Исследование морфофункционального состояния легких и центральных органов детоксикации джунгарских хомячков (Phodopus sungorus) при длительном воздействии аэрозоля электронных сигаре

Введение. Многокомпонентный состав жидкостей для электронных систем доставки никотина (ЭСДН) представляет большую опасность для экологии, так как содержит чрезвычайно токсичные вещества. Несмотря на растущую популярность этого вида курения, данных о биологических эффектах длительного влияния состава электронных сигарет и вейпов на организм животных и человека недостаточно. Цель настоящей работы — исследовать морфофункциональное состояние легких и центральных органов детоксикации джунгарских хомячков при длительном воздействии аэрозоля ЭСДН.

Материалы и методы. Работа выполнена в 2021 г. на лабораторной колонии джунгарского хомячка, содержащейся на базе ИСиЭЖ СО РАН. 36 хомячков разделили на две группы. Животных опытной группы (10 самок и 10 самцов) в течение 80 дней подвергали воздействию пара, полученного при нагревании жидкости X-3 Yoghurt Pear. Процедуру проводили каждый день в течение 10 мин, по 2 раза с интервалом в 2 ч. Хомячков контрольной группы (8 самцов и 8 самок) помещали в затравочные камеры, но не подвергали воздействию пара. По завершении 80 дней эксперимента производили декапитацию животных и забор органов для изготовления микросрезов. Обзорные препараты окрашивали гематоксилином Бемера и эозином. Распределение коллагена определяли по методу Маллори. Гистологические препараты органов изучали в проходящем свете с помощью микроскопа.

Результаты исследования. У животных опытной группы в результате экспозиции токсичным паром выявлено наличие гомогенного вещества черного цвета среди клеток эпителия бронхов и в интерстиции альвеолярных мешочков. В паренхиме легкого обнаружены признаки развивающейся интерстициальной пневмонии, ателектаза и эмфиземы, обструктивного бронхита, что свидетельствует о нарушении вентиляционно-перфузионных отношений в легочной ткани и газообмена. В почках локализация гомогенного вещества отмечена в просвете канальцев нефрона. На светооптическом уровне основные признаки летального повреждения характерны для клеток нефротелия. Ярко выраженная дилатация капилляров почечного клубочка в совокупности со снижением площади почечных телец практически в 2 раза, по сравнению с контрольными образцами, указывает на нарушение гемодинамики и реабсорбционно-фильтрационной функции почек. В печени высокий уровень локализации гибнущих апоптозом темных гепатоцитов центролобулярной зоны дольки, эволюционно приспособленных к детоксикации, указывает на причастность к этому процессу токсических веществ, поступающих в печень с кровью.

Обсуждение и заключение. В ходе эксперимента доказано общепатогенное воздействие аэрозоля ЭСДН на легкие и органы детоксикации животных при длительном применении. Подобные исследование необходимы в условиях наблюдающегося роста потребления данных средств доставки никотина на мировом рынке.

1. Рудаков Н.А. История создания и продвижения электронных сигарет. Бизнес-образование в экономике знаний. 2019;1(12):76–82.

2. Оксузян А.В., Дубинин О.А., Халиуллина К.Р. Травматическое и токсическое действие электронных ис-парителей на организм человека. Modern Science. 2021;21:235–237.

3. Chadi N, Hadland SE, Harris SK. Understanding the Implications of the “Vaping Epidemic” among Adolescents and Young Adults: A Call for Action. Substance Abuse. 2019;40(1):7–10. https://doi.org/10.1080/08897077.2019.1580241

4. Cecchini MJ, Mukhopadhyay S, Arrossi AV, Beasley MB, Butt YM, Jones KD et al. E-Cigarette or Vaping Product Use-Associated Lung Injury: A Review for Pathologists. Archives of Pathology and Laboratory Medicine. 2020;(144(12)):1490–1500. https://doi.org/10.5858/arpa.2020-0024-RA

5. Schaffer S, Strang A, Saul D, Krishnan V, Chidekel A. Adolescent E-cigarette or Vaping Use-Associated Lung Injury in the Delaware Valley: A Review of Hospital-Based Presentation, Management, and Outcomes. Cureus. 2022;14(2):e21988. https://doi.org/10.7759/cureus.21988

6. Li Y, Dai J, Tran LN, Pinkerton KE, Spindel ER, Nguyen TB. Vaping Aerosols from Vitamin E Acetate and Tet-rahydrocannabinol Oil: Chemistry and Composition. Chemical Research in Toxicology. 2022;35(6):1095–1109. https://doi.org/10.1021/acs.chemrestox.2c00064

7. Мельникова И.М., Доровская Н.Л., Седова А.П., Мизерницкий Ю.Л. Структура потребления табакосо-держащих изделий подростками по результатам анкетирования. Российский вестник перинатологии и педиат-рии. 2020;65(4):307. https://doi.org/10.21508/1027–4065-congress-2020

8. Dai H, Leventhal AM. Association of Electronic Cigarette Vaping and Subsequent Smoking Relapse among Former Smokers. Drug and Alcohol Dependence. 2019;199:10–17. https://doi.org/10.1016/j.drugalcdep.2019.01.043

9. Gentzke AS, Creamer M, Cullen KA, Ambrose BK, Willis GB, Jamal A et al. Vital Signs: Tobacco Product Use Among Middle and High School Students — United States, 2011–2018. MMWR. Morbidity and Mortality Weekly Report. 2019;68(6):157–164. https://doi.org/10.15585/mmwr.mm6806e1

10. Burt B, Li J. The Electronic Cigarette Epidemic in Youth and Young Adults: A Practical Review. JAAPA: official journal of the American Academy of Physician Assistants. 2020;33(3):17–23. https://doi.org/10.1097/01.JAA.0000654384.02068.99

11. Bekki K, Uchiyama S, Ohta K, Inaba Y, Nakagome H, Kunugita N. Carbonyl Compounds Generated from Elec-tronic Cigarettes. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2014;11(11):11192–11200. https://doi.org/10.3390/ijerph111111192

12. Callahan-Lyon P. Electronic Cigarettes: Human Health Effects. Tobacco Control. 2014;23(Suppl. 2):ii36–ii40. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2013-051470

13. Cheng T. Chemical Evaluation of Electronic Cigarettes. Tobacco Control. 2014;23(Suppl.2):ii11– ii17. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2013-051482

14. Goniewicz M, Hajek P, McRobbie H. Nicotine Content of Electronic Cigarettes, Its Release in Vapour and Its Consistency across Batches: Regulatory Implications. Addiction. 2014;109(3):500–507. https://doi.org/10.1111/add.12410

15. Hutzler C, Paschke M, Krushinski S, Henkler F, Hahn J, Luch A. Chemical Hazards Present in Liquids and Va-pors of Electronic Cigarettes. Archives of Toxicology. 2014;88(7):1295–1308. https://doi.org/10.1007/s00204-014-1294-7

16. Jensen PR, Luo W, Pankow JF, Strongin RM, Peyton DH. Hidden Formaldehyde in E-Cigarette Aerosols. The New-England Journal of Medicine. 2015;372(4):392–394. https://doi.org/10.1056/NEJMc1413069

17. Allen J, Montalto M, Lovejoy J, Weber W. Detoxification in Naturopathic Medicine: A Survey. Journal of Al-ternative and Complementary Medicine (New York, N.Y.). 2011;17(12):1175–1180. https://doi.org/10.1089/acm.2010.0572

18. Lambert C, Li J, Jonscher K, Yang TC, Reigan P, Quintana M, et al. Acrolein Inhibits Cytokine Gene Expres-sion by Alkylating Cysteine and Arginine Residues in the NF-kappaB1 DNA Binding Domain. Journal of Biological Chemistry. 2007;282(27):19666–19675. https://doi.org/10.1074/jbc.M611527200

19. Mukhopadhyay S, Mehrad M, Dammert P, Arrossi AV, Sarda R, Brenner DS, et al. Lung Biopsy Findings in Severe Pulmonary Illness Associated with E-Cigarette Use (Vaping). American Journal of Clinical Pathology. 2020;153(1):30–39. https://doi.org/10.1093/ajcp/aqz182

20. Hilts P. Artificial Butter Suspected in Lung Disease. New York: New York Times. 2001.

21. Boylstein R. Identification of Diacetyl Substitutes at a Microwave Popcorn Production Plant. Case Study. Journal of Occupational and Environmental Hygiene. 2012;9(2):D33–D34. https://doi.org/10.1080/15459624.2011.639234

22. Gaffney SH, Abelmann A, Pierce JS, Glynn ME, Henshaw JL, McCarthy LA, et al. Naturally Occurring Diace-tyl and 2,3-Pentanedione Concentrations Associated with Roasting and Grinding Unflavored Coffee Beans in a Com-mercial Setting. Toxicology Report. 2015;2:1171–1181. https://doi.org/10.1016/j.toxrep.2015.08.003

23. Holden VK, Hines SE. Update on Flavoring-Induced Lung Disease. Current Opinion in Pulmonary Medicine. 2016;22(2):158–164. https://doi.org/10.1097/MCP.0000000000000250

24. Zhu SH, Sun JY, Bonnevie E, Cummins SE, Gamst A, Yin L, et al. Four Hundred and Sixty Brands of E-Cigarettes and Counting: Implications for Product Regulation. Tobacco Control. 2014;23(Suppl. 3):iii3–iii9. https://doi.org/10.1136/tobaccocontrol-2014-051670

25. Behar RZ, Davis B, Wang Y, Bahl V, Lin S, Talbot P. Identification of Toxicants in Cinnamon-Flavored Elec-tronic Cigarette Refill Fluids. Toxicology in Vitro. 2014;28(2):198–208. https://doi.org/10.1016/j.tiv.2013.10.006

26. Farsalinos K.E., Voudris V., Poulas K. E-Cigarettes Generate High Levels of Aldehydes Only in 'Dry Puff' Conditions. Addiction. 2015;110(8):1352–1356. https://doi.org/110.1111/add.12942

27. Phillips B, Titz B, Kogel U, Sharma D, Leroy, P, Xiang Y, et al. Toxicity of the main Electronic Cigarette Components, Propylene Glycol, Glycerin, and Nicotine, in Sprague-Dawley Rats in a 90-day OECD Inhalation Study Complemented by Molecular Endpoints. Food and Chemical Toxicology. 2017;109(Pt1):315–332. https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.09.001

28. Kim MD, Chung S, Baumlin N, Qian J, Montgomery RN, Sabater J, et al. The Combination of Propylene Gly-col and Vegetable Glycerin E-Cigarette Aerosols Induces Airway Inflammation and Mucus Hyperconcentration. Sci-entific Reports. 2024;14(1):1942. https://doi.org/10.1038/s41598-024-52317-8

29. Wawryk-Gawda E, Zarobkiewicz MK, Wolanin-Stachyra M, Opoka-Winiarska V. Inflammatory Markers Ac-tivation Associated with Vapor or Smoke Exposure in Wistar Rats. Frontiers in Immunology. 2025;16:1525166. https://doi.org/10.3389/fimmu.2025.1525166

30. Matsumoto S, Traber M. Leonard SW, Choi J, Fang X, Maishan M, et al. Aerosolized Vitamin E Acetate Caus-es Oxidative Injury in Mice and in Alveolar Macrophages. American Journal of Physiology. 2022;322(6):771–783. https://doi.org/10.1152/ajplung.00482.2021

31. Матвеевская Д.А., Кондратьева Е.В., Ослопова А.А., Солоненко М.А., Павличенко Е.В. Влияние безни-котинового вейпинга на морфологию некоторых органов в эксперименте. В: Материалы XVII межрегиональ-ной научно-практической конференции студентов и молодых ученых «Медицина завтрашнего дня», посвящен-ной 65-летию Читинской государственной медицинской академии. Чита, 17–20 апреля 2018 года. Чита: Редак-ционно-издательский центр Читинской государственной медицинской академии; 2018. С. 268–269.

32. Щукин М.В., Содбоев Ц.Ц., Шешенин М.Д. Влияние экологической обстановки мегаполиса на патоло-гии органов дыхания собак. В: Материалы II национальной научно-практической конференции. «Товароведе-ние, технология и экспертиза: инновационные решения и перспективы развития». Москва, 01 июня 2021 года. Москва: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Мос-ковская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии - МВА имени К.И. Скрябина»; 2021. С. 327–332.

33. Андросова О.Г., Аллазов Д.Р., Зинин М.С. Влияние электронных сигарет на печень (обзор литературы). Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2025;(96):154–163. https://doi.org/10.36604/1998-5029-2025-96-154-163

34. Семченко В.В., Барашкова С.А., Ноздрин В.И., Артемьев В.Н. Гистологическая техника: учебное посо-бие. Омск, Орел: Омская областная типография; 2006. 289 с.

35. Шемяков С.Е., Федосов А.А. Анатомия и гистология легких, глава I. В кн.: Респираторная медицина: руководство: в 5 т. Москва: ПульмоМедиа; 2024. 668 с. https://doi.org/10.18093/987-5-6048754-9-0-2024-1-18-47

36. Pawlina W, Ross MH. Histology: A Text and Atlas: With Correlated Cell and Molecular Biology. 8th Ed. USA: LWW Publ.; 2018.

37. Аминова Г.Г. Что считать структурно-функциональной единицей печени человека? Морфологические ведомости. 2018;26(4):35–38. https://doi.org/10.20340/mv-mn.18(26).04.35-38

38. Пальцев М.А., Пауков В.С., Улунбеков Э.Г. (ред.). Патология: руководство. Москва: ГЭОТАР-МЕД; 2002. 960 с.

39. Манских В.Н. Технические аспекты. Общая и органная патология. Т. 1. В кн.: Патоморфология лабора-торной мыши: в 3-х т. Москва: ВАКО; 2016. 208 с.