Wie Vapen die Lungenfunktion beeinträchtigt

Hintergrundinformationen zu E-Zigaretten und Vapes

Am 17. August 1965 wurde Herbert A. Gilbert vom US-Patentamt das erste Patent für eine «rauch- und tabakfreie Zigarette» erteilt. Der Patentanmeldung zufolge würden rauchlose Zigaretten «sicher und harmlos» sein, da sie anstelle von brennendem Tabak erhitzte, befeuchtete und aromatisierte Luft verwenden. Im Jahr 2003 liess ein chinesischer Pharmazeut den ersten Zerstäuber für elektronische Zigaretten patentieren, und Mitte der 2000er Jahre wurden E-Zigaretten schliesslich auf dem US-amerikanischen Markt eingeführt.

Die heutigen elektronischen Zigaretten oder E-Zigaretten werden unter verschiedenen Namen angeboten, unter anderem als E-Pens, E-Pipes, E-Hookah, E-Zigarren, JUULs, Vapes und Vape Pens. Übergreifend werden sie als Elektronische Nikotinabgabesysteme (Electronic Nicotine Delivery Systems, ENDS) bezeichnet. Die mit Lithium-Batterien betriebenen Geräte verfügen über Kartuschen, die mit Flüssigkeit, dem so genannten „E-Liquid“, gefüllt sind. Das Liquid wird erhitzt und in einen Aerosoldampf verwandelt, den der Nutzer inhalieren kann. Er enthält keinen Tabak, setzt sich jedoch in der Regel aus Nikotin, künstlichen Aromastoffen und mehreren giftigen Chemikalien zusammen.

Obwohl sie diese giftigen Chemikalien enthalten, betrachten viele Nutzer E-Zigaretten als eine weniger schädliche Alternative im Vergleich zum herkömmlichen Zigarettenrauchen und verwenden sie zur Raucherentwöhnung.

Vapen und junge Erwachsene

Aufgrund der massiven Werbung in Fernsehspots und in den sozialen Medien stieg der Konsum von E-Zigaretten bei Erwachsenen und Jugendlichen ab 2010 an. Im Jahr 2013 kannten 13,1 Millionen Schüler an US-amerikanischen High Schools und Mittelschulen E-Zigaretten. 2019 nutzten 25 % der US High School-Absolventen E-Zigaretten, und 2022 ergab eine CDC-Studie, dass 2,55 Millionen Schüler an US-amerikanischen High Schools und Mittelschulen in den letzten 30 Tagen mindestens einmal eine E-Zigarette konsumiert hatten.

Es ist nicht sicher, ob Jugendliche und junge Erwachsene auch dann mit dem Rauchen herkömmlicher Zigaretten begonnen hätten, wenn E-Zigaretten nicht verfügbar gewesen wären. Allerdings gibt es verschiedene Gründe, warum junge Nutzer von E-Zigaretten diese attraktiver finden als herkömmliche Zigaretten. In einer Umfrage nannten Jugendliche Gründe wie Neugierde, ansprechende Geschmacksrichtungen, Freunde, die auch Vapes konsumieren, niedrige Kosten und die Auffassung, dass E-Zigaretten gesünder seien als herkömmliche Zigaretten.

Da vor allem junge Erwachsene E-Zigaretten konsumieren, hat die American Lung Association die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) wiederholt aufgefordert, ihre Kontrolle von E-Zigaretten und verwandten Produkten aller Art zu verstärken, damit nicht noch eine Generation unter den Folgen tabakbedingter Krankheiten leiden muss.

Akute Lungenschädigung im Zusammenhang mit der Verwendung von E-Zigaretten oder Vaping-Produkten («E-cigarette or vaping product use associated lung injury», EVALI)

Ab 2019 ging die CDC Fällen nach, bei denen junge Patienten mit einer Reihe von Atemwegssymptomen wie Kurzatmigkeit, Brustschmerzen und Husten zu kämpfen hatten. Allen war gemeinsam, dass sie in den letzten drei Monaten E-Zigaretten oder Vaping-Produkte verwendet hatten. Diese idiopathische akute Lungenschädigung betraf 2807 überwiegend junge, gesunde Erwachsene und Jugendliche und führte zu 68 Todesfällen. Sie wurde unter der Bezeichnung «Akute Lungenschädigung im Zusammenhang mit der Verwendung von E-Zigaretten oder Vaping-Produkten» («E-cigarette or vaping product use associated lung injury», EVALI) bekannt.

Neben schweren Atemwegssymptomen wiesen die Röntgenbilder von Patienten, bei denen EVALI diagnostiziert wurde, Lungeninfiltrate auf. Sie gaben zudem an, dass sie THC-haltige E-Zigaretten konsumiert hatten, deren Liquids Vitamin-E-Acetat (VEA) enthalten. Nachdem man diese beiden Einflussfaktoren als Hauptursache für EVALI identifiziert hatte und die Öffentlichkeit eindringlich auf die gesundheitlichen Gefahren hingewiesen wurde, ging der Anstieg der EVALI-Fälle zurück. Da die Zahl der EVALI-Patienten zurückging und die COVID-19-Pandemie ausbrach, stellte die CDC 2020 ihre Untersuchungen und die Berichterstattung ein. Weil leider VEA weiterhin als der plausibelste Auslöser von EVALI angesehen wurde, verzögert sich die notwendige regulatorische Evaluierung anderer Chemikalien und Toxine, die potenziell für Lungenschäden im Zusammenhang mit E-Zigaretten verantwortlich sein könnten.

Vor dem EVALI-Ausbruch im Jahr 2019 gab es sporadische Berichte über Lungenschäden durch Vapen. Auch wenn viele Wissenschaftler nach dem «Ende» der EVALI-Ära die weitere Erforschung von E-Zigaretten und Lungenschädigungen eingestellt haben, untersuchen andere Mediziner, Wissenschaftler und Mitarbeiter des öffentlichen Gesundheitswesens weiterhin die langfristigen Auswirkungen und vielfältigen Verletzungsmechanismen von E-Zigaretten beim Atmungssystem.

Vaping-Aerosole

Die entzündungsfördernden Vaping-Aerosole führen zu einem erhöhten Atemwegswiderstand, zu Entzündungen und Ödemen sowie zu einer Ansammlung von ultrafeinen Partikeln und Schwermetallen in den Atemwegen. Zwar sind einige der schädlichen Verbindungen, die in Vaping-Aerosolen vorkommen, in Vaping-Liquids nicht vorhanden, jedoch scheint die Erhitzung der Aromastoffe neue Verbindungen in den Aerosolen zu erzeugen.

Die Aerosolverbindungen schwächen zudem die antibakteriellen und antiviralen Abwehrkräfte der Lunge, was die angeborene Immunität und die Reaktionsfähigkeit bei Infektionen beeinträchtigt, oxidativen Stress in der Lunge verursacht, DNA-Schäden hervorruft und die DNA-Reparatur verlangsamt.

Leider ist es bei der Vielzahl der heute auf dem Markt befindlichen Vaping-Produkte schwierig zu bestimmen, welche Komponenten in den verschiedenen Lösungen die grösste Gefahr für die Lunge darstellen.

Zukünftige Forschung zum Thema Vapen und dessen Auswirkungen auf die Lunge

Bei konventionellem Rauchen kann es Jahrzehnte dauern, bis sich eine COPD entwickelt, und bei den meisten Menschen treten Symptome erst ab 40 auf. Langfristige Auswirkungen des Vapens sind bisher kaum zu erkennen, da es sich um eine relativ neue Art des Rauchens handelt.

Daher sind weitere Studien erforderlich, um die tatsächlichen Auswirkungen des Vapens auf die Gesundheit der Atemwege und die Lungenfunktion zu verstehen. Dabei gibt es jedoch einige Hürden zu überwinden, um wirklich alle für die Lunge schädlichen Faktoren zu ermitteln. So gibt es unterschiedliche Verdampfer, wie z. B. die vierte Generation der Vape-Pens mit hoher Wattleistung, deren Aerosole Verletzungen der Atemwege und Hypoxien verursachen können, ganz zu schweigen von der Formaldehydbelastung. Zudem bereiten die vielen verschiedenen Vaping-Liquids und ihre Inhaltsstoffe ähnliche Probleme, da einige Hersteller behaupten, die Aromastoffe seien so sicher wie Lebensmittelzusatzstoffe, es aber kaum Informationen über die langfristigen Auswirkungen beim Einatmen dieser Stoffe gibt.

Aufgrund des innovativen Designs der Vape Pens und der ansprechenden Nikotinaromen erfreut sich das Vapen immer grösserer Beliebtheit, insbesondere bei der jüngeren Generation. Leider wird es noch einige Zeit dauern, bis die langfristigen gesundheitlichen Auswirkungen und die negativen Folgen für die Lunge bei dauerhaftem Vapen nachgewiesen werden können. Bis dahin können Ärzte nur zur Abstinenz raten, bis bessere gesundheitspolitische Massnahmen zur Verfügung stehen.