Comparados con cigarrillos tradicionales, los dispositivos «Heat, not Burn» se logran niveles más bajos de sustancias nocivas

Un equipo multidisciplinar de investigadores alemanes del Instituto Federal para la Evaluación de Riesgos, dirigidos por Najda Mallock, concluyen en “Archives of Toxicology” que los dispositivos para fumar HNB (Heat not Burn) contienen niveles más bajos de componentes nocivos y potencialmente nocivos comparados con los cigarrillos convencionales. En estos ingenios de “con calor, sin combustión” los investigadores germanos analizaron distintas sustancias como nicotina, agua, aldehídos y otros compuestos orgánicos volátiles que contiene el aerosol generado por estos dispositivos. Este estudio muestra que la liberación de nicotina es comparable a los cigarrillos pero los niveles de aldehídos están considerablemente reducidos (entre un 80 y un 95 por ciento) y los compuestos orgánicos volátiles disminuyen entre un 97 y un 99 por ciento.

Los consumidores de cigarrillos combustibles están expuestos a diferentes sustancias relevantes desde el punto de vista toxicológico que se asocian a efectos negativos para la salud. Los recientemente desarrollados dispositivos «con calor, sin combustión» (HNB, del inglés heat not burn) contienen niveles más bajos de componentes nocivos y potencialmente nocivos (HPHC, del inglés Harmful and Potentially Harmful Constituents) en sus emisiones en comparación con los cigarrillos de tabaco. No obstante, para desarrollar estrategias de evaluación del riesgo toxicológico, es necesario llevar a cabo más estudios independientes y normalizados en los que se aborde la reducción de HPHC.

Para ello, se generaron emisiones con un producto Heat not Burn disponible en el mercado siguiendo el régimen de consumo intensivo de Health Canada y se analizó la fase particulada total (TPM), la nicotina, el agua, los aldehídos y otros compuestos orgánicos volátiles (COV), que son los principales contribuyentes al riesgo para la salud. El estudio muestra que la liberación de nicotina es comparable a los cigarrillos combustibles habituales, y se observan niveles considerablemente reducidos de aldehídos (aproximadamente 80-95 %) y COV (aproximadamente 97- 99 %).

Se observó que las emisiones de TPM y nicotina no eran uniformes a lo largo del proceso de fumado. Nuestro estudio confirma que los niveles de los principales carcinógenos son considerablemente reducidos en las emisiones de los productos HNB analizados en comparación con los cigarrillos de tabaco convencional, y que el control de estas emisiones con el uso de procedimientos en máquinas de fumar normalizadas genera datos fiables y reproducibles que proporcionan una base útil a la hora de evaluar la exposición y los riesgos para la salud en humanos.

Hoy en día, el consumo de tabaco sigue siendo uno de los mayores riesgos inmediatos para la salud y fue el responsable de más de una de cada diez muertes en el año 2015 (GBD 2015 Tobacco Collaborators 2017). Como consecuencia, en los últimos años el control del tabaco se ha reforzado con múltiples medidas impulsadas, en parte, por la implementación del Convenio Marco de la OMS para el Control del Tabaco (CMCT) (Organización Mundial de la Salud 2018). Una de las estrategias de las tabacaleras para adaptarse a la creciente presión pública y política sobre la aplicación de más restricciones es el desarrollo de productos con un riesgo modificado o productos alternativos al tabaco que se supone que presentan un riesgo menor. Estas afirmaciones suelen basarse en niveles reducidos de sustancias tóxicas en las emisiones, aunque estos datos no pueden traducirse directamente en una reducción del riesgo para la salud. En particular, la OMS (Organización Mundial de la Salud 2014) también propuso estrategias de reducción de las sustancias tóxicas, abriendo así el debate sobre la viabilidad de los beneficios tanto para las poblaciones de fumadores como para los fumadores individuales.

En principio, los cigarrillos convencionales son productos con una alta complejidad. Un cigarrillo en combustión puede considerarse como una conexión de sistemas de combustión endotérmica y exotérmica (Baker et al. 2004), e incluso tratarse de algo más complejo, ya que existen múltiples mecanismos que afectan a la generación del humo (Muramatsu 2005). Los componentes del humo se generan en función de un gradiente de temperatura dependiendo de la combustión exotérmica en la punta en combustión. Durante las caladas, la temperatura puede alcanzar los 950 °C. Ahora bien, la mayoría de los compuestos se forman en reacciones endotérmicas en la zona adyacente de pirólisis-destilación, donde la temperatura disminuye aproximadamente de 600 a 200 °C (Baker et al. 2004). El humo de los cigarrillos está formado por unos 4800 compuestos (Rodgman y Green 2003); en el año 2000 había identificados 69 carcinógenos (Hoffmann et al. 2001), que se actualizaron a 98 componentes peligrosos en 2011 (Talhout et al. 2011). Fowles y Dybing propusieron un abordaje de priorización de los componentes del humo del tabaco mediante la aplicación de métodos de evaluación del riesgo toxicológico. Los investigadores identificaron que el 1,3-butadieno y otras sustancias como el acetaldehído eran los principales contribuyentes al riesgo de cáncer, con lo que sugirieron que los esfuerzos por reducir el efecto nocivo debían centrarse especialmente en los compuestos orgánicos volátiles (Fowles y Dybing 2003).

Los intentos de reducir la toxicidad del humo del tabaco se remontan a los años 60. Las estrategias iniciales pretendían reducir compuestos específicos con efectos ambiguos sobre los niveles de sustancias tóxicas globales (Baker et al. 2004). Otras estrategias para reducir los niveles de sustancias tóxicas incluyeron los filtros en la punta, la perforación del filtro, además de características técnicas como la porosidad del papel del cigarrillo y el procesamiento del tabaco (Hoffmann et al. 2001). Aunque el contenido en nicotina y alquitrán se ha reducido en más del 60 % desde los años 50, esta tendencia no puede asociarse a una disminución de las tasas de mortalidad entre los fumadores. Asimismo, la proliferación de los cigarrillos light se convirtió en un asunto controvertido. Pese al menor contenido en alquitrán y nicotina, si se tienen en cuenta la intensidad del fumado y los perfiles de los fumadores de largo recorrido, se observa que la exposición a sustancias tóxicas es incluso mayor (Hoffmann et al. 2001). Otros medios para reducir la toxicidad del humo del tabaco son limitados, ya que, en los cigarrillos convencionales no puede evitarse la combustión ni, en consecuencia, la pirólisis y la destilación. Teniendo en cuenta que los componentes más peligrosos del humo del tabaco se forman a una temperatura de entre 200 y 700 °C, una temperatura más baja puede limitar la formación de compuestos nocivos. Si bien los primeros dispositivos «con calor, sin combustión» (HNB, heat not burn) no se ganaron la aceptación del consumidor (Caputi 2016), estos sistemas tienen ciertas ventajas en términos de reducción de sustancias tóxicas en comparación con los cigarrillos convencionales (Henkler y Luch 2015).

En primer lugar, a diferencia de los cigarrillos light, la reducción del alquitrán y las sustancias tóxicas asociadas no está necesariamente relacionada con niveles más bajos de nicotina. Por tanto, es improbable que se aumente el consumo con el objetivo de compensar un aporte insuficiente de nicotina. En segundo lugar, informes previos indican que en los dispositivos HNB desarrollados recientemente pueden alcanzarse niveles más bajos de los carcinógenos relevantes. Actualmente, hay un nuevo producto de calentamiento de tabaco denominado «Tobacco Heating System 2.2» (THS2.2) que se comercializa en más de veinte países y cuyo fabricante afirma que la emisión de componentes nocivos y potencialmente nocivos (HPHC, harmful and potentially harmful constituents) se ha reducido en un 90 % en comparación con el cigarrillo 3R4F de referencia. Es importante señalar que se notificó una reducción demásdel95%enloquerespectaa los principales carcinógenos, incluido el benceno y el 1,3-butadieno, al generar emisiones utilizando el régimen de consumo intensivo de Health Canada (Schaller et al. 2016).

Desde el punto de vista de la evaluación del riesgo, es esencial comprobar los niveles de sustancias tóxicas (incluida la nicotina) que pueden alcanzarse de manera fiable en los productos de tabaco nuevos o modificados. Hay que aclarar si los procedimientos normalizados en máquinas de fumar y los métodos analíticos normalizados producen datos reproducibles que pueden utilizarse para comparar dispositivos y definir un estándar que debe cumplirse, siempre que las reducciones se reconozcan como relevantes. Esto también es un requisito previo importante para abordar el problema de los riesgos sanitarios presuntamente modificados o para proporcionar una evaluación del riesgo diferenciada en función de las características y especificaciones del producto. No obstante, las investigaciones independientes son escasas y se requieren con carácter urgente. Por este motivo, hemos analizado la corriente principal del humo emitido por los productos THS2.2 utilizando diferentes variantes de cartucho de tabaco disponibles en el mercado. Este estudio se centró, en particular, en el grupo de compuestos orgánicos volátiles y aldehídos carcinógenos de conformidad con el marco de priorización propuesto por Fowles y Dybing (2003). Los datos adquiridos aportan una base importante para abordar los riesgos sanitarios y los beneficios potenciales en términos de una exposición potencialmente reducida a los componentes toxicológicamente relevantes.

Se analizaron cuatro dispositivos de calentamiento de tabaco y dos variantes de cartucho de tabaco diferentes con una máquina de fumar LM4E (Borgwaldt, Hamburgo, Alemania) siguiendo el régimen de consumo intensivo de Health Canada (Health Canada 2000). En el Material complementario encontrará una descripción detallada del procedimiento analítico. En la Tabla 1 se incluye un resumen de los niveles de analitos medidos en las emisiones de ambas variantes de cartucho de tabaco. Se agruparon los valores obtenidos con todos los dispositivos utilizados y se compararon nuestros resultados de emisión con los niveles de la corriente principal del humo de diferentes cigarrillos combustibles, incluidos cigarrillos con bajo y alto contenido en alquitrán, cigarrillos «slim» o delgados, y cigarrillos de referencia, publicados por Counts et al. (2005). Expusimos las emisiones más bajas y altas por analito que podían originarse en las diferentes marcas y calculamos las reducciones correspondientes de nuestros resultados en forma de promedios de las variantes de ambos cartuchos de tabaco. Los niveles de nicotina en este estudio fueron más bajos en comparación con los datos proporcionados por el fabricante (Schaller et al. 2016) y también fueron más bajos, aunque estuvieron dentro del intervalo, en comparación con los cigarrillos convencionales (Counts et al. 2005). La fase particulada total (TPM) fue comparable a los resultados del fabricante y estuvo por encima de los valores de TPM de algunos cigarrillos combustibles. Con una reducción del 80-96 %, las emisiones de los compuestos de carbonilo formaldehído, acetaldehído, acroleína y crotonaldehído fueron considerablemente menores en comparación con los cigarrillos combustibles y comparables a las emisiones publicadas observadas por el fabricante (Schaller et al. 2016). De manera similar a los compuestos de carbonilo, las emisiones de los compuestos volátiles y semivolátiles benceno, 1,3-butadieno, isopreno, estireno y tolueno fueron, con una reducción del 97 hasta el 99 %, considerablemente menores en comparación con los cigarrillos combustibles (Tabla 1). De nuevo, el intervalo de valores hallado es similar a los datos del fabricante (Schaller et al. 2016). Para abordar la uniformidad de la liberación de nicotina y TPM durante el procedimiento de fumado, las 12 caladas del protocolo de fumado se dividieron en cuatro intervalos de tres caladas cada uno y se analizaron por separado. Se demostró que la liberación de nicotina y TPM no era uniforme, y se observaron emisiones más bajas al inicio. Consulte la información detallada en el Material complementario.

Para una evaluación en profundidad de los riesgos para la salud y los supuestos beneficios, es necesario llevar a cabo estudios independientes en diferentes laboratorios. Asimismo, nuestra intención no era únicamente reevaluar las emisiones de HPHC y compararlas con otros estudios, sino que también se pretendía utilizar los métodos normalizados utilizados por los órganos de vigilancia y establecerlos para esta aplicación en concreto. Se espera que en el futuro aparezcan más productos HNB de diferentes fabricantes en un mercado más amplio, que declaren niveles reducidos de sustancias tóxicas. Por tanto, los órganos de vigilancia necesitarán métodos normalizados para análisis de rutina de productos HNB a fin de comprobar las especificaciones declaradas y proteger a los consumidores ante posible información engañosa.

En este estudio, se aplicaron métodos basados en normas internacionales para investigar las emisiones de un nuevo producto HNB. Para ello, se utilizó una máquina de fumar lineal disponible en el mercado que, inicialmente, se había desarrollado para cigarrillos electrónicos. De esta forma, el procedimiento puede transferirse fácilmente. Nuestros datos presentan una buena correlación con algunas investigaciones recientes. En el reciente estudio de Li et al. se analizó un conjunto de HPHC —incluidos los aldehídos y los COV— en las emisiones del mismo producto HNB utilizando la norma ISO y el régimen de consumo intensivo de Health Canada (Li et al. 2018). Los datos presentados en nuestro estudio respaldan sus hallazgos y conclusiones. Farsalinos et al. analizaron la liberación de nicotina en el modelo anterior de HNB del mismo fabricante (Farsalinos et al. 2017). Los autores hallaron una mayor liberación de nicotina en comparación con el THS2.2 comercializado actualmente y que se analiza en el estudio que nos ocupa. En otro estudio en el que se utilizó un instrumento y una pauta de fumado personalizados se notificaron resultados similares para los aldehídos, aunque no para la nicotina (Auer et al. 2017). Un reciente estudio de Bekki et al., en el que también se utilizó el modelo anterior de HNB, se centró en nitrosaminas específicas del tabaco (Bekki et al. 2017). Los niveles determinados de nicotina, TPM y agua son comparables a los nuestros. Otro grupo desarrolló un método basado en la microextracción en fase sólida con espacio de cabeza para la evaluación semicuantitativa de COV emitidos por productos HNB (Savareear et al. 2017). La cuestión de la reducción de sustancias tóxicas es compleja, puesto que estos cálculos dependen del producto de referencia. Es importante señalar que nuestros datos confirman los valores absolutos de determinadas sustancias tóxicas en las emisiones del HNB analizado que están en consonancia con los datos publicados por el fabricante (Schaller et al. 2016). Además, nuestro estudio también está en línea con el documento informativo del Comité Asesor Científico de Productos de Tabaco (TPSAC) de la FDA estadounidense publicado actualmente (Food and Drug Administration 2018).

Otro punto interesante a destacar fue que las emisiones de partículas y nicotina no fueron uniformes durante el procedimiento de fumado. A diferencia de los cigarrillos electrónicos, en la Unión Europea no hay una regulación sobre la uniformidad de la liberación de nicotina en los cigarrillos convencionales. Si bien los productos HNB tampoco están regulados en términos de uniformidad de liberación de nicotina, la liberación variable observada puede afectar a la satisfacción del consumidor, a los niveles de nicotina en sangre y a las adaptaciones del comportamiento tabáquico, por lo que se requieren más investigaciones en el futuro.

En nuestro estudio hallamos niveles comparativamente elevados de alquitrán. Para los cigarrillos convencionales, el «alquitrán» se define como la fase particulada separada de la nicotina y el agua (ISO 4387:2000), con un límite de 10 mg de alquitrán por cigarrillo según lo establecido en el régimen de consumo de la norma ISO (ISO 3308:2012) de conformidad con los reglamentos europeos (EU 2014). Otro dato importante es que el contenido en agua en el humo del producto HNB es alto en comparación con los cigarrillos convencionales, lo que afecta al cálculo del CSEN en mayor medida que en los cigarrillos convencionales. El fabricante aplicó una configuración instrumental especial para evitar la pérdida de agua (Ghosh y Jeannet 2014). Este equipo especial no está normalizado ni es aplicable por los órganos de vigilancia. Por tanto, decidimos utilizar el método de extracción y titulación que ya se aplica en el análisis rutinario.

Aunque el valor de CSEN para los productos HNB puede calcularse formalmente del mismo modo que para los cigarrillos convencionales, las comparaciones directas pueden llevar a conclusiones erróneas. La TPM de los cigarrillos normales, que se definen como la parte que queda atrapada en el filtro (ISO 4387:2000), contiene sustancias tóxicas típicas que se ha confirmado que están considerablemente reducidas en el producto HNB analizado. En cambio, la proporción de humectantes en el CSEN de productos HNB es notablemente más elevada en comparación con los cigarrillos de tabaco convencionales.

Es posible que los niveles altamente reducidos de HPHC en las emisiones del dispositivo HNB analizado reduzcan la exposición a sustancias tóxicas. No obstante, cabe señalar que los protocolos llevados a cabo en máquinas de fumar son métodos normalizados diseñados para monitorizar emisiones fiables, pero no modelos exactos de exposición en humanos o comportamiento tabáquico. Se necesitan más estudios para abordar la magnitud de la reducción de la exposición. Sin embargo, las reducciones de sustancias tóxicas relevantes del 80- 99 % confirmadas en este documento son cuantiosas, lo que lleva a la cuestión relevante de la supuesta reducción del riesgo para la salud. Tal como proponen Fowles y Dybing, hay que establecer modelos de evaluación del riesgo que puedan sacar provecho del marco de priorización de carcinógenos en el humo de los cigarrillos (2003). Los componentes de la corriente principal del humo se han priorizado a tenor de sus concentraciones y sus factores de potencial canceroso. En un estudio reciente se hicieron cálculos con un conjunto de datos de THS2.2 y se concluyó, de manera provisional, que el potencial canceroso de los productos HNB eran más de un 10 % más bajo que el de los cigarrillos convencionales (Stephens 2018). Esto nos permite confirmar una reducción muy importante de los principales carcinógenos priorizados, como 1,3- butadieno, acetaldehído y benceno.

En varios estudios se abordaron los menores riesgos para la salud gracias a la reducción de la producción de humo de los cigarrillos de tabaco, y hay muchos datos disponibles (Inoue- Choi et al. 2018; Law et al. 1997; Pesch et al. 2012). Todavía no está claro si estos datos pueden aplicarse para generar un modelo de exposición reducida en relación con los productos HNB. Aunque se espera que haya riesgos modificados para la salud, es difícil proporcionar una estimación para ambas poblaciones y para los fumadores individuales.

Los productos HNB son una novedad en el mercado y se espera que otros fabricantes lancen nuevas versiones en esta categoría de productos. Por consiguiente, es esencial definir los criterios que deben cumplir estos nuevos productos. La evaluación analítica del contenido en HPHC en la corriente principal del humo puede ayudar a definir estos estándares. Por lo que respecta a un análisis de la relación riesgo/beneficio necesario para los nuevos productos de tabaco en Europa (2014/40/EU) (EU 2014), las reducciones considerables de los niveles de sustancias tóxicas pueden considerarse un beneficio discreto en comparación con el consumo de cigarrillos combustibles, incluso teniendo en cuenta que todavía están por explorar las consecuencias potenciales para la salud humana. Esto está en consonancia con los abordajes previos para los cigarrillos convencionales propuestos por la OMS (Organización Mundial de la Salud 2014).

Nuestra propuesta es que, para confirmar un beneficio en el contexto de la evaluación global del riesgo, los nuevos productos HNB deben demostrar niveles de HPHC comparables o menores en las emisiones que el dispositivo analizado. Los valores aplicables para los niveles de sustancias tóxicas deben minimizarse continuamente y reevaluarse cuando estén disponibles productos y tecnologías mejorados. Por el contrario, si solo muestran una pequeña disminución de los niveles de HPHC en comparación con los cigarrillos convencionales, se considerarán insuficientes. Además, también se debe evaluar si otros niveles de sustancias de relevancia toxicológica son elevados, como ya se ha hecho para el propilenglicol, glicerol, glicidol y acetol (Food and Drug Administration 2018). Así pues, deben realizarse más estudios; en primer lugar, deben publicarse más evaluaciones independientes sobre la emisión de sustancias tóxicas utilizando métodos normalizados por los motivos que se han mencionado anteriormente; y, en segundo lugar, debe investigarse si los productos HNB generan otras sustancias tóxicas y riesgos para la salud que se hayan pasado por alto hasta la fecha. Por último, más adelante será necesario evaluar el impacto a largo plazo sobre la salud pública.