds.; Verlag Chemie, International, Inc.: New York, NY, USA, 1984; pp. 175–195. [Google Scholar]
- Svendsen, K.H.; Kuller, L.H.; Martin, M.J.; Ockene, J.K. Effects of passive smoking in the Multiple Risk Factor Intervention Trial. Am. J. Epidemiol. 1987, 126, 783–795. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Barnoya, J.; Glantz, S.A. Cardiovascular effects of secondhand smoke: Nearly as large as smoking. Circulation 2005, 111, 2684–2698. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- West, H.W.; Juonala, M.; Gall, S.L.; Kähönen, M.; Laitinen, T.; Taittonen, L.; Viikari, J.S.; Raitakari, O.T.; Magnussen, C.G. Exposure to parental smoking in childhood is associated with increased risk of carotid atherosclerotic plaque in adulthood: The Cardiovascular Risk in Young Finns Study. Circulation 2015, 131, 1239–1246. [Google Scholar] [CrossRef]
- Ambrose, J.A.; Barua, R.S. The pathophysiology of cigarette smoking and cardiovascular disease: An update. J. Am. Coll. Cardiol. 2004, 43, 1731–1737. [Google Scholar] [CrossRef]
- Heiss, C.; Amabile, N.; Lee, A.C.; Real, W.M.; Schick, S.F.; Lao, D.; Wong, M.L.; Jahn, S.; Angeli, F.S.; Minasi, P.; et al. Brief secondhand smoke exposure depresses endothelial progenitor cells activity and endothelial function: Sustained vascular injury and blunted nitric oxide production. J. Am. Coll. Cardiol. 2008, 51, 1760–1771. [Google Scholar] [CrossRef]
- Otsuka, R.; Watanabe, H.; Hirata, K.; Tokai, K.; Muro, T.; Yoshiyama, M.; Takeuchi, K.; Yoshikawa, J. Acute effects of passive smoking on the coronary circulation in healthy young adults. JAMA 2001, 286, 436–441. [Google Scholar] [CrossRef]
- Celermajer, D.S.; Adams, M.R.; Clarkson, P.; Robinson, J.; McCredie, R.; Donald, A.; Deanfield, J.E. Passive smoking and impaired endothelium-dependent arterial dilatation in healthy young adults. N. Engl. J. Med. 1996, 334, 150–154. [Google Scholar] [CrossRef]
- Adams, T.; Wan, E.; Wei, Y.; Wahab, R.; Castagna, F.; Wang, G.; Emin, M.; Russo, C.; Homma, S.; Le Jemtel, T.H.; et al. Secondhand Smoking Is Associated with Vascular Inflammation. Chest 2015, 148, 112–119. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhu, B.Q.; Parmley, W.W. Hemodynamic and vascular effects of active and passive smoking. Am. Heart J. 1995, 130, 1270–1275. [Google Scholar] [CrossRef]
- Hutchison, S.J.; Sudhir, K.; Chou, T.M.; Sievers, R.E.; Zhu, B.Q.; Sun, Y.P.; Deedwania, P.C.; Glantz, S.A.; Parmley, W.W.; Chatterjee, K. Testosterone worsens endothelial dysfunction associated with hypercholesterolemia and environmental tobacco smoke exposure in male rabbit aorta. J. Am. Coll. Cardiol. 1997, 29, 800–807. [Google Scholar] [CrossRef]
- Wells, A.J. Passive smoking as a cause of heart disease. J. Am. Coll. Cardiol.1994, 24, 546–554. [Google Scholar] [CrossRef]
- Mullick, A.E.; McDonald, J.M.; Melkonian, G.; Talbot, P.; Pinkerton, K.E.; Rutledge, J.C. Reactive carbonyls from tobacco smoke increase arterial endothelial layer injury. Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2002, 283, H591–H597. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Mahmud, A.; Feely, J. Effects of passive smoking on blood pressure and aortic pressure waveform in healthy young adults–Influence of gender. Br. J. Clin. Pharmacol. 2004, 57, 37–43. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Mack, W.J.; Islam, T.; Lee, Z.; Selzer, R.H.; Hodis, H.N. Environmental tobacco smoke and carotid arterial stiffness. Prev. Med. 2003, 37, 148–154. [Google Scholar] [CrossRef]
- Shima, M.; Adachi, M. Effects of environmental tobacco smoke on serum levels of acute phase proteins in schoolchildren. Prev. Med. 1996, 25, 617–624. [Google Scholar] [CrossRef]
- Anderson, R.; Theron, A.J.; Richards, G.A.; Myer, M.S.; van Rensburg, A.J. Passive smoking by humans sensitizes circulating neutrophils. Am. Rev. Respir. Dis. 1991, 144, 570–574. [Google Scholar] [CrossRef]
- Panagiotakos, D.B.; Pitsavos, C.; Chrysohoou, C.; Skoumas, J.; Masoura, C.; Toutouzas, P.; Stefanadis, C. ATTICA Study. Effect of exposure to secondhand smoke on markers of inflammation: The ATTICA study. Am. J. Med. 2004, 116, 145–150. [Google Scholar] [CrossRef]
- Jones, M.R.; Magid, H.S.; Al-Rifai, M.; McEvoy, J.W.; Kaufman, J.D.; Hinckley Stukovsky, K.D.; Szklo, M.; Polak, J.; Burke, G.L.; Post, W.S.; et al. Secondhand Smoke Exposure and Subclinical Cardiovascular Disease: The Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis. J. Am. Heart Assoc. 2016, 5, e002965. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhang, J.; Liu, Y.; Shi, J.; Larson, D.F.; Watson, R.R. Side-stream cigarette smoke induces dose-response in systemic inflammatory cytokine production and oxidative stress. Exp. Biol. Med. 2002, 227, 823–829. [Google Scholar] [CrossRef]
- Yuan, H.; Wong, L.S.; Bhattacharya, M.; Ma, C.; Zafarani, M.; Yao, M.; Schneider, M.; Pitas, R.E.; Martins-Green, M. The effects of second-hand smoke on biological processes important in atherogenesis. BMC Cardiovasc. Disord. 2007, 7, 1. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Valkonen, M.; Kuusi, T. Passive smoking induces atherogenic changes in low-density lipoprotein. Circulation 1998, 97, 2012–2016. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Gairola, C.G.; Drawdy, M.L.; Block, A.E.; Daugherty, A. Sidestream cigarette smoke accelerates atherogenesis in apolipoprotein E−/− mice. Atherosclerosis2001, 156, 49–55. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
- Moffatt, R.J.; Stamford, B.A.; Biggerstaff, K.D. Influence of worksite environmental tobacco smoke on serum lipoprotein profiles of female nonsmokers. Metab. Clin. Exp. 1995, 44, 1536–1539. [Google Scholar] [CrossRef]
- Moffatt, R.J.; Chelland, S.A.; Pecott, D.L.; Stamford, B.A. Acute exposure to environmental tobacco smoke reduces HDL-C and HDL2-C. Prev. Med. 2004, 38, 637–641. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Neufeld, E.J.; Mietus-Snyder, M.; Beiser, A.S.; Baker, A.L.; Newburger, J.W. Passive cigarette smoking and reduced HDL cholesterol levels in children with high-risk lipid profiles. Circulation 1997, 96, 1403–1407. [Google Scholar] [CrossRef]
- Howard, G.; Wagenknecht, L.E.; Burke, G.L.; Diez-Roux, A.; Evans, G.W.; McGovern, P.; Javier Nieto, F.; Tell, G.S. Cigarette smoking and progression of atherosclerosis: The Atherosclerosis Risk in Communities (ARIC) Study. JAMA1998, 279, 119–124. [Google Scholar] [CrossRef]
- He, Y.; Lam, T.H.; Li, L.S.; Li, L.S.; Du, R.Y.; Jia, G.L.; Huang, J.Y.; Zheng, J.S. The number of stenotic coronary arteries and passive smoking exposure from husband in lifelong non-smoking women in Xi’an, China. Atherosclerosis 1996, 127, 229–238. [Google Scholar] [CrossRef]
- Knight-Lozano, C.A.; Young, C.G.; Burow, D.L.; Burow, D.L.; Hu, Z.Y.; Uyeminami, D.; Pinkerton, K.E.; Ischiropoulos, H.; Ballinger, S.W. Cigarette smoke exposure and hypercholesterolemia increase mitochondrial damage in cardiovascular tissues. Circulation 2002, 105, 849–854. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhu, B.Q.; Sun, Y.P.; Sievers, R.E.; Isenberg, W.M.; Glantz, S.A.; Parmley, W.W. Passive smoking increases experimental atherosclerosis in cholesterol-fed rabbits. J. Am. Coll. Cardiol. 1993, 21, 225–232. [Google Scholar] [CrossRef]
- Sun, Y.; Lin, Z.; Ding, W.J.; Shi, Y.; Zhu, L.; Wei, Q.; Wang, C. Secondhand smoking and matrix metalloproteinase-2 and -9 gene expression in saphenous veins of women nonsmokers. Ann. Thorac. Surg. 2014, 98, 556–562. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Davis, J.W.; Shelton, L.; Watanabe, I.S.; Arnold, J. Passive smoking affects endothelium and platelets. Arch. Intern. Med. 1989, 149, 386–389. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Schmid, P.; Karanikas, G.; Kritz, H.; Pirich, C.; Stamatopoulos, Y.; Peskar, B.A.; Sinzinger, H. Passive smoking and platelet thromboxane. Thromb. Res. 1996, 81, 451–460. [Google Scholar] [CrossRef]
- Srikanth, S.; Sy, F.; Kotak, K.; Kiel, R.G.; Bajwa, M.; Tandon, A.; Loures-Vale, A.A.; Aftab, W.; Tringali, S.; Ambrose, J.A. A Single Controlled Exposure to Secondhand Smoke May Not Alter Thrombogenesis or Trigger Platelet Activation. Nicotine Tob. Res. 2016, 18, 580–584. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Iso, H.; Shimamoto, T.; Sato, S.; Koike, K.; Iida, M.; Komachi, Y. Passive smoking and plasma fibrinogen concentrations. Am. J. Epidemiol. 1996, 144, 1151–1154. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Stavroulakis, G.A.; Makris, T.K.; Hatzizacharias, A.N.; Tsoukala, C.; Kyriakidis, M.K. Passive smoking adversely affects the haemostasis/fibrinolytic parameters in healthy non-smoker offspring of healthy smokers. Thromb. Haemost. 2000, 84, 923–924. [Google Scholar] [CrossRef]
- Raupach, T.; Schafer, K.; Konstantinides, S.; Andreas, S. Secondhand smoke as an acute threat for the cardiovascular system: A change in paradigm. Eur. Heart J. 2006, 27, 386–392. [Google Scholar] [CrossRef]
- Koplan, B.A.; Stevenson, W.G. Ventricular tachycardia and sudden cardiac death. Mayo Clin. Proc. 2009, 84, 289–297. [Google Scholar] [CrossRef]
- Pope, C.A., 3rd; Eatough, D.J.; Gold, D.R.; Pang, Y.; Nielsen, K.R.; Nath, P.; Verrier, R.L.; Kanner, R.E. Acute exposure to environmental tobacco smoke and heart rate variability. Environ. Health Perspect. 2001, 109, 711–716. [Google Scholar] [CrossRef]
- Zhu, B.Q.; Sun, Y.P.; Sievers, R.E.; Glantz, S.A.; Parmley, W.W.; Wolfe, C.L. Exposure to environmental tobacco smoke increases myocardial infarct size in rats. Circulation 1994, 89, 1282–1290. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Luquette, A.J.; Landess, C.W.; Merki, D.J. Some immediate effects of a smoking environment on children of elementary school age. J. Sch. Health1970, 40, 533–535. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Harke, H.-P.; Bleichert, A. Zum Problem des Passivrauchens. Int. Arch. Arbeitsmed. 1972, 29, 312–322. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Rummel, R.M.; Crawford, M.; Bruce, P. The physiological effects of inhaling exhaled cigarette smoke in relation to attitude of the nonsmoker. J. Sch. Health1975, 45, 524–529. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Hurshman, L.G.; Brown, B.S.; Guyton, E.G. The implications of sidestream cigarette smoke for cardiovascular health. J. Environ. Health 1978, 41, 145–149. [Google Scholar]
- Pimm, P.E.; Silverman, F.; Shephard, R.J. Physiological effects of acute passive exposure to cigarette smoke. Arch. Environ. Health 1978, 33, 201–213. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Sun, Y.P.; Zhu, B.Q.; Browne, A.E.; Sievers, R.E.; Bekker, J.M.; Chatterjee, K.; Parmley, W.W.; Glantz, S.A. Nicotine does not influence arterial lipid deposits in rabbits exposed to second-hand smoke. Circulation 2001, 104, 810–814. [Google Scholar] [CrossRef]
- Brownson, R.C.; Eriksen, M.P.; Davis, R.M.; Warner, K.E. Environmental Tobacco Smoke: Health Effects and Policies to Reduce Exposure. Annu. Rev. Public Health 1997, 18, 163–185. [Google Scholar] [CrossRef]
- Fichtenberg, C.M.; Glantz, S.A. Effect of smoke-free workplaces on smoking behaviour: Systematic review. BMJ 2002, 325, 188. [Google Scholar] [CrossRef]
- Matt, G.E.; Quintana, P.J.; Destaillats, H.; Gundel, L.A.; Sleiman, M.; Singer, B.C.; Jacob, P.; Benowitz, N.; Winickoff, J.P.; Rehan, V.; et al. Thirdhand tobacco smoke: Emerging evidence and arguments for a multidisciplinary research agenda. Environ. Health Perspect. 2011, 119, 1218–1226. [Google Scholar] [CrossRef]
- Whitlatch, A.; Schick, S. Thirdhand Smoke at Philip Morris. Nicotine Tob. Res.2018. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Sleiman, M.; Gundel, L.A.; Pankow, J.F.; Jacob, P., 3rd; Singer, B.C.; Destaillats, H. Formation of carcinogens indoors by surface-mediated reactions of nicotine with nitrous acid, leading to potential thirdhand smoke hazards. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 6576–6581. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed][Green Version]
- Acuff, L.; Fristoe, K.; Hamblen, J.; Smith, M.; Chen, J. Third-Hand Smoke: Old Smoke, New Concerns. J. Community Health 2016, 41, 680–687. [Google Scholar][CrossRef][PubMed]
- Karim, Z.A.; Alshbool, F.Z.; Vemana, H.P.; Adhami, N.; Dhall, S.; Espinosa, E.V.; Martins-Green, M.; Khasawneh, F.T. Third-hand Smoke: Impact on Hemostasis and Thrombogenesis. J. Cardiovasc. Pharmacol. 2015, 66, 177–182. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Barua, R.S.; Rigotti, N.A.; Benowitz, N.L.; Cummings, K.M.; Jazayeri, M.A.; Morris, P.B.; Ratchford, E.V.; Sarna, L.; Stecker, E.C.; Wiggins, B.S. 2018 ACC expert consensus decision pathway on tobacco cessation treatment. J. Am. Coll. Cardiol. 2018. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Hess, I.M.; Lachireddy, K.; Capon, A. A systematic review of the health risks from passive exposure to electronic cigarette vapour. Public Health Res. Pract.2016, 26, 2621617. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
- Bhatnagar, A. Cardiovascular Perspective of the Promises and Perils of E-Cigarettes. Circ. Res. 2016, 118, 1872–1875. [Google Scholar] [CrossRef][Green Version]
