Thuốc lá điện tử tăng trưởng mạnh ở giới trẻ và người hút thuốc truyền thống [1], [2]. Nhiều người chọn thiết bị này vì tin rằng hơi nước tạo ra vô hại và giúp cai thuốc an toàn [3], [4]. Tuy nhiên, câu hỏi về tác động lâu dài lên sức khỏe mạch máu não đang gây lo ngại lớn trong giới y khoa [2].
Các nghiên cứu khoa học khẳng định thuốc lá điện tử gây rối loạn chức năng mạch máu và làm tổn thương trực tiếp hàng rào máu não [1], [2], [3]. Đáng chú ý, tác hại này không chỉ đến từ nicotin mà còn bắt nguồn từ chính các hợp chất không chứa nicotin và hương liệu tạo ra trong quá trình hóa hơi [1], [2], [5].
Cơ chế phá hủy lớp lá chắn bảo vệ não bộ
Hàng rào máu não (BBB) được cấu tạo bởi các tế bào nội mô vi mạch não liên kết chặt chẽ với nhau, đóng vai trò ngăn chặn độc tố xâm nhập vào mô thần kinh [6], [2]. Khi tiếp xúc với hơi thuốc lá điện tử, hệ thống phòng thủ này bị tấn công qua nhiều cơ chế phức tạp ở cấp độ tế bào [6], [3].
Thứ nhất là sự suy giảm các protein giữ nhiệm vụ kết nối tế bào [2]. Khói thuốc điện tử làm giảm biểu hiện của nhiều gen thiết yếu bảo vệ hàng rào máu não, đồng thời làm sụt giảm lượng protein Occludin và Glut1 tại các điểm nối chặt giữa các tế bào nội mô [2]. Khi các chốt chặn này lỏng lẻo, tính thấm của mạch máu tăng lên, làm mất đi sự toàn vẹn của hàng rào bảo vệ não [2], [3].
Thứ hai là tình trạng căng thẳng oxy hóa và tổn thương ty thể (nhà máy năng lượng của tế bào) [6], [3]. Hơi thuốc kích hoạt cơ chế căng thẳng oxy hóa thông qua sự gia tăng biểu hiện và dịch chuyển vào nhân của các yếu tố Nrf2 và NQO-1 trong tế bào nội mô vi mạch não [3]. Đồng thời, hoạt động của enzyme NOX-2 bị kích thích bởi các chất độc như acrolein (một loại aldehyde phản ứng sinh ra trong hơi thuốc), gây tổn thương mạch máu não, phổi và hệ tuần hoàn [4]. Tại ty thể tế bào nội mô não, dung dịch thuốc lá điện tử làm suy giảm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa (OXPHOS), phá vỡ điện thế màng khiến phân tử năng lượng ATP bị rò rỉ ra ngoài tế bào và làm tăng biểu hiện các kênh thụ thể P2X7r và TRPV1 gây hại [6].
Thứ ba là phản ứng viêm thần kinh và mạch máu [2], [7]. Tiếp xúc với hơi thuốc làm thay đổi tương tác giữa bạch cầu và tế bào nội mô theo hướng thúc đẩy viêm, làm tăng số lượng bạch cầu cũng như các cytokine tiền viêm trong máu [2], [7]. Sự kết hợp giữa viêm nhiễm, căng thẳng oxy hóa và hỏng hóc ty thể dẫn đến suy giảm chức năng nội mô và làm cứng thành động mạch [6], [3], [7].
Bằng chứng từ các nghiên cứu tiền lâm sàng và tế bào
Một nghiên cứu công bố năm 2022 trên dòng tế bào nội mô vi mạch não người (hBMVECs - dòng tế bào D3) đã kiểm tra tác động của môi trường chứa dung dịch thuốc lá điện tử nồng độ 35 ng/mL (loại có 1,8% nicotin hoặc 0% nicotin), đặt cạnh nhóm tiếp xúc ethanol (100 mM) và acetaldehyde (100 muM) [6]. Đo lường bằng máy phân tích Seahorse và kỹ thuật Western blot cho thấy nhóm tiếp xúc thuốc lá điện tử 1,8% nicotin bị suy giảm quá trình phosphoryl hóa oxy hóa ty thể, rò rỉ ATP ra ngoại bào và tăng biểu hiện gen P2X7r cùng TRPV1 (đo bằng qPCR) [6]. Khi thử nghiệm dùng chất đối kháng thụ thể P2X7r là A804598 ở liều 10 muM, mức độ hô hấp ty thể được phục hồi, ngăn chặn rò rỉ ATP và cải thiện chức năng rào cản trong thử nghiệm điện trở nội mô [6].
Một nghiên cứu khác năm 2021 thiết lập mô hình chuột hít khói thuốc lá thường và thuốc lá điện tử với lượng phân phối nicotin được chuẩn hóa tương đương nhau [2]. Giải trình tự RNA vi mạch não sau phơi nhiễm cho thấy sự suy giảm hàng loạt gen quan trọng của hàng rào máu não, giảm protein Occludin và Glut1 ở tất cả các nhóm tiếp xúc [2]. Đáng chú ý, những con chuột tiếp xúc với thuốc lá điện tử không chứa nicotin lại bị suy giảm khả năng nhận diện vật thể mới trong bài kiểm tra hành vi [2].
Về khả năng cung cấp nicotin và gây độc tế bào, một báo cáo tổng hợp năm 2022 dẫn lại nghiên cứu trên chuột so sánh nồng độ nicotin huyết thanh sau khi tiếp xúc hơi thiết bị JUUL, thuốc lá điện tử thế hệ cũ và thuốc lá truyền thống Marlboro Red [3]. Kết quả ghi nhận hơi từ thiết bị JUUL tạo ra nồng độ nicotin trong máu lên tới 136,4 ng/ml, cao hơn nhiều so với mức 17,1 ng/ml của thuốc lá điện tử thế hệ khác và 26,1 ng/ml của thuốc lá Marlboro [3]. Cùng báo cáo này cho biết việc cho tế bào nội mô vi mạch não nguyên phát của chuột tiếp xúc với chiết xuất hơi thuốc điện tử đã kích hoạt Nrf2, NQO-1, gây viêm tế bào và làm giảm độ bền vững của hàng rào máu não tương đương thuốc lá truyền thống [3].
Đối với độc tính của hương liệu, một đánh giá năm 2022 đã phân tích kết quả thử nghiệm 11 loại tinh dầu có mùi hương khác nhau được hóa hơi qua thiết bị thế hệ thứ nhất (dùng một lần) và thế hệ thứ hai (có thể châm lại tinh dầu) trên tế bào nội mô tĩnh mạch rốn người [5]. Hai mùi hương Quả mọng (Berry) và Thảo mộc (Herbal) thể hiện độc tính tế bào rất cao, làm giảm sự tăng sinh tế bào, biến đổi hình thái và phá vỡ lớp đơn bào nội mô dù không tạo ra lượng gốc tự do (ROS) nội bào đáng kể [5]. Thiết bị thế hệ thứ hai gây độc tính cao nhất trong các mẫu thử, tuy nhiên nghiên cứu có giới hạn là chưa làm rõ liệu cùng một công thức tinh dầu có được dùng đồng nhất cho mọi thiết bị hay không [5]. Ngoài ra, thử nghiệm cho tế bào cơ tim có nguồn gốc từ tế bào gốc vạn năng cảm ứng của người (hiPSC-MC) tiếp xúc với hương liệu quế (cinnamaldehyde) dạng lỏng và dạng đun nóng cho thấy sự biến đổi biên độ tín hiệu co bóp, nhịp đập, hình thái tế bào và gây rối loạn điện thế màng tế bào theo thời gian [5].
Dữ liệu thực nghiệm trên người hút thuốc
Tác hại của thuốc lá điện tử không chỉ dừng lại ở mô hình tế bào hay động vật mà đã được ghi nhận trực tiếp trên cơ thể người [4], [7]. Một nghiên cứu công bố năm 2019 kết hợp khảo sát trên người hút thuốc mãn tính và chuột thực nghiệm để tìm hiểu cơ chế gây hại mạch máu [4]. Ở người hút thuốc, chỉ một lần hút thuốc lá điện tử cấp tính đã gây suy giảm rõ rệt chức năng nội mô mạch máu khi đo bằng phương pháp giãn mạch qua trung gian dòng chảy [4]. Trên mô hình chuột đi kèm, hơi thuốc không chứa nicotin thậm chí gây hại cho chức năng nội mô, tăng chỉ số căng thẳng oxy hóa, viêm và peroxy hóa lipid nặng hơn cả hơi có nicotin; các tác hại này giảm đi ở chuột bị loại bỏ gen NOX-2 hoặc được dùng thuốc macitentan hay bepridil [4].
Một thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên, bắt chéo, mù đôi một phần được công bố năm 2023 đã tiến hành trên 40 người đang hút thuốc lá [7]. Những người tham gia được theo dõi trước và sau khi sử dụng thuốc lá làm nóng (HTP), thuốc lá điếu thông thường, thiết bị JUUL, hoặc thuốc lá điện tử điển hình (có hoặc không có nicotin) [7]. Thông qua xét nghiệm công thức máu, ELISA, xét nghiệm miễn dịch đa kênh và đo độ cứng động mạch, nhóm nghiên cứu phát hiện chỉ một lần sử dụng bất kỳ hệ thống phân phối nicotin nào hoặc thuốc lá điếu đều dẫn đến phản ứng viêm đáng kể, tăng số lượng bạch cầu và cytokine tiền viêm [7]. Các chỉ số viêm này tương quan thuận với sự gia tăng độ cứng thành mạch và suy giảm chức năng nội mô, qua đó làm tăng nguy cơ bệnh lý tim mạch [7]. Giới hạn được đặt ra là cần thêm các nghiên cứu quan sát dài hạn để theo dõi diễn tiến các thông số này theo thời gian [7].
Lợi ích, giới hạn bằng chứng và những hiểu lầm phổ biến
Một số ý kiến cho rằng thuốc lá điện tử không chứa hàng loạt chất gây ung thư như thuốc lá cháy truyền thống nên có thể xem là chiến lược giảm tác hại [1], [3]. Tuy nhiên, bằng chứng hiện tại cho thấy khả năng gây căng thẳng oxy hóa và phá hủy hàng rào máu não của thuốc lá điện tử không hề khác biệt đáng kể so với thuốc lá điếu [3].
Hiểu lầm lớn nhất của người tiêu dùng là tin rằng chọn tinh dầu "0% nicotin" sẽ bảo vệ được mạch máu và não bộ [2], [4]. Thực tế từ các nghiên cứu năm 2019 và 2021 chỉ ra điều ngược lại: các thành phần không phải nicotin trong dung dịch hoặc hình thành khi đun nóng chính là thủ phạm kích hoạt viêm và tổn thương nội mô mạnh mẽ [1], [2], [4]. Trong một số mô hình tiền lâm sàng, sự hiện diện của nicotin có biểu hiện làm dịu bớt tác động tiền viêm của các hợp chất không nicotin, khiến nhóm dùng hơi không nicotin đôi khi chịu tổn thương oxy hóa và suy giảm nhận thức trên chuột rõ rệt hơn [1], [2], [4]. Dù vậy, bản thân nicotin vẫn liên quan trực tiếp đến rối loạn hàng rào máu não, làm trầm trọng thêm tình trạng thiếu máu não cục bộ và viêm sau thiếu máu [3]. Do đó, cả hai loại có và không có nicotin đều độc hại cho hệ thần kinh mạch máu [2], [3], [4].
Ai nên đặc biệt thận trọng?
Thanh thiếu niên và người trẻ tuổi là nhóm đối tượng cần tránh xa thuốc lá điện tử đầu tiên [6], [2]. Việc sử dụng sản phẩm này ở tuổi thiếu niên đang gia tăng mạnh, làm gián đoạn đà giảm tỷ lệ dùng thuốc lá ở giới trẻ từng duy trì từ năm 1997 đến 2017 tại Mỹ, đẩy người trẻ vào nguy cơ phơi nhiễm độc tố thần kinh suốt cuộc đời [2].
Người có nguy cơ đột quỵ, bệnh lý mạch máu não hoặc tim mạch phải tuyệt đối thận trọng [3], [4], [7]. Nicotin và hơi thuốc làm tăng nguy cơ biểu hiện thiếu máu cục bộ, làm cứng động mạch và suy giảm chức năng nội mô ngay từ lần sử dụng đầu tiên [3], [7].
Những người thường xuyên uống rượu bia kết hợp hút thuốc lá điện tử cũng đối mặt với rủi ro kép [6]. Nghiên cứu cho thấy rượu (ethanol), chất chuyển hóa của rượu (acetaldehyde) và thuốc lá điện tử cùng tấn công ty thể tế bào nội mô não qua chung một con đường tín hiệu, làm suy yếu nghiêm trọng hàng rào máu não [6]. Người có bệnh nền hoặc đang dùng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước mọi quyết định liên quan đến các sản phẩm hỗ trợ cai thuốc.
Giải pháp bảo vệ mạch máu não trong đời sống
Không có ngưỡng an toàn cho việc hít các hợp chất hóa hơi từ thuốc lá điện tử đối với tế bào nội mô mạch máu [7], [5]. Cách áp dụng thực tế và hiệu quả nhất để bảo vệ hàng rào máu não là ngừng tiếp xúc với cả thuốc lá truyền thống lẫn các thiết bị thuốc lá điện tử, thuốc lá làm nóng [3], [7].
Người dùng không nên chuyển sang các loại tinh dầu tạo hương vị trái cây, thảo mộc hay quế với hy vọng giảm độc, bởi chính các hương liệu này cùng thiết bị công suất cao có thể trực tiếp giết chết tế bào nội mô và làm rối loạn nhịp đập tế bào cơ tim [5]. Việc hạn chế rượu bia song song với bỏ thuốc lá sẽ giúp giảm gánh nặng tổn thương lên ty thể tế bào mạch máu não [6]. Bên cạnh đó, duy trì lối sống lành mạnh, uống đủ nước, ăn uống cân bằng giàu chất chống oxy hóa tự nhiên và tập thể dục đều đặn là nền tảng cơ bản để duy trì sức khỏe nội mô mạch máu.
Tóm lại, thuốc lá điện tử không phải là lựa chọn thay thế vô hại như quảng cáo mà tiềm ẩn nguy cơ gây tổn thương hàng rào máu não, kích hoạt viêm và suy giảm nhận thức [2], [3], [4]. Cả nicotin, aldehyde độc hại lẫn hương liệu không chứa nicotin đều góp phần phá hủy lớp lá chắn bảo vệ não bộ [6], [4], [5]. Chủ động từ bỏ mọi hình thức thuốc lá và hỏi ý kiến bác sĩ khi cần hỗ trợ cai nghiện là bước đi thiết thực nhất để bảo vệ trí não và hệ tim mạch lâu dài.
