W pierwszych tego typu badaniach na świecie, o których polscy naukowcy opowiadali podczas ubiegłotygodniowej konferencji w siedzibie Polskiej Akademii Nauk zaobserwowano, że aerozol powstający w systemie podgrzewania tytoniu (IQOS) w znacznie mniejszym stopniu niż składniki dymu papierosowego zaburza działanie mitochondriów.

W rezultacie komórki nabłonka oskrzeli rosną prawidłowo i są mniej narażone na stres oksydacyjny, spowodowany nadmiarem wolnych rodników tlenowych, uszkadzających składniki komórek.

Znacznie mniej toksyn

– Z pewnością możemy stwierdzić, że substancje powstające podczas podgrzewania tytoniu mają znacznie mniej negatywny wpływ nie tylko na funkcjonowanie mitochondriów, ale całej komórki – niż substancje powstające podczas palenia papierosów – mówi prof. Joanna Szczepanowska z Pracowni Bioenergetyki i Błon Biologicznychz Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Nenckiego PAN.

Zgodnie z szacunkami Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) do 2020 r. liczba pełnoletnich palaczy na świecie wciąż przekraczać będzie 1 mld. Różnorodne strategie leczenia nałogu przynoszą niedostateczne efekty, dlatego jednym z rozwiązań jest opracowywanie produktów alternatywnych, bezpieczniejszych od papierosów.

IQOS jest najnowszym z nich. Opracowany przez firmę Philip Morris International (PMI), jest zaliczany do wyrobów tytoniowych o potencjale obniżonego ryzyka (RRP – reduced risk product). W tym systemie tytoń jest podgrzewany do około 350 st. C, a nie spalany w 800 st. C, jak w konwencjonalnych papierosach. Tak powstaje aerozol, zawierający tyle samo nikotyny, co dym papierosowy oraz o 90 proc. mniej substancji potencjalnie toksycznych dla organizmu człowieka, tj. amoniak, formaldehyd, benzo(a)piren, aldehyd octowy, akroleina, tlenek węgla czy benzen.

I znacznie mniej szkód

To o tyle istotne, że nikotyna nie jest aż tak szkodliwa dla zdrowia, jak substancje smoliste obecne w dymie tytoniowym. Ten alkaloid o działaniu psychostymulującym ma wprawdzie silny potencjał uzależniający, ale dotychczas nie uzyskano dowodów, które pozwoliłyby na przykład zaliczyć nikotynę do związków rakotwórczych u ludzi. Dlatego stosuje się ją we wszystkich produktach nikotynowej terapii zastępczej.

W 2016 r. PMI zaproponowało z IBD PAN przeprowadzenie niezależnych badań nad wpływem aerozolu z IQOS na komórki nabłonka oskrzeli, przeznaczając na nie grant.

– Zdecydowaliśmy się na te badania, ponieważ dotyczą każdego z nas – dym tytoniowy wdychają czynni i bierni palacze. Ma on wpływ na rozwój wielu chorób cywilizacyjnych i szkodzi zarówno tym, którzy palą, jak i niepalącym – komentuje prof. Szczepanowska.

Kompleksowe badania przeprowadzono na komórkach nabłonka oskrzeli, gdzie w pierwszym rzędzie osadzają się substancje powstające ze spalania papierosa, jak i z podgrzewania tytoniu. Naukowcy skoncentrowali się na funkcjonowaniu mitochondriów, czyli struktur komórkowych, których główną funkcją jest produkcja energii. Z tego powodu są one określane jako małe elektrownie komórkowe. Prawidłowe funkcjonowanie mitochondriów ma zasadnicze znaczenie dla komórki. Te centra energetyczne pozwalające jej żyć.

Mitochondria regulują też poziom wapnia i metabolizm tłuszczów i są miejscem, gdzie powstaje do 90 proc. tzw. reaktywnych form tlenu – wolnych rodników tlenowych. W nadmiarze są one bardzo szkodliwe, bo uszkadzają wiele cennych składników komórek, w tym białka, lipidy oraz DNA.

W doświadczeniach naukowcy porównywali wpływ, jaki na mitochondria i na całe komórki wywierają substancje z aerozolu IQOS oraz substancje powstające podczas spalania konwencjonalnego papierosa, za który posłużył wystandaryzowany do celów badawczych papieros referencyjny 3R4F.

Po siedmiu dniach ciągłego narażenia na składniki aerozolu IQOS komórki oskrzeli rosły w hodowli w sposób zbliżony do komórek kontrolnych, tj. niepoddawanych działaniu żadnych związków. W tym samym czasie komórki hodowane w obecności związków z dymu papierosowego rosły znacznie wolniej, a ich mitochondria były pofragmentowane. Podobny obraz otrzymano po 12 tygodniach. Pod wpływem substancji z dymu papierosowego proces oddychania w mitochondriach zachodził wolniej niż w komórkach poddanych działaniu aerozolu IQOS czy w komórkach kontrolnych. W efekcie znacznie spadał poziom wysokoenergetycznej cząsteczki ATP. – Jest potrzebna do większości procesów komórkowych – wyjaśnia współautor badania prof. Mariusz Więckowski.

W komórkach narażonych na działanie substancji z dymu papierosowego powstawało też znacznie więcej wolnych rodników tlenowych niż w komórkach, na które działały substancje z podgrzewania tytoniu. Większy był też poziom uszkodzonych białek.

– Te wyniki oznaczają, że redukcja szkodliwych substancji powstających podczas podgrzewania papierosa jest bardzo istotna – mówi prof. Szczepanowska. Dzięki temu aerozol z IQOS ma znacznie mniej niekorzystny wpływ na funkcjonowanie mitochondriów i komórek nabłonka oskrzeli niż dym papierosowy.

Obiecujące wyniki

Wyniki polskich badań są obecnie opracowywane i prezentowane na konferencjach naukowych. Przedstawiono je np. na 42. Kongresie Federacji Europejskich Stowarzyszeń Biotechnologicznych FEBS we wrześniu 2017 r. w Izraelu.

Badania nad IQOS, jako potencjalnie mniej szkodliwa alternatywą dla papierosów, PMI prowadzi już od dekady. W centrach badawczych w Szwajcarii i Singapurze firma zatrudnia ok. 430 osób prowadzących badania kliniczne i niekliniczne, które mają m.in. wykazać, czy IQOS może zmniejszać ryzyko występowania chorób związanych z paleniem papierosów. Badania są przygotowywane zgodnie z wytycznymi Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) odnośnie do wyrobów tytoniowych o zmniejszonym ryzyku (MRTP).

Badania kliniczne wykazały np., że u osób, które zrezygnowały z palenia papierosów na rzecz IQOS, poziom narażenia na analizowane szkodliwe substancje był zbliżony do tego, jaki odnotowano u osób po rzuceniu palenia.

– Szkodliwość wyrobów tytoniowych jest oczywista. Aczkolwiek moje podróże badawcze i rozmowy z naukowcami z wielu uniwersytetów oraz centrów badawczo-rozwojowych od USA po Japonię uświadomiły mi, że temat ograniczania szkodliwości wyrobów tytoniowych jest bardzo poważnie traktowany – mówi prof. Jerzy Duszyński, prezes Polskiej Akademii Nauk. – Wyniki wielu badań w tym obszarze są obiecujące, także tych przeprowadzanych w Polsce.