E-Zigaretten: Macht das Heizelement den Unterschied?

Frühe Ergebnisse einer aktuellen Studie warnen vor gravierenden Lungenschäden (EVALI) durch E-Zigaretten mit Heizelementen aus Nickel-Chrom-Legierungen. Die lebensbedrohlichen Komplikationen traten ohne Gebrauch von Nikotin oder THC auf, die bisher hauptverantwortlich gemacht worden waren.

Frühe Ergebnisse einer aktuellen Studie warnen vor gravierenden Lungenschäden (EVALI) durch E-Zigaretten mit Heizelementen aus Nickel-Chrom-Legierungen. Die lebensbedrohlichen Komplikationen traten ohne Gebrauch von Nikotin oder THC auf, die bisher hauptverantwortlich gemacht worden waren.

Forscher der University of California, Irvine (UCI) und der Huntington Medical Research Institutes (HMRI) waren eigentlich dabei, in einer größeren Studie die Auswirkungen von E‑Zigaretten und anderen Vaping-Produkten auf das kardiovaskuläre System zu untersuchen.
Denn: Vaping kann Blutdruck, Endotheldysfunktion und das Risiko für Myokardinfarkt und Apoplex erhöhen.1–3
Ein Zufall mündete jedoch in einer weiteren Entdeckung, die die Autoren als so bedeutsam empfanden, dass sie die ersten Resultate so schnell wie möglich veröffentlichen und somit möglichst viele Ärzte und E‑Zigaretten-Konsumenten weltweit darüber informieren wollten.4,5 Die Studie erschien vor Kurzem im Journal of the American Heart Association (JAHA).

Rostfreier Stahl versus Nickel-Chrom-Legierung

Im Herbst 2019 wurde das E‑Zigaretten-Gerät, mit welchem die Wissenschaftler bis dahin ein Jahr lang ihre Expositionen durchgeführt hatten, vom Markt genommen. Ein technisch vergleichbares Gerät wurde als Ersatz angeboten. Nur das Heizelement bestand nun, statt aus rostfreiem Stahl, aus einer Nickel-Chrom-Legierung.
"Binnen einer Stunde nach Beginn eines Experimentes sahen wir Zeichen für schwere Atemnot, angestrengtes Atmen, Giemen und Keuchen", sagt Erstautor Prof. Michael Kleinman, PhD. Anschließende Analysen des Lungengewebes zeigten eine schwere Kompromittierung und gravierende Veränderungen, die vor dem Wechsel des Gerätes nicht in der Form zu beobachten gewesen waren, darunter Lungenläsionen mit Verdickungen der alveolären Wände, entzündlichen Foci, Stauung von Erythrozyten, Obliteration alveolärer Räume und in einigen Fällen Pneumonitis. In den Bronchien fanden sich Akkumulationen von Fibrin, Entzündungszellen und Schleimpfropfen.

Seit Juni 2019 ist in den USA eine potenziell lebensbedrohliche Komplikation bekannt, die als EVALI (E‐cigarette or vaping product use–associated lung injury) bezeichnet wird. Typischerweise sind junge Männer nach kürzlichem Gebrauch von E‑Zigaretten betroffen, die mit akuter Atemnot vorstellig werden. Symptome umfassen Kurzatmigkeit, thorakales Engegefühl, Husten, Fieber und Fatigue. Die Autoren weisen insbesondere darauf hin, dass eine EVALI somit auch die unterschiedlichen Manifestationen von COVID‐19 imitieren kann.
Im Röntgen Thorax sind bilaterale pulmonale Infiltrate und in der CT Milchglas-Infiltrate charakteristisch. Histologisch fallen Pneumonitis, Bronchiolitis und alveoläre Schädigung auf. Stand März 2020 sind in den USA 2.800 dieser Lungenschäden und 68 Todesfälle berichtet worden.

Additive stellen wohl nur einen von mehreren schädlichen Faktoren dar

Da 82% der beschriebenen EVALI‑Fälle unter anderem auch ein Vaping von THC (Tetrahydrocannabinol) vorausging, vermutete die amerikanische Gesundheitsschutzbehörde CDC (Centers for Disease Control and Prevention), dass THC oder Canabidiol oder das Vitamin‑E-Acetat-Öl, welches zur Streckung dieser Additive benutzt wird, die Missetäter sein könnten. Darüber hinaus standen 57% der EVALIs in Zusammenhang mit dem Dampfen von Nikotin.

In der aktuellen Studie wurde die schwere Komplikation bei den Versuchstieren (Ratten) jedoch in Abwesenheit all dieser Substanzen unter kontrollierten Laborbedingungen ausgelöst, die viele der klinischen Funde bei Patienten mit EVALI reproduzieren. Der Zustand eines der Tiere entwickelte sich darunter so, dass das Veterinärteam es einschläfern musste. Dies legt nahe, dass der schwarze Peter nicht alleinig den Additiven zuzuschieben ist, wenngleich von diesen wahrscheinlich ebenfalls Risiken ausgehen.

Weitere Forschung und Reduzierung von Gefahren angezeigt

Das Geschehen könnte auch mit einer höheren Wattleistung in den Einstellungen der E‑Zigaretten zusammenhängen. Diesen ersten Untersuchungen werden zusätzliche Studien folgen, um herauszufinden, was das Lungenproblem verursacht.
"Auch wenn weitere Studien nötig sind, deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass spezifische Geräte und Leistungseinstellungen eine so zentrale Rolle in der Entwicklung von EVALIs spielen könnten wie die Additive. Die mit E‑Zigaretten und Vaping assoziierten Schäden sind schlicht nicht hoch genug einzuschätzen", resümiert Prof. Robert A. Kloner, PhD, wissenschaftlicher Leiter des HMRI.

Nutzer von E‑Zigaretten sollten davor gewarnt werden, dass der Betrieb auf hoher Leistungsstufe potenzielle Gefahren birgt, dass bestimmte Arten von Heizelementen schädlich sein können und dass ernste Lungenschäden möglicherweise unabhängig von THC, Vitamin-E-Acetat oder Nikotin eintreten können.

Referenzen:
1. Alzahrani, T., Pena, I., Temesgen, N. & Glantz, S. A. Association Between Electronic Cigarette Use and Myocardial Infarction. American Journal of Preventive Medicine 55, 455–461 (2018).
2. Ndunda Paul M & Muutu Tabitha M. Abstract 9: Electronic Cigarette Use is Associated With a Higher Risk of Stroke. Stroke 50, A9–A9.
3. Wang, J. B. et al. Cigarette and e-cigarette dual use and risk of cardiopulmonary symptoms in the Health eHeart Study. PloS One 13, e0198681 (2018).
4. Kleinman Michael T. et al. E‐cigarette or Vaping Product Use–Associated Lung Injury Produced in an Animal Model From Electronic Cigarette Vapor Exposure Without Tetrahydrocannabinol or Vitamin E Oil. Journal of the American Heart Association 9, e017368 (2020).
5. Heating in vaping device as cause for lung injury, study shows: Nicotine, THC or Vitamin E oil may not be the primary factor in e-cig or vaping product use-associated lung injury (EVALI). ScienceDaily https://www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200928163756.htm.

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