Вплив електронних систем доставки нікотину на ризик розвитку серцево- судинних захворювань: оцінка толерантності до фізичних навантажень

Незважаючи на неоднозначність відношення до електронних систем доставки нікотину (ЕСДН) з боку експертів у галузі охорони здоров’я та міжнародних організацій, що займаються проблемами куріння, кількість користувачів цими пристроями у світі невпинно зростає [2-7]. Так, згідно з опублікованими даними, поширеність користування електронними сигаретами (ЕС) у 27 країнах Європейського союзу в період з 2012 по 2014 рік. зросла з 7,2 до 11,6% [2].

Опитування, проведені в США, показали, що від 3,7 до 4,9% осіб >18 років користуються ЕСДН, у Великій Британії – 4% [5, 8,

13, 23]. Курили в минулому чи курять ЕС 8,5% дорослих мешканців Канади [6]. Вивчення мотивації щодо причини використання ЕСДН свідчить про те, що більшість користувачів обрали ці пристрої з метою відмови від куріння (від 57 до 97%), зниження інтенсивності куріння (від 58 до 92%), зменшення шкоди для здоров’я, зумовленої курінням (52%), для запобігання виникненню синдрому відміни (77%) та рецидиву куріння (77%) [1, 3, 10, 13, 15]. Слід враховувати, що вік, рівень освіти та статків, статус куріння опитаних суттєво впливають як на відношення до застосування ЕСДН, так і на можливість їх застосування. Згідно з даними дослідження J. M. Johnson [17], перехід до застосування ЕСДН характерний для осіб з помірно високим та високим ступенем нікотинової залежності. Останніми роками ставлення медичних працівників до використання цих девайсів змінюється. Проведені опитування показують, що медичні сестри та лікарі все частіше схиляються до використання ЕСДН з позицій концепції зниження ризику [17, 18, 19].

Це повідомлення – одне з низки статей щодо результатів дослідження впливу використання ЕСДН на показники серцево-судинної системи (ССС) [22]. Наразі активно вивчаються можливості застосування ЕСДН як альтернативи традиційному курінню в осіб, які не можуть або не мають бажання відмовитися від тютюну.

Наведено дані щодо показників толерантності до фізичного навантаження при використанні ЕСДН. Загальновідомо, що фізичне навантаження як фізіологічний стрес може виявити відхилення показників серцево-судинної системи, які не є очевидними в стані спокою, отже, саме тест із фізичним навантаженням використовується для визначення адекватності діяльності ССС [12, 13].

Мета дослідження – оцінити основні клініко-інструментальні характеристики, динамічні зміни толерантності до фізичного навантаження в курців при використанні ЕСДН (6-місячне спостереження).

Детальна характеристика учасників дослідження та методика його проведення описані в раніше опублікованому матеріалі [22].

Згідно з протоколом дослідження для оцінки толерантності до фізичного навантаження (ФН) обстежуваним на початку та через 6 міс програми проводилася проба з дозованим ФН. Тест виконували на тредмілі Valiant (Lode, Нідерланди) з електрокардіографом Сardio PC Professional (Innomed Medical, Угорщина) згідно з уніфікованим протоколом Bruce до досягнення субмаксимальної частоти серцевих скорочень (ЧСС; 90% від очікуваної максимальної ЧСС), розрахованої відповідно до статі, віку та маси тіла обстежуваного [12]. Проводилося вимірювання ЧСС в уд./хв, систолічного (САТ) та діастолічного (ДАТ) артеріального тиску в мм рт. ст. у спокої та на піку фізичного навантаження. Очікувану максимальну ЧСС (очЧСС_max, уд./хв) за віком визначали за формулами:

очЧСС_max = 208 - (0,7×вік) для чоловіків;

очЧСС_max = 206 - (0,88×вік) для жінок [12, 16].

Одними з найбільших показових результатів в аналізі переносимості ФН є потужність та час виконання навантаження до досягнення субмаксимальної ЧСС. Потужність виконаного навантаження оцінювали в МЕТ (показник метаболічного еквіваленту). Згідно з отриманими даними найбільший приріст потужності виконаного навантаження відзначено в групах використання iQOS та сумісного застосування iQOS і сигарет (6,54 та 5,91% відповідно) (табл.). Динаміка покращення цього показника в групі використання ЕС є не такою виразною, але нами відзначено, що серед тих, хто протягом 6 міс спостереження використовував тільки ЕС, показник потужності виконаного фізичного навантаження зріс у 4,4 раза порівняно з обстеженими з незмінною інтенсивністю куріння.

При аналізі шести груп найбільший час виконання ФН через півроку спостереження також відзначено в групі iQOS: 10 хв проти 8 хв 38 с у курців із незмінною інтенсивністю куріння, приріст часу виконання навантаження найбільший у групі комбінованого використання iQOS та сигарет (+6,53%), серед тих, хто використовував тільки ЕС,– ∆+4,66%.

Розрахунковий показник метаболічного еквіваленту (МЕТ_N) визначали за формулою:
МЕТ_N=VO2_max/3,5 [14]. Толерантність до ФН (ТФН) визначалася шляхом співвідношення показників досягнутого і розрахункового метаболічних еквівалентів (МЕТ/МЕТ_N). Показник <0,6 вказує на дуже низьку (ТФН=4), 0,6-0,75 – низьку (ТФН=3), 0,75-0,9 – середню (ТФН=2), понад 0,9 – високу працездатність (ТФН=1) [21]. На початку дослідження у всіх учасників відзначено високу працездатність (МЕТ/МЕТ_N >0,9), однак через 6 міс спостереження приріст ТФН був у 2,3 раза більшим серед тих, хто використовував лише iQOS, та вдвічі – серед споживачів ЕС, ніж у обстежених, які продовжували курити з незмінною інтенсивністю (табл.).

У ранніх фазах ФН серцева діяльність посилюється через зростання об’єму циркулюючої крові, що згідно з механізмом Франка-Старлінга опосередковується через ЧСС, саме тому гемодинамічне забезпечення ФН характеризується двома показниками: хронотропним резервом (ХР), що відображає серцевий компонент функціонального резерву, та інотропним резервом (ІР) міокарду – судинний компонент функціонального резерву [13]. ХР оцінювали за двома показниками: досягнутий ХР (досХР) та очікуваний ХР (очХР), що розраховували за формулами:

досХР = (досЧСС_max - ЧСС_спок)/ЧСС_спок;

очХР= (очЧСС_max - ЧСС)/ЧСС,

тобто отримували співвідношення різниці ЧСС на піку навантаження і ЧСС у спокої до ЧСС у спокої [12].

Як найбільш показовий в оцінці зміни ХР розраховували іХР = досХР/очХР. Максимальна динаміка цього показника відзначена в групах використання систем електронного нагріву тютюну – як ізольовано, так і сумісно із сигаретами (10,87 та 13,98% відповідно) – та серед користувачів лише ЕС (8,99%). Відзначене збільшення показника іХР, що вважається індикатором позитивного прогнозу щодо розвитку кардіоваскулярних подій, оскільки саме низький іХР асоціюється з підвищеним ризиком смерті серед пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями [13].

Визначався також досягнутий ІР міокарду, що являє собою різницю між досягнутим САТ на фоні максимального виконаного ФН і САТ у спокої: досІР = САТmax - CАТспок.

Значне зменшення цього показника (на 32,79%), що спостерігалося серед обстежених, які перейшли від куріння сигарет до ізольованого застосування iQOS, на наш погляд, зумовлено виразною вазодилатацією під час виконання ФН. Це, у свою чергу, повністю корелює з даними щодо покращення потікзалежної вазодилатації (ПЗВД) у цих обстежених та характеризує позитивну динаміку компенсаторних механізмів [22], хоча під час інтенсивного навантаження превалює загальна вазоконстрикція системи кровообігу, виключаючи навантажувальну мускулатуру, а також мозковий та кардіальний кровообіг, внаслідок максимальної стимуляції симпатичної нервової системи та зниження парасимпатичної активності [13].

Однією з величин, що аналізуються при проведенні проби з фізичним навантаженням, є оцінка максимального об’єму споживання кисню (VO2_max). Для жінок цей показник визначався за формулою: VO2_max = (4,38×tнав.хв - 3,9; для чоловіків – VO2_max = 14,8-(1,379×tнав.хв)+0,451×t2нав.хв) - (0,012×t3нав.хв) [13]. Цей показник відображає кількість кисню, що споживається при виконанні ФН та, відповідно, бере участь у клітинному метаболізмі. Його розрахункове значення залежить від статі, віку, фізичного стану, спадковості та клінічного статусу ССС [12, 13]. VO2_max залежить від серцевого викиду та максимуму артеріовенозної різниці за рО2 [12, 13]. Серцевий викид характеризують ударний об’єм (УО) та ЧСС; оскільки УО збільшується з підвищенням рівня навантаження, VO2_max в основному залежить від ЧСС, при цьому внесок максимальної артеріовенозної різниці за рО2 під час ФН становить 15-17% досягнутого VO2_max [12, 13]. Найбільший приріст протягом 6 міс спостереження досягнутого VO2_max відзначено в групі сумісного використання систем електронного нагріву тютюну та сигарет (+7,62%), ізольованого застосування iQOS (+4,55%) та ЕС -∆- -а%. Динаміка отриманих результатів свідчить про позитивні фізіологічні зміни серед обстежених, які змогли частково чи повністю відмовитися від куріння: збільшення об’єму максимального споживання кисню при ФН – показник покращення інотропної функції міокарду. Одним з показників, що підтверджує цей висновок, є також приріст часу виконання тредміл-тесту: у групі сумісного використання iQOS та сигарет +6,53%, серед обстежених, які відмовилися від куріння та застосовували лише електронні системи доставки нікотину, у групі iQOS +8,7%, ЕС – ∆4,71%.

Аналізуючи отримані дані в цілому, слід констатувати, що використання ЕСДН при повній або частковій відмові від куріння покращує толерантність до ФН, що є сприятливою прогностичною ознакою стосовно профілактики захворювань серцево-судинної системи.

Література

1. Adriaens K., Van Gucht D., Declerck P., Baeyens F. Effectiveness of the electronic cigarette: An eight-week Flemish study with six-month follow-up on smoking reduction, craving and experienced benefits and complaints. Int J Environ Res Public Health 2014; 11 (11): 11220-11248. doi: 10.3390/ijerph111111220.
2. Beard E., West R., Michie S., Brown J. Association between electronic cigarette use and changes in quit attempts, success of quit attempts, use of smoking cessation pharmacotherapy, and use of stop smoking services in England: time series analysis of population trends. BMJ 2016; 354: i4645 doi: http://dx.doi.org/10.1136/bmj.i4645.
3. Benowitz N.L., Burbank A. D. Cardiovascular toxicity of nicotine: Implications for electronic cigarette use. Trends Cardiovasc Med 2016; 26 (6): 515-523. doi: 10.1016/j.tcm.2016.03.001.
4. Brown J., Beard E., Kotz D., Michie M., West R. Real-world effectiveness of e-cigarettes when used to aid smoking cessation: a cross-sectional population study. Addiction 2014; 109 (9): 1531-1540 DOI: 10.1111/add.12623.
5. Brown J., West R., Beard E., Michie S., Shahab L., McNeill A. Prevalence and characteristics of e-cigarette users in Great Britain: findings from a general population survey of smokers. Addictive Behaviours 2014; 39 (6): 1120-1125. 10.1016/j.addbeh.2014.03.009.
6. Bullen C., Howe C., Laugesen M., McRobbie H. еt al. Electronic cigarettes for smoking cessation: a randomised controlled trial. Lancet 2013; 382 (9905): 1629-1637. doi: 10.1016/S0140-6736(13)61842-5.
7. Caponnetto P., Campagna D., Cibella F. et al. EffiCiency and Safety of an eLectroniccigAreTte (ECLAT) as tobacco cigarettes substitute: a prospective 12-month randomized control design study. PLoSOne 2013; 8 (6): e66317. doi: 10.1371/journal.pone.0066317.
8. Etter J.F., Bullen C. Electronic cigarette: users profile, utilization, satisfaction and perceived efficacy. Addiction 2011; 106 (11): 2017-2028. doi: 10.1111/j.1360-0443.2011.03505.x.
9. Farsalinos K.E., Spyrou A., Stefopoulos C. et al. Nicotine absorption from electronic cigarette use: comparison between experienced consumers (vapers) and naïve users (smokers). Sci Rep. 2015; 5: 11269. doi: 10.1038/srep11269.
10. Filippidis F.T., Laverty A. A., Gerovasili V., Vardavas C. I. Two-year trends and predictors of e-cigarette use in 27 European Union member states. Tob Control 2016 pii: tobaccocontrol-2015-052771. doi: 10.1136/tobaccocontrol-2015-052771. [Epub ahead of print].
11. Fiore M.C., Schroeder S. A., Baker T. B. Smoke, the chief killer-strategies for targeting combustible tobacco use. N Engl J Med. 2014; 370 (4): 297-299. doi: 10.1056/NEJMp1314942.
12. Fletcher G.F., Ades P. A., Kligfield P. et al. American Heart Association Exercise, Cardiac Rehabilitation, and Prevention Committee of the Council on Clinical Cardiology, Council on Nutrition, Physical Activity and Metabolism, Council on Cardiovascular and Stroke Nursing, and Council on Epidemiology and Prevention.Exercise standards for testing and training: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2013 Aug 20; 128 (8): 873-934.
13. Fletcher G.F., Balady G. J., Amsterdam E. A. et al. Exercise Standarts for Testing and Training a Statement for Healthcare Professionals from the American Heart Assoctiation. Circulation. 2001; 104: 1694-1740.
14. Goldenson N.I., Kirkpatrick M. G., Barrington-Trimis J.L. et al. Effects of sweet flavorings and nicotine on the appeal and sensory properties of e-cigarettes among young adult vapers: application of a novel methodology. Drug and Alcohol Dependence 2016; 168: 176-180, doi.org/10.1016/j.drugalcdep.2016.09.014.
15. Goniewicz M.L., 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. doi: 10.1111/add.12410.
16. Gulati M., Shaw L. J., Thisted R. A. et al. Heart rate response to exercise stress testing in asymptomatic women: the st. James women take heart project. Circulation. 2010; 122: 130-137.
17. Johnson J.M., Muilenburg J. L., Rathbun S. L. et al. Elevated Nicotine Dependence Scores among Electronic Cigarette Users at an Electronic Cigarette Convention.J Community Health. 2017 Jul 5. doi: 10.1007/s10900-017-0399-3. [Epub ahead of print].
18. Kalkhoran S., Alvarado N., Vijayaraghavan M. et al. Patterns of and reasons for electronic cigarette use in primary care patients. J Gen Intern Med. 2017 Jul 14. doi: 10.1007/s11606-017-4123-x. [Epub ahead of print].
19. Kanchustambham V., Saladi S., Rodrigues J. et al. The knowledge, concerns and healthcare practices among physicians regarding electronic cigarettes. J Community Hosp Intern Med Perspect. 2017 Jul 13; 7 (3): 144-150. doi: 10.1080/20009666.2017.1343076. eCollection 2017 Jul.
20. Ofei-Dodoo S., Kellerman R., Nilsen K. et al. Family Physicians’ Perceptions of Electronic Cigarettes in Tobacco Use Counseling. J Am Board Fam Med. 2017 Jul-Aug; 30 (4): 448-459. doi: 10.3122/jabfm.2017.04.170084.
21. Жарінов О.Й., Куць В. О., Тхор Н. В. Навантажувальні проби в кардіології. Навчальний посібник. – К.: Мед. світу, 2006.– 89 с.
22. Кваша Е.А., Срибная О. В., Смирнова И. П. и соавт. Оценка влияния электронных систем доставки никотина на риск сердечно-сосудистых заболеваний на основе функции эндотелия и определяющих её факторов / Здоров’я України.– № 11-12/2017. – C. 38-39.
23. Электронные системы доставки никотина: доклад ВОЗ / Electronic Systems transmit nicotine. WHO report. – M., 2014.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 15-16 (412-413), серпень 2017 р.