The implications of Vitamin E acetate in E-cigarette, or vaping, product use-associated lung injury

Abstract

In the summer of 2019, a cluster of cases were observed with users of battery-operated or superheating devices presenting with multiple symptoms, such as dyspnea, cough, fever, constitutional symptoms, gastrointestinal upset, and hemoptysis, that is now termed e-cigarette, or vaping, product use-associated lung injury (EVALI). The Centers for Disease Control and Prevention reported 2807 cases within the USA leading to at least 68 deaths as of February 18, 2020. The heterogeneous presentations of EVALI make diagnosis and treatment difficult; however, treatment focused on identifying and removal of the noxious substance and providing supportive care. Vitamin E acetate (VEA) is a likely cause of this lung injury, and others have reported other components to play a possible role, such as nicotine and vegetable glycerin/propylene glycol. EVALI is usually observed in adolescents, with a history of vaping product usage within 90 days typically containing tetrahydrocannabinol, and presenting on chest radiograph with pulmonary infiltrates or computed tomography scan with ground-glass opacities. Diagnosis requires a high degree of suspicion to diagnose and exclusion of other possible causes of lung disease. Here, we review the current literature to detail the major factors contributing to EVALI and primarily discuss the potential role of VEA in EVALI. We will also briefly discuss other constituents other than just VEA, as a small number of EVALI cases are reported without the detection of VEA, but with the same clinical diagnosis.

Alterações Histopatológicas No Sistema Respiratório Em Decorrência Do Uso De Cigarro Eletrônico

“…Dessa forma, pode acumular-se nos vacúolos de macrófogos alveolares causando reação inflamatória no tecido pulmonar. 1,3,5 Para análise microscópica, existem estudos em vivo, em vitro e experimentais em camundongos que demonstraram lesões em vias respiratórias em decorrência ao uso do e-ciggaret. Neles, são aplicados métodos para encontrar achados histopatológicos nas vias respiratórias, dentre eles: lavado broncoalveolar, biópsias transbrônquicas, criogênicas e em cunha cirúrgica, e coloração em lâminas.…”

“…Neles, são aplicados métodos para encontrar achados histopatológicos nas vias respiratórias, dentre eles: lavado broncoalveolar, biópsias transbrônquicas, criogênicas e em cunha cirúrgica, e coloração em lâminas. 1,2,3,8,9 Achados encontrados em estudos com seres humanos O lavado broncoalveolar foi realizado em pacientes com EVALI, de modo a destacar células inflamatórias, macrófagos, predominantemente, assim como neutrófilos, linfócitos e eosinófilos. 2,8 Os macrófagos encontrados no exame estavam distendidos e apresentavam numerosos vacúolos finos.…”

“…1 Uma das substâncias encontradas na lavagem broncoalveolar foi o acetato de vitamina E, composto pelo ácido acético e éster da vitamina E. Vários estudos sugeriram que o acetato de vitamina E afeta a capacidade do surfactante de manter a tensão superficial nos alvéolos pulmonares, induzindo ao colapso dos mesmos e dificuldade na respiração. 1,3,5 Quando há sua deficiência é necessário aumentar a pressão no alvéolo, fator que resulta na instabilidade pulmonar ao final da expiração e em maior risco de atelectasias, além da alteração da relação ventilação/perfusão (V/Q) nos alvéolos. 3,10 Outros exames também detectaram anomalias em pessoas que usaram CE, como as biópsias já referidas.…”

“…1,3,5 Quando há sua deficiência é necessário aumentar a pressão no alvéolo, fator que resulta na instabilidade pulmonar ao final da expiração e em maior risco de atelectasias, além da alteração da relação ventilação/perfusão (V/Q) nos alvéolos. 3,10 Outros exames também detectaram anomalias em pessoas que usaram CE, como as biópsias já referidas. Tais estudos revelaram padrão patológico de lesão pulmonar aguda que resulta em acúmulo de líquido nos pulmões e em redução de oxigênio no sangue, sendo dividido em fase inicial, exsudativa e proliferativa.…”

Sex Differences in E-Cigarette Use and Related Health Effects

“…Upon heating, the vegetable glycerin present in e-liquids forms acrolein, whereas the propylene glycol forms acetaldehyde and formaldehyde, which are retained in the respiratory tract at dramatically high rates [135]. Also, one of the harmful constituents is vitamin E acetate, which has been found in the bronchoalveolar lavage fluid of patients with EVALI (e-cigarette or vaping product use associated lung injury), a condition found more prevalent in young males (67%) than females [136][137][138]. While much remains to be determined about the lasting health consequences of acute and chronic exposures to these chemicals, the literature presented below in clinical and preclinical/experimental studies not only shows that there are negative health effects in various organ systems, but also that there are sex differences in the susceptibility to these effects and associated toxicity.…”