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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.

(continua a leggere la seconda parte dell’articolo del professor Molimard)

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