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Il vapore della sigaretta elettronica previene infezioni da virus e batteri

16 aprile 2019

Il vapore della sigaretta elettronica previene infezioni da virus e batteri

Pubblichiamo in esclusiva uno studio del professor Robert Molimard: il glicole propilenico vaporizzato è efficace nel distruggere batteri e virus; l’aumento di temperatura dell’aria inalata inibisce lo sviluppo dei virus. La sigaretta elettronica può dunque aprire nuove prospettive di ricerca nel campo della prevenzione delle epidemie batteriche e virali.

(tratto dalla rivista bimestrale Sigmagazine #10)

Robert Molimard

L’idea che il fumo di tabacco protegga dalle infezioni si è diffusa ai tempi delle catastrofiche epidemie di peste. Una tesi di laurea in medicina cita il lavoro di un medico olandese, il professor Diemerbroek, secondo il quale durante un’epidemia nella città di Londra gli edifici dove veniva preparato e venduto il tabacco erano stati risparmiati. Dopo essere sopravvissuto all’epidemia di Nimega del 1645, Diemerbroek era diventato un fervente sostenitore dell’effetto protettivo del fumo di tabacco. In contrasto con questa tesi, riconosceva tuttavia che in quell’occasione l’epidemia non aveva risparmiato i tabaccai olandesi. Eppure il fumo ha mantenuto a lungo questa reputazione. Durante le guerre napoleoniche, i medici che curavano i soldati malati o feriti negli ospedali parigini della Pitié e Salpêtrière fumavano per proteggersi dal contagio dei miasmi pestilenziali. Ce lo conferma Arvers, che cominciò a fumare proprio per questa ragione.
Quando apparvero le prime sigarette elettroniche, pensai a un’infatuazione passeggera per un aggeggio il cui unico interesse risiedeva nello sfidare impunemente il divieto di fumare negli spazi pubblici. Gli “svapatori”, grazie ad una gestualità simile, ad uno pseudo-fumo e a particolari sensazioni a livello orofaringeo (dette “hit”), erano indotti a comportarsi come se fumassero una vera sigaretta, e si illudevano di farlo. La maggior parte delle sigarette elettroniche fornisce anche nicotina. I fumatori la rilevano e sperimentano un’attivazione corticale, in contrasto con la sensazione di rilassamento muscolare dovuta alla stimolazione da parte della nicotina del neurone di Renshaw nel midollo spinale; sperimentano inoltre un senso di benessere, in relazione con il rapido aumento della glicemia, che potrebbe spiegare come mai alcuni fumatori accendano la loro prima sigaretta già al mattino presto. Solide argomentazioni ci inducono a ritenere che la potente dipendenza dal tabacco non possa essere spiegata esclusivamente sulla base di queste proprietà farmacologiche, come dimostrato dalla scarsa efficacia delle terapie sostitutive con nicotina rispetto al placebo; il successo commerciale di questi trattamenti resta relativamente modesto, malgrado le attive campagne di promozione e, in alcuni paesi come la Francia, il sostegno finanziario della previdenza sociale.
Mai previsione fu più errata! Il mercato delle e-cig cresce a ritmo esponenziale. La valutazione è più difficile in Francia, dove si calcola che 500.000 persone la utilizzino regolarmente. La sigaretta elettronica è ancora considerata solo un gadget. Per molti svapatori resta un divertissement, ma per altri diviene uno strumento per fumare meno o per smettere di fumare le normali sigarette. Questo utilizzo giustifica l’adozione di un approccio scientifico e metodologico allo studio della sua tossicità e dei potenziali effetti secondari.
Le e-cig sono progettate per simulare una sigaretta di tabacco. Alcune ne imitano la forma alla perfezione, altre somigliano più a un sigaro o alla pipa, ma si trovano in commercio anche modelli particolari e originali. Quando lo svapatore aspira, la depressione che si crea accende un LED posto all’estremità e attiva una batteria collegata a una resistenza (l’atomizzatore), riscaldando a 60°C un liquido che contiene il 92% circa di sostanze altamente igroscopiche (solitamente soluzioni di glicole propilenico, glicerolo, o entrambi). Il resto della miscela è composto da acqua, uno 0,9% di acido lattico (come conservante) e aromi vari, solitamente certificati per uso alimentare. L’aria calda vaporizza il liquido, che può così essere inalato, con tutti i suoi componenti, attraverso le vie aeree e i polmoni; qui, in un’atmosfera umida a 37°C, l’aria si satura completamente di vapore acqueo. L’aria espirata rientra in contatto con l’atmosfera esterna, solitamente più fredda, dunque con un punto di saturazione del vapore inferiore. L’eccesso di vapore si condensa in una nuvola visibile, che sembra fumo. A ciascun livello di umidità e di temperatura dell’aria corrisponde un punto critico in cui si produce la condensazione. Questa “nebbiolina” è più evidente quando la temperatura è bassa, mentre si dissipa rapidamente se l’aria non è satura di vapore acqueo.

Glicole propilenico

Una delle proprietà del glicole propilenico (PG), componente essenziale del liquido, ha una interessante applicazione in campo epidemiologico. In circostanze di guerra, è fondamentale poter contare su di uno strumento di prevenzione delle epidemie tra i soldati, per proteggerli dalle infezioni che si trasmettono per via aerea nelle caserme, ma anche da eventuali attacchi con armi batteriologiche. A questo scopo, si è pensato di sfruttare le forti proprietà antibatteriche, antimicotiche e antivirali del glicole propilenico, inalato per aerosol. Il vapore di PG è particolarmente efficace per la disinfezione dell’aria, perché penetra nei germi in sospensione nelle particelle di saliva dette “goccioline di Flügge”, alterandone il corredo enzimatico.Quest’effetto è stato dimostrato sperimentalmente in ambienti chiusi e ne sono state definite le condizioni ottimali. «Nelle condizioni sperimentali adottate, diversi tipi di batteri (quali pneumococchi, streptococchi emolitici, stafilococchi, Haemophilus influenzae, ecc.), come anche il virus dell’influenza, quando vengono polverizzati in ambienti che contengono vapori di PG, sono uccisi così rapidamente, che nessun microrganismo o virus può essere rilevato nella stanza dove viene condotto l’esperimento». Due colture batteriche, sospese in un brodo liquido, sono state polverizzate all’interno di una stanza sperimentale di 1m² per 2,5 m di altezza. I vapori di PG erano ottenuti mediante riscaldamento tra i 70 e gli 80°C, utilizzando una resistenza molto simile a quella delle sigarette elettroniche. In questo modo i topi risultavano protetti contro le infezioni da pneumococco.
Con concentrazioni di vapore di 1g per 2/4 m3 di aria, si osserva una sterilizzazione rapida e completa. Concentrazioni di PG molto basse, pari a 1g per 50 m3, sono sufficienti a uccidere gli pneumococchi ed Haemophilus influenzae.
La pressione del vapore di glicerolo è 100 volte più debole rispetto a quella del glicole propilenico. La sua inalazione per aerosol ottiene soltanto un lieve effetto antisettico. Anche l’azione antimicotica del PG è stata ampiamente dimostrata. Il vapore risulta più efficace rispetto alla stessa quantità di PG inalata per aerosol. Paradossalmente, in un brodo di coltura contenente dal 5 al 15% di PG, i germi prosperano e conservano la loro vitalità e virulenza.
Sono stati dimostrati effetti significativi sulle infezioni che si trasmettono per via aerea. In una casa di cura per bambini si è provveduto alla disinfezione dell’aria mediante vapori di glicole nel corso di 3 inverni consecutivi; nei reparti sottoposti a trattamento sono state diagnosticate 13 infezioni, contro le 132 riscontrate nei reparti di controllo. Anche l’inalazione di acido lattico per aerosol ha un effetto germicida. L’utilizzo di PG come disinfettante atmosferico è stato abbandonato perché, in ambienti aperti, è difficile ottenerne una concentrazione sufficiente. L’introduzione degli antibiotici, sostenuta dall’industria farmaceutica, ne ha reso ancor più superfluo lo sviluppo. Nonostante questi ostacoli, è tuttora riconosciuta l’utilità del PG per la disinfezione di superfici in ambienti interni e, in combinazione con l’etanolo, per disinfettare le mani.

Temperatura
Quando viene aspirato in bocca, il fumo di tabacco è caldo, quasi bollente se proviene da una pipa. Durante l’inalazione, la boccata di fumo si mescola a un po’ di aria più fresca. La temperatura dell’aria inalata è importante, perché interagisce con lo sviluppo di germi e virus.
Proseguendo le ricerche del microbiologo francese (e premio Nobel) André Lwoff, due équipe degli istituti Pasteur e Weismann hanno lavorato congiuntamente alla creazione di un apparecchio chiamato Rhinotherm®. Testato scientificamente su 205 pazienti, quest’apparecchio permette di inalare, attraverso le narici, aria umidificata e riscaldata; il conseguente aumento di temperatura della mucosa nasale, che sale a 43°C, è in grado di inibire lo sviluppo virale. Tre sedute di 30 minuti, realizzate a intervalli di 2-3 ore, si sono dimostrate sufficienti a curare una rinite infettiva nel 72% dei soggetti, mentre nel gruppo di controllo non trattato la percentuale è solo del 18%. Anche nei casi di rinite allergica persistente si è osservato un miglioramento prolungato. Purtroppo, quest’apparecchio non ha ottenuto il successo commerciale che si attendeva, forse a causa del suo peso (3,5 kg) e del costo elevato (350 Euro).

Sigaretta elettronica
La sigaretta elettronica combina gli effetti termici alle proprietà del glicole propilenico. Potrebbe dimostrarsi ancor più efficace degli aerosol di PG, anche in spazi chiusi, perché il vapore concentrato è inalato direttamente nelle vie aeree, ad una temperatura simile a quella ottenuta utilizzando il Rhinotherm®(circa 43°C). L’effetto antibatterico potrebbe essere potenziato dall’acido lattico, responsabile di quella particolare sensazione di irritazione della gola che gli svapatori chiamano “hit”. Inoltre il suo pH, estremamente basso, riduce notevolmente l’assorbimento e la diffusione della nicotina.

Controversie

Robert Molimard

Qualsiasi tematica collegata al tabacco scatena violente controversie, che coinvolgono il piano ideologico e finanziario. Nella maggior parte dei casi, gli svapatori utilizzano la ecig per smettere di fumare o ridurre il numero di sigarette. Da questo punto di vista, la sigaretta elettronica entra in concorrenza con l’industria del tabacco. Ma l’enorme potenziale di mercato rappresentato dai fumatori intenzionati a smettere non è sfuggito alle principali compagnie del tabacco (Imperial tobacco, Philip MorrisBAT, Altadis), che hanno infatti cominciato a fabbricare ecig o a comprare i marchi già esistenti. Una buona notizia per la salute pubblica. Se non fosse che, in questo modo, la sigaretta elettronica entra in competizione con i farmaci a base di nicotina, scatenando una battaglia feroce. Dopo un periodo in cui ciascuno escogitava le proprie formule segrete, si è stabilito che la composizione delle ecig debba essere esplicitamente dichiarata e controllata, come per qualsiasi altro prodotto. Il glicole propilenico (PG) non ha niente a che spartire con il glicole polietilenico (PEG), estremamente tossico. Tuttavia, alcuni campioni commerciali di PG potrebbero contenere impurità tossiche. I commercianti ben comprendono l’esigenza, per ragioni di credibilità, di verificare accuratamente la purezza dei loro prodotti. Le lobby farmaceutiche pretendono il divieto delle sigarette elettroniche, sostenendo che la loro assoluta innocuità non sia mai stata dimostrata. Ovviamente questo punto di vista non è condiviso dai produttori di ecig. Il glicole propilenico, ampiamente utilizzato come additivo alimentare e componente di farmaci e cosmetici, è classificato come una sostanza sicura. Prove di inalazione a lungo termine nell’animale non hanno mostrato effetti tossici. In base a una proposta della Commissione europea per una Direttiva sui prodotti del tabacco, il loro contenuto di nicotina non dovrebbe mai superare quello dei cerotti o delle gomme attualmente in commercio. Ma le lobby farmaceutiche mantengono un atteggiamento ambiguo, perché sono chiaramente interessate ad acquisire il controllo delle sigarette elettroniche e probabilmente anche a venderle. Per questo vorrebbero che fossero classificate come medicinali per smettere di fumare, e dunque sottoposte a rigidi protocolli farmaceutici. Le aziende produttrici di sigarette elettroniche giudicano strumentale e faziosa tale proposta della Commissione europea, in particolare per quanto riguarda la limitazione del contenuto di nicotina, motivata esclusivamente dalla volontà di ostacolare la diffusione delle ecig.

Discussione
L’effetto antibatterico del fumo di tabacco è tutt’altro che dimostrato, così come l’idea che la combustione produca sostanze ad azione disinfettante (per esempio, la formaldeide). È molto più verosimile che queste tesi derivino dal simbolismo della purificazione attraverso il fuoco, e dall’abitudine di utilizzare il tabacco per contrastare i cattivi odori nelle corsie d’ospedale. Le sigarette elettroniche producono vapore di glicole propilenicoin un’aria calda e umida. Timori irrazionali collegati all’utilizzo di PG incoraggiano la tendenza a preferire il glicerolo per produrre il vapore. Eppure, soltanto il PG sembra esercitare una significativa azione antibatterica e antivirale. La maggior parte dei liquidi contiene uno 0,9% di acido lattico, probabilmente utilizzato come conservante, per prevenire la degradazione del glicole propilenico. Anche gli aerosol di acido lattico sono efficaci per sterilizzare l’aria, ma non sono inodore e la loro elevata acidità può irritare la gola. L’acido lattico è presente nelle e-cig in commercio che non contengononicotina. Il suo basso pH può ridurre la diffusione e l’assorbimento di nicotina, cosa che non incide sulla sua azione disinfettante, ma contribuisce alla sensazione di “hit”. Gli altri componenti della miscela, come gli aromi, non esercitano alcuna azione specifica e, se anche dovessero rivelarsi responsabili di effetti secondari a lungo termine, questi sarebbero collegati soltanto all’uso regolare e prolungato.
Le sigarette elettroniche, combinando gli effetti del vapore di PG all’aumento di temperatura, potrebbero dimostrarsi ancor più efficaci dell’apparecchio creato dall’Istituto Pasteur, ed hanno l’ulteriore vantaggio di essere molto più leggere e facilmente disponibili. Le ecig monouso, piuttosto economiche, potrebbero essere impiegate per trattare semplici raffreddori di breve durata. Il fumo, prima di essere aspirato nei polmoni, si diffonde in bocca, dove la temperatura è di circa 37°C. Ho proposto un breve questionario in un forum di svapatori, ottenendo 88 risposte; 73 soggetti valutavano come “tiepida” la temperatura del vapore inspirato, 21 la descrivevano come “calda”, e soltanto 2 come “bollente”. In risposta ad un’altra domanda, 9 soggetti sostenevano di inalare il fumo direttamente nei polmoni (come fanno i fumatori di narghilè), mentre altri 68 affermavano di svapare mischiando le boccate di fumo all’aria esterna (esattamente come facevano fumando normali sigarette). Tale comportamento annulla l’effetto antibatterico dell’aumento di temperatura, compromettendone l’efficacia nell’uso abituale. Anche l’inalazione per bocca può esercitare un’azione antimicrobica. Una paziente (non fumatrice) è riuscita a guarire da un’amigdalite recidivante, resistente a qualsiasi trattamento, utilizzando in questo modo la sigaretta elettronica del marito, con un liquido senza nicotina. Ciononostante, i risultati migliori si ottengono inalando il vapore di ecig attraverso il naso. Il drip tip(o beccuccio) va inserito in una narice, comprimendola leggermente in modo da lasciar entrare solo l’aria satura del vapore proveniente dall’apparecchio. Allo stesso tempo, si tiene tappata l’altra narice, e si procede alternando le due narici. Con questo sistema, lo sbuffo giunge direttamente nella trachea e nei polmoni. Secondo Lwoff, la temperatura della mucosa nasale, compresa tra 31 e 36°C, favorisce la moltiplicazione virale. L’apparecchio da lui progettato consente di portare la temperatura a 43°C, a 2,5 cm all’interno delle narici, in modo da prevenire eventuali bruciature della mucosa nasale. In un hammam, l’aria satura di vapore acqueo può raggiungere i 50°C, senza causare alcuna lesione. Un potenziale rischio di ustione esiste invece per le sigarette elettroniche, in particolare se utilizzate con un atomizzatore a bassa resistenza, che permette di vaporizzare il liquido ad una temperatura di oltre 100°C. Ma questo rischio non costituisce un reale problema, perché nel corso di un’inalazione prolungata si percepisce chiaramente l’aumento della temperatura, ed è ovviamente possibile fermarsi se la si giudica eccessiva.
L’effetto antibatterico e antivirale del glicole propilenico, associato all’aumento di temperatura in un sistema come quello della sigaretta elettronica, merita di essere sottoposto a valutazione scientifica. Gli studi convenzionali, controllati e randomizzati, sono però molto complessi, costosi e difficili da applicare a gruppi di soggetti sani, in assenza di benefici clinici personali evidenti. Poiché i forum dedicati alla sigaretta elettronica su internet sono particolarmente attivi, si potrebbe contare sulla collaborazione degli svapatori. Un recente studio online ha coinvolto 1347 soggetti, permettendo di descrivere il loro profilo comportamentale nel giro di pochi mesi. Piuttosto che ricorrere a studi tradizionali, è probabilmente più utile che siano gli svapatori stessi, istruiti sulla possibile azione delle ecig, a valutarne gli effetti sulla frequenza e durata dei loro raffreddori stagionali.

(torna alla prima parte dell’articolo del professor Molimard)

tutti i diritti riservati Best Edizioni – traduzione dal francese di Barbara Sambo
Robert Molimard è professore onorario della Facoltà di medicina Paris-Sud, pioniere nella ricerca di tabaccologia


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