E-cigarett, eller E-cigg, associerad lungskada (EVALI) har sjukat tusentals människor, mest under 35 år. Studier har kopplat vitamin E acetat, en oljig substans i vissa vaping ejuice, till sjukdomen. Nu har forskare som rapporterar i ACS: s kemiska forskning inom toxikologi upptäckt en möjlig mekanism: E-vitamin acetat kan öka fluiditeten hos lung-ytaktivt medel, vilket gör att det ytaktiva skiktet kollapsar, vilket bidrar till symtom som andfåddhet och lunginflammation.
Lungorna består av alveoler, som är små hålrum där gasutbyte sker. Syre som andas in diffunderar över det alveolära membranet och in i kapillärerna, medan koldioxid passerar i motsatt riktning som ska utandas. Lung ytaktivt medel, en vätska som består av lipider och proteiner, täcker alveolernas inre yta, vilket minskar ytspänningen så att alveolerna lätt kan blåsa upp när någon inhalerar. Forskare vet fortfarande inte exakt hur det ytaktiva skiktet expanderar och kontraherar när en person andas in och ut, men en hypotes är att vissa lipider får “pressas ut” eller utvisas när alveolerna kontrakt, och sedan sprids över ytan igen när alveolerna expanderar. Drew Marquardt och kollegor undrade hur vitamin E acetat, som har hittats i lungorna hos de flesta EVALI-patienter men inte i friska kontroller, kan påverka denna process.
För att ta reda på, forskarna lagt ökande mängder av vitamin E-acetat till två modell lung ytaktiva ämnen i labbet: en som innehåller endast lipid dppc (den primära komponenten i lung ytaktivt medel), och den andra som innehåller en blandning av de fyra stora lipider i vätskan. Med hjälp av en kombination av neutron spin echo och liten vinkel neutronspridning fann laget att ökad koncentration av E-vitamin acetat ökade membranfluiditet och kompressibilitet för båda modellens ytaktiva ämnen, upp till en platå. Dessa fynd tyder på att i närvaro av vaping-tillsatsen kan monolayret för lung-ytaktivt ämne “klämma ut” lipider för tidigt under utandning och därmed bli instabilt. Forskarna noterar dock att dessa experiment utfördes i ett modellsystem utan proteinkomponenter eller alveoler, så mer arbete behöver fortfarande göras.