CZ58996A3 - Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances - Google Patents

Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances Download PDF

Info

Publication number
CZ58996A3
CZ58996A3 CZ96589A CZ58996A CZ58996A3 CZ 58996 A3 CZ58996 A3 CZ 58996A3 CZ 96589 A CZ96589 A CZ 96589A CZ 58996 A CZ58996 A CZ 58996A CZ 58996 A3 CZ58996 A3 CZ 58996A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cigarette smoke
filter
biological
cigarette
smoke
Prior art date
Application number
CZ96589A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Ioannis Stavridis
George Deliconstantinos
Original Assignee
Ioannis Stavridis
George Deliconstantinos
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ioannis Stavridis, George Deliconstantinos filed Critical Ioannis Stavridis
Priority to CZ96589A priority Critical patent/CZ58996A3/en
Publication of CZ58996A3 publication Critical patent/CZ58996A3/en

Links

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

Vynález se týká způsobu odstraňování škodlivých sloučenin obsažených v cigaretovém kouři (NO, NOX, karcinogenních nitrosloučenin, volných radikálů, H2O2, CO, aldehydů a stopových prvků), které dosud byly nedostatečně zadržovány běžnými cigaretovými filtry. Způsob specificky zahrnuje obohacení běžných současných filtrů biologickými substancemi kovových iontů (Fe2+, Cu2+, Mg2+) komplexovaných s porfyrinovým kruhem jakož i Fe2+ iontů stereospecificky navázaných k proteinovým molekulám, buď odděleně nebo v kombinaci. Obohacení těchto běžných filtrů výše uvedenými biologickými substancemi nemění ani fyzikální vlastnosti cigaretového kouře (pach, chuť a vzhled) ani fyzikální vlastnosti filtru jako takového.The invention relates to a method for removing harmful compounds contained in cigarette smoke (NO, NOX, carcinogenic nitro compounds, free radicals, H2O2, CO, aldehydes and trace elements), which have not yet been sufficient retained by conventional cigarette filters. Specifically includes the enrichment of current current filters biological substances of metal ions (Fe2 +, Cu2 +, Mg 2+) complexed with the porphyrin ring as well as Fe2 + ions stereospecifically bound to protein molecules either separately or in combination. Enriching these conventional filters with the above biological substances does not change the physical characteristics of cigarette smoke (smell, taste and appearance) or the physical properties of the filter itself.

Description

Způsob odstraňování škodlivých oxidačních a karcinogenních těkavých nitrososloučenin z cigaretového kouře za použití biologických látekMethod for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitroso compounds from cigarette smoke using biological substances

Oblast technikyTechnical field

Předložený vynález se týká způsobu odstraňování škodlivých sloučenin,tj· oxidů dusíku, volných radikálů, aldehydů, peroxidu vodíku, oxidu uhelnatého, stopových prvků a karcinogenních těkavých nitrososloučenin, které jsou inhalovány při kouření cigaret, substancí, které až dosud nejsou dostatečně zadržovány za použití běžných cigaretových filtrů.The present invention relates to a method for the removal of harmful compounds, i.e., nitrogen oxides, free radicals, aldehydes, hydrogen peroxide, carbon monoxide, trace elements and carcinogenic volatile nitroso compounds which are inhaled when smoking cigarettes, substances which have not yet been sufficiently retained using conventional cigarette filters.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sada publikací v mezinárodních časopisech potvrzuje, že cigaretový kouř se dělí do dvou fází: a) pevné fáze (dehet) a b) plynné fáze. Tato separace se objevuje při použití typického Cambridge filtru ze skelných vláken, který odstraňuje 99,9 % částic, které jsou větší než 0,1 pm. Cigaretový dehet obsahuje výrazně vysoké koncentrace velmi stabilních volných radikálů, které mohou být klasifikovány do nejméně čtyř odlišných kategorií. Semichinony v rovnováze s chinonem a hydroxychinony jsou považovány za volné radikály s nejzajímavějšími chemickými vlastnostmi. Chinonový systém redukuje molekulární kyslík za vzniku superoxidu (02), který pak spontánní dismutací tvoří peroxid vodíku (H2O2). V plynné fázi je zde více než 1015 organických radikálů na zatáhnutí s poločasem životnosti menším než 1 sekunda, které jsou inhalovány. Je paradoxní, že však přes jejich mžikový poločas životnosti, si tyto radikály mohou udržet vysoké hladiny aktivity po více než 10 minut v plynné fázi. Ve skutečnosti je koncentrace těchto radikálů odpovídajícím způsobem zvyšována při přibližování se ke konci filtru cigarety. Vysvětlení tohoto paradoxu lze nalézt v udržení trvalého stavu; díky pokračující produkci volných radikálů (Pryor W.A., Stone K. , Ann.N.Y.Acad.Sci.686:12-28, 1993).A set of publications in international journals confirms that cigarette smoke is divided into two phases: a) solid phase (tar) and b) gas phase. This separation occurs using a typical Cambridge glass fiber filter which removes 99.9% of particles larger than 0.1 µm. Cigarette tar contains significantly high concentrations of very stable free radicals that can be classified into at least four different categories. Semichinones in equilibrium with quinone and hydroxyquinones are considered to be free radicals with the most interesting chemical properties. The quinone system reduces the molecular oxygen to form superoxide (O 2), which then spontaneously dismounts to form hydrogen peroxide (H 2 O 2). In the gas phase, there are more than 10 15 retractable organic radicals with a half-life of less than 1 second that are inhaled. Paradoxically, however, despite their flash half-life, these radicals can maintain high levels of activity for more than 10 minutes in the gas phase. In fact, the concentration of these radicals is correspondingly increased as they approach the end of the cigarette filter. An explanation of this paradox can be found in maintaining a lasting state; due to the continued production of free radicals (Pryor WA, Stone K., Ann.NYAcad.Sci.686: 12-28, 1993).

Oxid dusnatý (NO) je nejdůležitějším volným radikálem v plynné fázi cigaretového kouře, který se během kouření účastní reakčního sledu, kterým jsou vytvářeny oxid dusičitý, isoprenové radikály, peroxylové radikály a alkoxylové radikály. Cigaretový kouř také obsahuje odpovídající počet aldehydů, které přispívají k jeho toxickým účinkům. Bylo zjištěno, že okamžitá množství aldehydů extrahovaných z cigaretového kouře působí jak proteinový katabolismus tak oxidaci thiolových skupin plasmových proteinů. Tyto vlastnosti jsou přičítány aldehydům a jsou výsledkem reakcí mezi karbonylovou skupinou aldehydů a -SH a -NH2 skupinami plasmových proteinů. Například akrolein z cigaretového kouře rychle reaguje s -SH skupinami za vzniku karbonylových sloučenin (Alving K., Forhem C. a Lundberg J.M.,Nitric oxide (NO) is the most important free radical in the gas phase of cigarette smoke, which during the smoking process participates in the reaction sequence which generates nitrogen dioxide, isoprene radicals, peroxyl radicals and alkoxy radicals. Cigarette smoke also contains an adequate number of aldehydes that contribute to its toxic effects. It has been found that instantaneous amounts of aldehydes extracted from cigarette smoke cause both protein catabolism and oxidation of the thiol groups of plasma proteins. These properties are attributed to the aldehydes and are the result of reactions between the carbonyl group of the aldehydes and the -SH and -NH2 groups of the plasma proteins. For example, acrolein from cigarette smoke reacts rapidly with -SH groups to form carbonyl compounds (Alving K., Forhem C. and Lundberg J.M.,

Br.J.Pharmacol. 110:739-746, 1993). V dehtu cigaretového kouře jsou přítomny stopové prvky, například železo, měd, mangan a kadmium, které se účastní mnoha volných radikály produkujících reakcí a vedou ke tvorbě velmi aktivních sekundárních radikálů (např. peroxyradikálú, alkoxyradikálů, superoxidu, cytotoxických aldehydů atd.). Zavedení stopových prvků do plic během kouření cigarety vede k sériím redox reakcí jak v plicních kapalinách tak alveolárních makrofázích, což vede ke tvorbě velmi aktivních hydroxylových radikálů (OH*). Tyto hydroxylové radikály jsou většinou vytvářeny za přítomnosti železa Fentonovou reakcí. Měd může také tvořit hydroxylové radikály reakcí s peroxidem vodíku v plících. Mangan v nízkých koncentracích (IQ-7 Μ) , stimuluje rozpustnou guanylát cyklásu endotheliálních buněk plic vyvoláním produkce oxidu dusnatého a superoxidu mechanismem pozitivní zpětné vazby (Youn Y.K.t Lalonde C. a Demling R., Free Rad.Biol.Med.12:409-415, 1992). Oxid uhelnatý je produkován během spalování tabáku. Množství CO je zadrženo v plících i po exhalaci, což vede ke stimulaci rozpustné guanylát cyklásy po její interakci s herae skupinou enzymů endothe1 iálnich buněk a jiných buněk v plicní tkáni. Zvýšené hladiny cyklického GMP v buňkách, spojené s mechanismem pozitivní zpětné vazby zvyšují produkci oxidu dusnatého a superoxidu (Watson A., Joyce Η., Hopper L. a PrideBr.J.Pharmacol. 110: 739-746,1993). Trace elements such as iron, copper, manganese and cadmium are present in the tar of cigarette smoke, which are involved in many free radicals producing reactions and lead to the formation of very active secondary radicals (e.g., peroxy radicals, alkoxy radicals, superoxide, cytotoxic aldehydes, etc.). The introduction of trace elements into the lungs during cigarette smoking results in a series of redox reactions in both lung fluids and alveolar macrophages, resulting in the formation of very active hydroxyl radicals (OH *). These hydroxyl radicals are mostly formed in the presence of iron by a Fenton reaction. Copper can also form hydroxyl radicals by reaction with hydrogen peroxide in the lungs. Manganese in low concentrations (IQ Μ -7), stimulates the soluble guanylate cyclase of the endothelial cells, lung inducing the production of nitric oxide and superoxide through a positive feedback mechanism (Youn YK t Lalonde, C. and Demling, R., Free Rad.Biol.Med.12: 409 (1992). Carbon monoxide is produced during the combustion of tobacco. The amount of CO is retained in the lungs even after exhalation, resulting in stimulation of soluble guanylate cyclase after its interaction with the herae family of endothelial cell enzymes and other cells in lung tissue. Increased levels of cyclic GMP in cells associated with a positive feedback mechanism increase nitric oxide and superoxide production (Watson A., Joyce, Hopper L., and Pride)

N.B., Thorax 48:119-124, 1993). NO plyn, který muže produkován mnoha buněčnými typy, zahrnujícími vaskulární endotheliální buňky a retikulární endotheliální buňky, působí relaxaci hladkých svalů (Lowenstein C.J., Dinerman J.L., Snyder S.H.N.B., Thorax 48: 119-124,1993). NO gas, which can be produced by many cell types, including vascular endothelial cells and reticular endothelial cells, causes smooth muscle relaxation (Lowenstein C.J., Dinerman J.L., Snyder S.H.

Ann.Intern.Med.120:227-237,1994). Jsou zde také exogenní zdroje NO, které jsou považovány za podobně odpovědné za vyvolání poškození krevních cév a jiných tkání. Je dobře známo, že sekundární a terciární aminy mohou reagovat s nitrity a jinými nitrozačními činidly za vzniku N-nitrosoaminu (Lowenstein C.J., Dinerman J.L., Snynder S.H. Ann. Intern.Med. 120:227-237, 1994). Od roku 1974 mnoho studií demonstrovalo, že během sklizně, lisování tabáku a kouření jsou alkaloidy nitrosovány na tabákové specifické N-nitrosoaminy (TSNA). Z TSNA identifikovaných v tabáku a/nebo jeho kouři jsou N-nitrosonornikotin (NNN),Ann.Intern.Med.120: 227-237, 1994). There are also exogenous sources of NO, which are considered similarly responsible for causing damage to blood vessels and other tissues. It is well known that secondary and tertiary amines can react with nitrites and other nitrosating agents to form N-nitrosoamine (Lowenstein C.J., Dinerman J.L., Snynder S. H. Ann. Intern. Med. 120: 227-237, 1994). Since 1974, many studies have demonstrated that during harvesting, tobacco pressing and smoking, alkaloids are nitrosated to tobacco-specific N-nitrosoamines (TSNA). Among the TSNAs identified in tobacco and / or its smoke are N-nitrosonornicotine (NNN),

4-(methylnitrosoamino)-l-(3-pyridyl)-l-butanon (NNK) a 4-(methylni trosoamino)-l-(3-pyridyl)-l-butano 1 (NNAL) silnými živočišnými karcenogeny. NNN indukuje tumor v plících myši, tumory trachey u křečků a tumory dutiny nosní a esofágu u krys. NNK vyvolává tumory plic u myší, křečků a krys a také tumory jater, nosní dutiny a pakreatu u krys. Orální nanášení směsi NNN a NNK elicituje tumory v orální dutině a plících krys. Typické množství jak NNK tak NNN v hlavním proudu cigarety je 200 ng/cigaretu (Hecht S.S., Spratt T.E. a Trushing N. Carcinogenesis, 9:161-165, 1988).4- (methylnitrosoamino) -1- (3-pyridyl) -1-butanone (NNK) and 4- (methylnitrosoamino) -1- (3-pyridyl) -1-butano1 (NNAL) by strong animal carcenogens. NNN induces tumor in the lungs of mice, tumors of the trachea in hamsters and tumors of the nasal cavity and esophagus in rats. NNK induces lung tumors in mice, hamsters and rats as well as liver, nasal cavity, and pancreatic tumors in rats. Oral administration of a mixture of NNN and NNK elicits tumors in the oral cavity and rat lungs. A typical amount of both NNK and NNN in a mainstream cigarette is 200 ng / cigarette (Hecht S.S., Spratt T.E. and Trushing N. Carcinogenesis, 9: 161-165, 1988).

Náš současný výzkum, týkající se vlivu cigaretového kouře na tkáň plic zjistil, že NO reaguje se superoxidem za vzniku silné oxidačního radikálu peroxynitri tu (ONOO-), který vyvolává sekundární poškozující reakce v klíčových biomolekulách. Jak metabolické tak škodlivé účinky NO v buňkách byly studovány v naší laboratoři v pokusech in vitro a in yivo.Our recent research on the effect of cigarette smoke on lung tissue has found that NO reacts with superoxide to produce a strong oxidative radical peroxynitrite (ONOO-), which causes secondary damaging reactions in key biomolecules. Both the metabolic and harmful effects of NO in cells have been studied in our laboratory in vitro and in yivo experiments.

NO se oxiduje, za přítomnosti kyslíku, na oxid dusičitý (NO2). Rychlost této oxidace závisí na koncentraci kyslíku a druhé mocnině koncentrace NO. Oxid dusičitý je jasně cytotoxický a je transformován na nitrit a nitrát ve vodných roztocích. Navíc tvoří NO komplexy se stopovými prvky a/nebo s metaloproteiny, například hemoglobinem (Wink D.A., Darbyshire J.F., Nims R.W., Saavedra J.E. a Ford P.E., Chem.Res.Toxicol. 6:23-27, 1993).NO is oxidized, in the presence of oxygen, to nitrogen dioxide (NO2). The rate of this oxidation depends on the oxygen concentration and the square of the NO concentration. Nitrogen dioxide is clearly cytotoxic and is transformed into nitrite and nitrate in aqueous solutions. In addition, NO forms complexes with trace elements and / or metalloproteins, such as hemoglobin (Wink, D.A., Darbyshire, J. F., Nims, R. W., Saavedra, J. E., and Ford, P. E., Chem. Res. Oxicol. 6: 23-27, 1993).

NO, který reaguje se superoxidem za vzniku škodlivé sloučeniny ONOO může působit určité typy superoxidové toxicity. ONOO' je neobvykle stabilní, což je v souladu s jeho silným oxidačním potenciálem (+1,4 V). Během rozkladu vytváří silně oxidační deriváty, zahrnující hydroxylový radikál, oxid dusičitý a nitroniový ion. Následkem toho jakákoliv modifikace v NO a superoxidové produkci tkáněmi může vést ke tvorně silných sekundárně oxidačních radikálů (Deliconstantinos G., Villiotou V., Stavrides J.C., Cancer MOl.Biol. 1:77-86, 1994). Konečně ONOO' a jeho estery (RO-ONO nebo RP-ONO2) mají sklon působit inaktivaci alfa-l-proteinasového inhibitoru (alPI). Toto může být přičteno skutečnostem, že:a) peroxid vodíku samotný nepůsobí rychlou inaktivaci aPlI, ale působí pouze za přítomnosti NO, kdy se tvoří ONOO* a probíhá rychlá inaktivace alPI, b) roztoky terc.butylperoxynitritú (RO-O-O-NO2) nebo ONOO* působí inaktivaci 1PI samotné a c) aminy a aminokyseliny chrání 1PI protenasu před rychlou inaktivaci (Mořeno J.J. a Pryor W.A., Chem.Res.Toxicol. 5:425-431, 1992). Mimo volné radikály obsažené v cigaretovém kouři představují aktivované alveolární makrofágy další důležitý zdroj produkce volných radikálů kuřáky. Alveolární makrofágy aktivované cigaretovým kouřem při dýchání praskají, což vede ke zvýšené produkci* kyslíkových volných radikálů (hlavně 0*2, NO a H2O2). U kuřáků je objevuje zvýšené množství jak alveolárních makrofágů tak cirkulujících neutrofilů. Kyslíkové volné radikály cigaretového kouře byly také zahrnuty do vývoje rakoviny plic. Inhalovaný cigaretový kouř působí zvýšený oxidační stres v plicních buňkách, vedoucí k redukci v koncentraci intracelulárních antioxidantů, H2O2 reaguje, přes produkci hydroxylových radikálů, s DNA buněk a působí rozrušení dvoujitého řetězce. Protože tomuto přerušení může být zabráněno přídavkem katalásy, jsou tak nepřímo potvrzeny škodlivé účinky H2O2 a hydroxylových radikálů na celulární DNA (Leanderson P., Ann.N.Y. Acad.Sci. 686:249-261, 1993). Navíc H2O2 může působit transformaci v tracheálním epithelu plic a byly spojeny v vývojem bronchogenního karcinomu u kuřáků. Tato škodlivá úloha H2O2 (obsaženého v cigaretovém kouři) v buňkách plic a vývoji rakoviny plic je tak silně naznačena. Dehet z cigaretového kouře obsahuje jak semichinonové radikály a železo, tak vytvořený systém pro produkci hydroxylových radikálů. Různé stopové prvky obsažené v dehtu cigaretového kouře (Fe, Cu, Mn, Cd) mohou působit jak intracelulárně tak extracelulárné. Fe2 + dobře známou Fentonovou reakcí:NO, which reacts with superoxide to produce the harmful compound ONOO, may cause certain types of superoxide toxicity. ONOO 'is unusually stable, consistent with its strong oxidation potential (+1.4 V). During decomposition, it strongly forms oxidizing derivatives, including the hydroxyl radical, nitrogen dioxide and nitronium ion. Consequently, any modification in NO and superoxide tissue production may result in creatively strong secondary oxidation radicals (Deliconstantinos G., Villiotou V., Stavrides JC, Cancer M.Biol. 1: 77-86, 1994). Finally, ONOO 'and its esters (RO-ONO or RP-ONO2) tend to inactivate the alpha-1-proteinase inhibitor (alPI). This can be attributed to the fact that: (a) hydrogen peroxide alone does not cause rapid inactivation of aPlI, but acts only in the presence of NO, producing ONOO * and rapid inactivation of alPI; ONOO * acts to inactivate 1PI alone and c) amines and amino acids protect 1PI protenase from rapid inactivation (Mořen JJ and Pryor WA, Chem.Res.Toxicol. 5: 425-431, 1992). In addition to the free radicals contained in cigarette smoke, activated alveolar macrophages are another important source of free radical production by smokers. Alveolar macrophages activated by cigarette smoke burst when breathing, leading to increased production of * oxygen free radicals (mainly 0 * 2, NO and H2O2). Increased levels of both alveolar macrophages and circulating neutrophils appear in smokers. Oxygen free radicals of cigarette smoke have also been involved in the development of lung cancer. Inhaled cigarette smoke causes increased oxidative stress in lung cells, leading to a reduction in the concentration of intracellular antioxidants, H2O2 reacts, through the production of hydroxyl radicals, to the DNA of the cells and causes double strand disruption. Since this interruption can be prevented by the addition of catalase, the harmful effects of H2O2 and hydroxyl radicals on cellular DNA are thus indirectly confirmed (Leanderson P., Ann.NY Acad. Sci. 686: 249-261, 1993). In addition, H2O2 can cause transformation in the tracheal epithelium of the lung and have been linked in the development of bronchogenic cancer in smokers. This harmful role of H2O2 (contained in cigarette smoke) in lung cells and the development of lung cancer is thus strongly indicated. The cigarette tar tar contains both semichinone radicals and iron and a system for producing hydroxyl radicals. The various trace elements contained in the tar of cigarette smoke (Fe, Cu, Mn, Cd) can act both intracellularly and extracellularly. Fe 2 + well-known Fenton reaction:

Fe2+ + H2O2 > Fe3+ + OH' a OH* působí pletoru oxidační reakce hydroxyÍovými radikály. Podobně j produkce hydroxy1ových radikálů může být dosaženo u Cd2*. Mn2* ( |Fe 2+ + H 2 O 2> Fe 3+ + OH 'and OH * cause the oxidation reaction to the hydroxyl radical. Similarly, production of hydroxyl radicals can be achieved in Cd 2 *. Mn 2 * (|

je charakteristický stimulátor rozpustné guanylát cyklasové j aktivity. Cd2* obsažený v cigaretovém kouři je výjimečně [ toxický v plicích. U kuřáků se objevuje dvojnásobek normální E koncentrace Cd2* v jejich plicích. Toto naznačuje, že Cd2* ( nahrazuje Zn2* za přítomnosti normálního stavu v endothelu j plicních cév (Kostial K., v: Trace Elements in Human and . Jis a characteristic stimulator of soluble guanylate cyclase activity. Cd 2 * contained in cigarette smoke is exceptionally [toxic in the lungs. Smokers experience twice the normal E concentration of Cd 2 * in their lungs. This suggests that Cd 2 * (replaces Zn 2 * in the presence of a normal state in the endothelium of the lung vessels (Kostial K., in: Trace Elements in Human and. J

Animal Nutrition (vyd.W.Mertz) páté vyd., sV.2:319-345, jAnimal Nutrition (ed. W.Mertz) fifth ed., SV.2: 319-345, j

Academie Press, Inc.Orlando, Fl. 1986). Aldehydy-přítomné v cigaretovém kouři, reagují s -SH a -NHz skupinami proteinů ihned a stávají se inertními. Krotonaldehyd ( a, 0 nenasycený aldehyd obsažený v cigaretovém kouři snižuje koncentraci -SH skupin a zvyšuje koncentraci karbonylproteinů (Stadtman E.R.,Academic Press, Inc.Orlando, Fl. 1986). The aldehydes present in cigarette smoke react immediately with the -SH and -NH 2 groups of proteins and become inert. Crotonaldehyde (a, 0 unsaturated aldehyde contained in cigarette smoke decreases the concentration of -SH groups and increases the concentration of carbonylproteins (Stadtman E.R.,

Science 257:1220-1224, 1991).Science 257: 1220-1224 (1991).

V současnosti jsou velmi doporučovány cigaretové filtry.Currently, cigarette filters are highly recommended.

Okamžitým účinkem přidání filtrů k cigaretám je dosažení | maximálního zadržení škodlivých sloučenin přítomných jak v plynné tak v pevné fázi v cigaretovém kouři. Epidemiologické studie u kuřáků ukázaly, že zde je dávkově závislá bez ohledu na to, zda je cigaretový kouř podáván v plynné fázi, pevné fázi nebo kombinované fázi (Surgeon General of U.S.Public íThe immediate effect of adding filters to cigarettes is to achieve maximum retention of harmful compounds present in both the gaseous and solid phase in cigarette smoke. Epidemiological studies in smokers have shown that it is dose-dependent here whether cigarette smoke is administered in the gas phase, the solid phase or the combined phase (Surgeon General of U.S.Public

Health Service. The health consequences of using smokeless { tobacco, N.H.Publ.No 86-2874, Bethesda, MD, 1986). Bylo zjištěno, že modifikace cigarety je sama praktickým přiblížením k redukcí škodlivých sloučenin obsažených v cigaretovém kouři. Toho bylo nejprve dosaženo použitím běžných filtrů a pak změnou složení tabáku chemickým zpracováním.Health Service. The health consequences of using smokeless (tobacco, N.H.Publ. No 86-2874, Bethesda, MD, 1986). It has been found that modification of the cigarette is itself a practical approximation to the reduction of harmful compounds contained in cigarette smoke. This was achieved first by using conventional filters and then by changing the tobacco composition by chemical treatment.

Změny ve výrobě cigaret byly také provedeny za použití S porézního papíru nebo papíru vyrobeného z tabákových listů. V posledních 15 letech bylo vynaloženo mnoho úsilí na to, aby kouření méně poškozovalo zdraví: snížením množství kouře naChanges in cigarette production were also made using porous paper or paper made from tobacco leaves. Much effort has been made over the last 15 years to make smoking less harmful: by reducing the amount of smoke to

Ί cigaretu; změnou průměru cigarety; a použitím perforovaných filtrů. Perforované filtry umožňuji zředění cigaretového kouře vzduchem až na 50 %. V kombinaci s perforovanými filtry bylo také použito aktivní uhlí. Toto bylo následováno výraznou redukcí výtěžků dehtu a nikotinu v kouři. Takové techniky se používají zejména pro rozvinuté země jako je Rakousko, Kanada, Francie, Německo, Švédsko, Anglie a USA. Průměrný výtěžek dehtu a nikotinu v americké cigaretě byl snížen ze 39 mg a 2,7 mg v roce 1955 na 13 mg a 1 mg v roce 1991. V Evropském společenství trend snižování obsahu dehtu a nikotinu v cigaretovém kouři ještě pokračuje. Horní povolená hranice dehtu v lednu 1993 je 15 mg a má být snížena na 12 mg na počátku ledna 1998. Nicméně v jiných zemích je obsah dehtu v cigaretovém kouři 22 mg (Mitacek E.J., Brunneman K.D., Pollednak A.P., Hoffman D. a Suttajit M., Prev.Med.20:764-773, 1991). Změny provedené ve výrobě cigaret vedly ke specifickému odstranění určitých toxických substancí z cigaretového kouře; specifičtěji byly zavedeny celulozoacetátové filtry, které umožňují parciální odstranění polotěkavých fenolů a těkavých N-nitrosoaminů (Brunnermann K.D., Hoffman D., RecentΊ cigarette; changing the cigarette diameter; and using perforated filters. Perforated filters allow the cigarette smoke to be diluted with air up to 50%. Activated carbon was also used in combination with perforated filters. This was followed by a significant reduction in tar and nicotine yields in the smoke. Such techniques are used in particular for developed countries such as Austria, Canada, France, Germany, Sweden, England and the USA. The average yield of tar and nicotine in an American cigarette was reduced from 39 mg and 2.7 mg in 1955 to 13 mg and 1 mg in 1991. In the European Community, the trend of tar and nicotine reduction in cigarette smoke is still ongoing. The maximum permitted tar threshold in January 1993 is 15 mg and is to be reduced to 12 mg in early January 1998. However, in other countries the tar content of cigarette smoke is 22 mg (Mitacek EJ, Brunneman KD, Pollednak AP, Hoffman D. and Suttajit M 20: 764-773 (1991). The changes made in cigarette production have led to the specific removal of certain toxic substances from cigarette smoke; more specifically, cellulose acetate filters have been introduced that allow partial removal of semi-volatile phenols and volatile N-nitrosoamines (Brunnermann K.D., Hoffman D., Recent

Adv.Tobacco Res. 17:71-112, 1989). Oxid uhelnatý je selektivně redukován použitím perforovaných filtrů. Koncentrace karcinogenních polynukleárních aromatických uhlovodíků (PAH) byla selektivně redukována za použití tabáku obohaceného nitrity. Nicméně redukce PAH v tabáku za použití vysokých koncentrací nitritu vede k nežádoucímu zvýšení karcinogenních N-nitrosoaminů, proto bylo nutné redukovat PAH alternativními prostředky (Hoffman D., Hoffman I., Wynder E. 1., Lung Cancer and the Changing Cigarette in Relevance to Human Cancer of N-Nitroso-compound, Tobacco Smoke and Mycotoxins. (vyd.Adv.Tobacco Res. 17: 71-112 (1989)]. Carbon monoxide is selectively reduced using perforated filters. The concentration of carcinogenic polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) was selectively reduced using nitrite-enriched tobacco. However, the reduction of PAH in tobacco using high nitrite concentrations leads to an undesirable increase in carcinogenic N-nitrosoamines, so it was necessary to reduce PAH by alternative means (Hoffman D., Hoffman I., Wynder E. 1., Lung Cancer and the Changing Cigarette in Relevance to Human Cancer of N-Nitroso Compound, Tobacco Smoke and Mycotoxins.

O'Neill I.K., Chen J. a Bartsch H.) sv.105:449-459, 1991).O'Neill I.K., Chen J. and Bartsch H.) vol.105: 449-459, 1991).

Z výše uvedeného je zřejmé, že je nezbytné vyrobit filtr |From the above it is clear that it is necessary to produce a filter

Ji sJi s

c schopný odstranění škodlivých oxidů dusíku, volných radikálů, _________ peroxidu vodíku, aldehydů a karcinogenních nitrososloučenin, i které jsou všechny odpovědné za škodlivé vlivy cigaretového kouře na respirační a kardiovaskulární systém. Pro j identifikaci škodlivých sloučenin obsažených v cigaretovém | kouři byly provedeny chemické, biologické experimenty. jc capable of removing harmful nitrogen oxides, free radicals, _________ hydrogen peroxide, aldehydes and carcinogenic nitroso compounds, all of which are responsible for the harmful effects of cigarette smoke on the respiratory and cardiovascular systems. To identify harmful compounds contained in a cigarette smoke, chemical, biological experiments were performed. j

Provedené chemické experimenty jsou následující: íThe chemical experiments performed are as follows: i

a) Identifikace a kvantitativní stanovení NO a NOx za použití „ í nové chemické a biologické metody (tato metoda byla vyvinuta v jnaší laboratoři).(a) Identification and quantitative determination of NO and NOx using a new chemical and biological method (developed in our laboratory).

b) Identifikace volných radikálů za použití lucigen-závislých chemiluminiscenčních metod.b) Identification of free radicals using lucigen-dependent chemiluminescence methods.

c) Identifikace aldehydů a chinonu stimulací enzymatického 5 systému luciferin-luciferasa (tato metoda byla také vyvinuta v í naší laboratoři).c) Identification of aldehydes and quinone by stimulation of the enzymatic system 5 luciferin-luciferase (this method was also developed in our laboratory).

d) Identifikace a kvantitativní stanovení stopových prvků za použití metody oxidace luciferinu luciferasou za přítomnosti(d) Identification and quantification of trace elements using the luciferin oxidation method in the presence of luciferin

ATP (tato metoda byla vyvinuta v naší laboratoři).ATP (this method was developed in our laboratory).

e) Identifikace a kvant itaticni stanovení H2O2 za použití isoluminol-mikroperoxidása závislé chemiluminiscenční metody.(e) Identification and quantitative determination of H2O2 using isoluminol microperoxidase-dependent chemiluminescence method.

f) Identifikace a kvantitativní stanovení 0N00 spektrofotometricky a luminolem posílené chemiluminiscenční metody.f) Identification and quantitative determination of 0N00 by spectrophotometric and luminol enhanced chemiluminescence methods.

g) Identifikace karcinogenní nitrososloučeniny luminolem posílené chemiluminiscence.g) Identification of carcinogenic nitroso compound by luminol enhanced chemiluminescence.

Biologické experimenty byly provedeny následující:Biological experiments were performed as follows:

a) Identifikace NO použitím izolované rozpustné guanylát cyklasové aktivity jako funkčního parametru.a) Identification of NO using isolated soluble guanylate cyclase activity as a functional parameter.

b) Identifikace 0N00 použitím hodnocení oxidačního stresu lidských erythrocytú indukovaného 0N00.b) Identification of 0N00 using 0N00 induced oxidative stress evaluation of human erythrocytes.

c) Identifikace CO použitím izolované rozpustné guanylát cyklasové aktivity jako funkčního parametru.c) Identification of CO using isolated soluble guanylate cyclase activity as a functional parameter.

Dále byly provedeny následující in vitro experimenty:Furthermore, the following in vitro experiments were performed:

a) Izolace alveolárních makrofágů z krysích plic.a) Isolation of alveolar macrophages from rat lung.

b) Hodnocení oxidačního stresu alveolárních makrofágů indukovaného terč.butylhydroperoxidem (t-BHP).b) Evaluation of tert-butyl hydroperoxide-induced oxidative stress of alveolar macrophages (t-BHP).

c) Stanovení NO/NO2/0N00~ produkovaného alveolárními makrof ágy.c) Determination of NO / NO2 / 0N00 ~ produced by alveolar macrophages.

d) Stanovení H2O2 produkovaného alveolárními makrofágy.d) Determination of H2O2 produced by alveolar macrophages.

e) Vliv exogenního H2O2 na produkci NO alveolárními makrofágye) Effect of exogenous H2O2 on NO production by alveolar macrophages

Pokusy in vivo na lidských dobrovolnících byly provedena pro stanovení následujících sloučenin:In vivo experiments on human volunteers were performed to determine the following compounds:

a) Stanovení NO v exhalovaném vzduchu nekuřáků.(a) Determination of NO in non-smoker's exhaled air.

b) Stanovení NO v exhalovaném vzduchu kuřáků.b) Determination of NO in the exhaled air of smokers.

c) Stanovení NO v exhalovaném cigaretovém kouři.c) Determination of NO in exhaled cigarette smoke.

d) Stanovení 0N00~ v exhalovaném cigaretovém kouři.d) Determination of 0N00 ~ in the exhaled cigarette smoke.

e) Stanovení volných radikálu v exhalovaném cigaretovém kouřie) Determination of free radical in exhaled cigarette smoke

f) Stanovení aldehydů v exhalovaném cigaretovém kouři.f) Determination of aldehydes in exhaled cigarette smoke.

Pro stanovení NO, NOx obsažených a) v cigaretovém kouři, b) uvolněných alveolárními makrofágy po podnětu cigaretovým kouřem a c) v exhalovaném cigaretovém kouři lidských dobrovolníků byla navržena a vyrobena komora z pevných tyčí z čirého Plexiskla o průměru 2,5 cm, které byly z jednoho konce vyvrtány soustruhem pro vytvoření shodné konické dutiny v každé z tyčí z Plexiskla. Tyto byly dále zpracovány a leštěny na otevřených koncích, za vzniku spojené zkosené oblasti, vytvářející velmi těsné spojení mezi dvěma konickými dutinami. Tenký čtverec teflonové vrstvy (polytetrafluoroethylen o síle 0,0015 palců) byl umístěn mezi sestavy, které byly znovu stlačeny šrouby utahovanými prsty. Dvě trubkové části na obou stranách membrány umožňují biologicky aktivní vzorek a reaktivní substanci injektovat, odebrat nebo modifikovat na kterékoliv straně membrány během biologické reakce (obr. 1).To determine the NO, NOx contained in a) cigarette smoke, b) released by alveolar macrophages upon stimulation by cigarette smoke and c) in exhaled cigarette smoke of human volunteers, a 2.5 cm clear Plexiglass clear rod chamber was designed and manufactured. One end drilled by a lathe to create an identical conical cavity in each of the Plexiglas rods. These were further processed and polished at the open ends to form a joined tapered area, forming a very tight connection between the two conical cavities. A thin square Teflon layer (0.0015 inch thick polytetrafluoroethylene) was placed between the assemblies, which were re-compressed by screws tightened with fingers. The two tubular portions on both sides of the membrane allow the biologically active sample and reactive substance to inject, remove or modify on either side of the membrane during the biological reaction (Fig. 1).

A. Stanovení NO chemiluminiscencíA. Determination of NO by chemiluminescence

Standardní NO roztok byl připraven podle literatury (Deliconstantinos G., Villiotou V., Fassitsas C., (1992),A standard NO solution was prepared according to literature (Deliconstantinos G., Villiotou V., Fassitsas C., (1992),

J.Cardiovasc.Pharmacol. 12 str.63-65) a (Deliconstantinos G., Villitou V., Stavrides J.C., (1994) v: Biology of Nitric Oxide, vyd. Feelish M., Busse R. , Moncanda S., Portland Press, v tisku). Reakční roztok složený z Hankova vyváženého solného roztoku (HBSS) pH 7,4; H2O2 (500 μΜ); luminol (30 μΜ a celkový objem byl 500 μΐ. Lahvička byla intenzivně míchána a emise byla zaznamenávána v Bedrthold AutoLumat LB953 luminometru.J.Cardiovasc.Pharmacol. 12 pp.63-65) and (Deliconstantinos G., Villitou V., Stavrides JC, (1994) in: Biology of Nitric Oxide, ed. Feelish M., Busse R., Moncanda S., Portland Press, in press) . Reaction solution composed of Hank's Balanced Salt Solution (HBSS) pH 7.4; H2O2 (500 μΜ); luminol (30 μΜ and total volume was 500 μΐ) The vial was vigorously stirred and emission was recorded in a Bedrthold AutoLumat LB953 luminometer.

B. Chemické stanovení NO/NO2B. Chemical determination of NO / NO2

Chemické stanovení NO bylo založeno na diazotaci sulfanolamidu NO v kyselém pH a následnou oxidací scopoletinu, který může být detegován fluorometricky jak bylo popsáno dříve Deliconstantinos G., Villitou V., Fassitsas C.,The chemical determination of NO was based on diazotization of sulfanolamide NO at acidic pH and subsequent oxidation of scopoletin, which can be detected fluorometrically as previously described by Deliconstantinos G., Villitou V., Fassitsas C.,

J.Cardiovasc.Pharmacol 12: str.63-65, 1992). Alveolární makrofágy v HBSS ¢106 buněk/ral) byly smíseny se 100 μΐ činidla, složeného z: 20 % sulfanilamidu ve 20 % H3PO4 a 25 μΜ scopoletinu. Rozklad fluorescence byl sledován při teplotě místnosti (22 0C) pomoci zařízení Aminco SPF-500 Fluorescence Spectrophotometer. Fluorescence byla sledována kontinuálně po dobu, dokud mohla být měřena strmost přímky (přibl.8 min). Měření strmosti byla převedena na nmol NO za použití standardní křivky konstruované s různými koncentracemi čistého NO. Nitritový (NO2) koncový produkt NO syntézy byl měřen na bázi své akumulace v supernatantech buněk kultivovaných jeho rteakcí s Griessovým činidlem. _______J. Cardiovasc. Pharmacol 12: 63-65, 1992). Alveolar macrophages (HBSS ¢ 10 6 cells / ral) were mixed with 100 μΐ reagent consisting of: 20% sulfanilamide in 20% H3PO4 and 25 μΜ scopoletin. Fluorescence decomposition was monitored at room temperature (22 ° C) using an Aminco SPF-500 Fluorescence Spectrophotometer. Fluorescence was monitored continuously until the slope of the line could be measured (approx. 8 min). The slope measurements were converted to nmol NO using a standard curve constructed with different concentrations of pure NO. The nitrite (NO2) end product of NO synthesis was measured based on its accumulation in the supernatants of cells cultured by its reaction with Griess reagent. _______

C. Spektroskopické stanovení peroxynitri tu (ONOO“)C. Spectroscopic determination of peroxynitrite (ONOO ')

ONOO“ byl syntetizován, titrován a uchováván jak popsáno dříve (Deliconstantinos G., Villitou V., Stavrides J.C., v: Biology of nitric oxide (vyd. Feelisch Μ., Busse R. a Moncada S.) Protland Press (v tisku). Vzhledem k nestabilitě ONOO“ při pH 7,4, byla UV stektra zaznamenávána přímo po smísení H2O2 a NO roztoku. Koncentrace ONOO“ byla stanovena na základě e302 nm hodnoty 1670 M“ 1 cm-1. UV spektra byla uváděna po odečtení bazálního UV H2O2 na odpovídající koncentrace.ONOO 'was synthesized, titrated, and stored as previously described (Deliconstantinos G., Villitou V., Stavrides JC, in: Biology of nitric oxide (ed. Feelisch,., Busse R. and Moncada S.) Protland Press (in press) . Due to the instability of ONOO "at pH 7.4, UV stektra were recorded directly after mixing of H2O2 and NO solution. the concentration of ONOO" was determined based on E302 nm value of 1670 M "1 cm -1. UV spectra were reported after subtraction of the basal UV H2O2 to the corresponding concentrations.

D. Hodnocení volných radikálůD. Evaluation of free radicals

Hodnocení volných radikálů bylo provedeno za použití lucigenin/DAMCO (1,4-diazabicyklo[2,2,2]oktan)-indukované chemiluminiscence jak bylo dříve popsáno (Deliconstantinos G., Villitou V., Krueger G.R.F., J.Viral Dis. 1:22-27, 1993). Reakční směs obsahuje HBSS pH 7,4; lucigenin (30 μΜ); DAMCO (100 μΜ). Lahvička byla intenzivně promíchána a emise byla zaznamenána na Bedrthold AutoLumat LB953 luminometru. Byly použity akceptory kyslíkových volných radikálů (SOD, mannitol, histidin, methionin).Free radical scoring was performed using lucigenin / DAMCO (1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane) -induced chemiluminescence as previously described (Deliconstantinos G., Villitou V., Krueger GRF, J. Viral Dis. 1 : 22-27 (1993). The reaction mixture contains HBSS pH 7.4; lucigenin (30 μΜ); DAMCO (100 μΜ). The vial was vigorously mixed and emission was recorded on a Bedrthold AutoLumat LB953 luminometer. Oxygen free radical acceptors (SOD, mannitol, histidine, methionine) were used.

E. Hodnocení stopových prvků a aldehydůE. Evaluation of trace elements and aldehydes

Eseje byly založeny na luciferasou katalyzované oxidaci D-luciferinu za přítomnosti ATP-magnesiové soli podle reakce:The assays were based on luciferase catalyzed oxidation of D-luciferin in the presence of ATP-magnesium salt according to the reaction:

luci ferasaluci ferasa

LH2+ATPMG2 *+02------>0xylucif erin+ATP+O2aPPi+Mg2 + + světloLH2 + ATPMG 2 * + 02 ------> 0xylucifine + ATP + O2aPPi + Mg 2 + + light

Sto pové-prvky- Cd2 +,Cu2* Fe*-*—zvyáují- ak-t-vvituluciferasy a maximum cherailuminiscenční odezvy je úměrně zvýšeno podle koncentrace stopových prvků až na 10 pg. Reakce se provádí v HBSS pH 7,4 v celkovém objemu 0,5 ml.The trace elements Cd 2+ , Cu 2 * Fe * - * increase the α-t-vvituluciferase and the maximum cherailuminescence response is proportionally increased according to the trace element concentration up to 10 µg. The reaction was carried out in HBSS pH 7.4 in a total volume of 0.5 ml.

Pro hodnocení aldehydů byl použit stejný enzymatický systém luciferin/luciferasa, ale za nepřítomnosti ATP. Aldehydy reagují s enzymatickým systémem za vzniku chemiluminiscence bez přítomnosti ATP. Činidla, která byla použita, byla získána z ATP assay Kit (Calbiochem-Novabiochem CA, USA).The same luciferin / luciferase enzyme system was used for the evaluation of aldehydes, but in the absence of ATP. The aldehydes react with the enzyme system to produce chemiluminescence in the absence of ATP. The reagents that were used were obtained from the ATP assay kit (Calbiochem-Novabiochem CA, USA).

tyyou

F. Izolace alveolárních makrofágůF. Isolation of alveolar macrophages

Stručně, krysy byly usmrceny intravenozní injekcí pentobarbitalu sodného, thorax byl otevřen, plice perfuzí zbaveny krve pomocí Ca2+ prostého studeného (4 °C) fosfátem pufrovaného salinického roztoku (PBS; pH 7,4) a odstraněny celé z dutiny hrudní. Homogenát krysích plic byl získán opakovaným průchodem tkáně stříkačkou a pak jejím průchodem postupně stálw jemnějšími ocelovými síty o počtu pórů 32, 62 a 68 na palec - mesh - a za konstantního proudu Finkelsteinova vyváženého solného roztoku (FBSS; pH 7,4). Konečná suspenze alveolárních makrofágů byla shromážděna, filtrována a odstředována při 300 x g po 10 minut na peletu buněk. Buněčná peleta, obsahující více než 98 % makrofágů, byla promyta a resuspendována v Ringerově roztoku. Postup byl dvakrát opakován. Na krysu bylo získáno přibližně 10 x 10 8 makrofágů. Viabilita byla hodnocena pomocí trypanové modře.Briefly, rats were sacrificed by intravenous injection of sodium pentobarbital, thorax was opened, lung perfused with blood Ca 2+ free cold (4 ° C) phosphate buffered saline (PBS; pH 7.4) and removed whole from the thoracic cavity. Rat lung homogenate was obtained by repeatedly passing tissue through a syringe and then gradually passing it through finer 32, 62 and 68 pore mesh sieves and under a constant flow of Finkelstein's balanced salt solution (FBSS; pH 7.4). The final suspension of alveolar macrophages was collected, filtered, and centrifuged at 300 xg for 10 minutes per cell pellet. The cell pellet containing more than 98% macrophages was washed and resuspended in Ringer's solution. The procedure was repeated twice. Approximately 10 x 10 8 macrophages were obtained per rat. Viability was assessed using trypan blue.

F. Identifikace nitrososloučeninF. Identification of nitroso compounds

Nitrososloučeniny byly identifikovány pomalým uvolňováním . o xi du- d u s na t ého -fNG-)—po- -j-e ji eh z pr a c ován í— s -H 2 0 2.R e a k čni——— roztok obsahuje dimethylnitrosamin a/nebo diethylnitrosamin (1 μΜ) ; H2O2 (500 μΜ); Lurainol (30 μΜ) v HBSS pH 7,4, celkový objem 0,5 ml. Violka byla intenzivně míchána a emise byla zaznamenávána pomocí Bedrthold AutoLumat LB953 luminometru. Mannitol (100 mM), DMSO (100 mM) a cystein (3,0 mM) byly použity pro identifikaci tvorby ONOO“.The nitroso compounds were identified by slow release. - The solution contains dimethylnitrosamine and / or diethylnitrosamine (1 μΜ); H2O2 (500 μΜ); Lurainol (30 μΜ) in HBSS pH 7.4, total volume 0.5 ml. The violet was vigorously stirred and emission was recorded using a Bedrthold AutoLumat LB953 luminometer. Mannitol (100 mM), DMSO (100 mM) and cysteine (3.0 mM) were used to identify ONOO formation.

Λ ·Λ ·

G. Izolace alveolárních makrofágůG. Isolation of alveolar macrophages

Stručně, krysy byly usmrceny intravenózní injekcí pentobarbitalu sodného, thorax byl otevřen, plice perfuzí zbaveny krve pomocí Ca2+ prostého studeného (4 °C) fosfátem pufrovaného salinického roztoku (PBS; pH 7,4) a odstraněny celé z dutiny hrudní. Homogenát krysích plic byl získán opakovaným průchodem tkáně stříkačkou a pak jejím průchodem postupně stále jemnějšími ocelovými síty o počtu pórů 32, 62 a 68 na palec - mesh - a za konstantního proudu Finkelsteinova vyváženého solného roztoku (FBSS; pH 7,4). Konečná suspenze aplveolárních makrofágů byla shromážděna, filtrována a odstřelována při 300 x g po 10 minut na peletu buněk. Buněčná peleta, obsahující více než 98 % makrofágů, byla promyta a resuspendována v Ringerově roztoku. Postup byl dvakrát opakován. Na krysu bylo získáno přibližně 10 x 10 8 makrofágů. Viabilita byla hodnocena pomocí trypanové modře.Briefly, rats were sacrificed by intravenous injection of sodium pentobarbital, thorax was opened, lung perfused with blood Ca 2+ free cold (4 ° C) phosphate buffered saline (PBS; pH 7.4) and removed completely from the thoracic cavity. Rat lung homogenate was obtained by repeatedly passing the tissue through a syringe and then passing it gradually through finer steel screens of 32, 62, and 68 per inch mesh, and under a constant flow of Finkelstein's balanced salt solution (FBSS; pH 7.4). The final aplveolar macrophage suspension was collected, filtered, and centrifuged at 300 xg for 10 minutes onto the cell pellet. The cell pellet containing more than 98% macrophages was washed and resuspended in Ringer's solution. The procedure was repeated twice. Approximately 10 x 10 8 macrophages were obtained per rat. Viability was assessed using trypan blue.

H. Oxidační stres alveolárních makrofágů vyvolaný terč.butyl-1-hydroperoxidem (t-BHP)H. Tert-butyl 1-hydroperoxide-induced oxidative stress of alveolar macrophages (t-BHP)

Tvorba kyslíkových volných radikálů alveolárními makrofágy vyvolaná pomocí t-BHP (2,5 mM) byla stanovena za použití luminolové chemiluminiscenční metody.Al-free macrophage-induced oxygen-free radical generation by t-BHP (2.5 mM) was determined using the luminol chemiluminescence method.

Chemiluminiscenční odpověd byla zaznamenána jak dříve uvedeno aThe chemiluminescence response was recorded as previously stated and

s pomocí zařlz&ní Bedrthold ΑυΐοΒυΓη3ΐ(ϋΤ1ίοοη5ΐ3ηζίηο5θ.,______________„__________ r with the help of Bedrthold ΑυΐοΒυΓη3ΐ (ϋΤ1ίοοη5ΐ3ηζίηο5θ., ______________ „__________ r

Krueger G.R.F., J.Viral Dis. 1, 22-27 1993). , sKrueger G. R. F., J. Viral Dis. 1, 22-27, 1993). , p

I. Stanovení peroxidu vodíku (H2O2) j iI. Determination of hydrogen peroxide (H2O2) i

IAND

Byl připraven koktejl isoluminol/mikroperoxidasa (100 mM | boritan sodný, 1 mM isoluminol, 0,01 mM mikroperoxidasa v 70 % vody a 30 % methanolu při pH 8). 50 μΐ tohoto činidla bylo smícháno s izolovanými alvelolárními makrofágy (106 buněk) v .An isoluminol / microperoxidase cocktail (100 mM sodium borate, 1 mM isoluminol, 0.01 mM microperoxidase in 70% water and 30% methanol at pH 8) was prepared. 50 μΐ of this reagent was mixed with isolated alvelolar macrophages (10 6 cells) in.

HBSS v celkovém objemu 0,5 ml. Chemilurainiscenční odezva byla | převedena na nmol H2O2 použitím standardní křivky vytvořené | jHBSS in a total volume of 0.5 ml. The chemilurainescent response was | converted to nmol H2O2 using a standard curve generated by j

pomocí různých koncentrací čistého H2O2. !with different concentrations of pure H2O2. !

J. Příprava a čištění rozpustné guanylát cyklásy (sGC) pro CO iJ. Preparation and purification of soluble guanylate cyclase (sGC) for CO 2

hodnocení !rating!

i fe ii fe i

sGC z lidských endotheliálních buněk byl čištěn · isGC from human endothelial cells was purified

GTP-agarosovou chromatografií. Cytosoly (10 mg proteinu) byly ě vloženy na GTP-agarosovou kolonu (1,8 x 9 sm), uvedeny do i rovnováhy se 25 mM Tris-HCl pufrem pH 7,6, obsahujícím 250 mM .GTP-agarose chromatography. Cytosols (10 mg protein) were loaded onto a GTP-agarose column (1.8 x 9 µm), equilibrated with 25 mM Tris-HCl buffer pH 7.6 containing 250 mM.

sacharoza a 10 mM MnCl2. sGC pak byla eluována z kolony 5 ml rovnovážného pufru plus 10 mM GTP.sucrose and 10 mM MnCl 2. The sGC was then eluted from the column with 5 ml of equilibration buffer plus 10 mM GTP.

!!

S gS g

iand

K. Stanovení cyklické GMP sK. Determination of cyclic GMP s

Koncentrace cGMP byly stanoveny radioimunoesejí po ΐ acetylaci vzorků acettanhydridem (Delikonstantinos G., a Kopeikina L., Anticancer Res: 9: 753-760, 1989). Reakční směs obsahuje triethanolamin/HCl (50 mM); ceratinfosfát (5 mM);CGMP concentrations were determined by radioimmunoassay following acetylation of the samples with acettanhydride (Delikonstantinos G., and Kopeikina L., Anticancer Res: 9: 753-760, 1989). The reaction mixture contains triethanolamine / HCl (50 mM); ceratine phosphate (5 mM);

MgCl2 (3 mM), isobutylmethylxantin (1 mM), kreatin kinásu (0,6 í jednotek), GTP (1 mM); rozpustnou guanylát cyklasu (1 pg proteinu) v celkovém objemu 150 μΐ. Reakce byly iniciovány přídavkem GTP a inkubovány po 10 min při 37 °C. Inkubační medium bylo odsáto a cGMP byla extrahována přídavkem ledověMgCl 2 (3 mM), isobutylmethylxanthine (1 mM), creatine kinase (0.6 µ units), GTP (1 mM); soluble guanylate cyclase (1 pg protein) in a total volume of 150 μΐ. Reactions were initiated by the addition of GTP and incubated for 10 min at 37 ° C. The incubation medium was aspirated and cGMP was extracted by addition of ice

-s tudené HCl~(Or fM).—Po—10 min-by l y- vzorky přeneseny -na novou plotnu, sušeny a rekonstituovány v 5 mM octanu sodném (pH 4,75) pro stanovené cGMP. Vytvořená cGMP byla stanovena použitím cGMP esejového kitu (Amersham).Cold HCl - (Or fM). After 10 min, samples were transferred to a new plate, dried and reconstituted in 5 mM sodium acetate (pH 4.75) for the determined cGMP. The generated cGMP was determined using a cGMP assay kit (Amersham).

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem předloženého vynálezu je vytvořit a aplikovat metody, ve kterých se používají biologické substance, které specificky reagují a zachycují následující:It is an object of the present invention to provide and apply methods using biological substances that specifically react and capture the following:

a) NO a NOx,(a) NO and NOx;

b) CO,(b) CO,

c) H2O2,(c) H2O2;

d) volné radikály,d) free radicals,

e) aldehyd-chinony,(e) aldehyde-quinones;

f) karcinogenní nitrososloučeniny,(f) carcinogenic nitroso compounds;

g) odstraňují stopové prvky kadmium, měd, mangan, železo atd, které jsou inhalovány během kouření.(g) remove trace elements cadmium, copper, manganese, iron, etc., which are inhaled during smoking.

Tento vynález je založen na předpokladu, že:The present invention is based on the assumption that:

a) Existuje výběr vhodných látek k zachycování, podobných hemoglobinu nebo lyzátum erythrocytů nebo jakékoliv substanci, která obsahuje stereospecificky vázané železo(a) There is a choice of suitable capture agents, hemoglobin-like or erythrocyte-lysate, or any substance that contains stereospecifically bound iron

b) Existuje výběr akceptorů, které obsahují porfyrinový kruh s železem (např. protoporfyrin)b) There is a choice of acceptors that contain a porphyrin ring with iron (eg protoporphyrin)

c) Existuje výběr akceptorů, které obsahují porfyrinový kruh, který neobsahuje nezbytně železoc) There is a selection of acceptors that contain a porphyrin ring that does not necessarily contain iron

d) Existuje výběr akceptorů, které obsahují porfyrinový kruh komplexovaný s jinými kovy, např. Mg2*, Cu2*d) There is a choice of acceptors that contain a porphyrin ring complexed with other metals, eg Mg 2 *, Cu 2 *

e) Biotechnologický proces bude zřízen pro obohacení materiálů, které se v současnosti používají pro výrobu cigaretových filtrů,které budou obsahovat výše uvedené biologické substance - akceptory.e) The biotechnological process will be set up to enrich the materials currently used for the manufacture of cigarette filters containing the above-mentioned biological substances - acceptors.

___________-Základní myšlenka tohoto vynálezu spočívá- v -konceptu, že impregnace běžných cigaretových filtrů a/nebo filtrů, obsahujících aktivní uhlí, může být obohacena biologickými substancemi, vyznačujícími se přítomností kovových iontů Fe2*, Cu2+, Mg2* komplexovaných s porfyrinovým kruhem, jakož i Fe2+ specificky navázaným k molekulám proteinu, což umožňuje, aby byly odstraněny škodlivé sloučeniny obsažené v cigaretě před tím, než kuřák inhaluje cigaretový kouř. Tato skutečnost je hlavní charakteristikou předloženého vynálezu a tvoří nespornou inovaci s velmi snadnou průmyslovou využitelností.The basic idea of the present invention consists in the concept that the impregnation of conventional cigarette filters and / or activated carbon filters can be enriched with biological substances characterized by the presence of metal ions Fe 2 *, Cu 2+ , Mg 2 * complexed with a porphyrin ring, as well as Fe 2+ specifically bound to protein molecules, allowing the harmful compounds contained in the cigarette to be removed before the smoker inhales cigarette smoke. This is a major characteristic of the present invention and constitutes an indisputable innovation with very easy industrial applicability.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Způsoby průmyslového využitíWays of industrial use

Tento vynález byl proveden následujícím způsobem pokud jde o jeho průmyslovou využitelnost:The present invention has been practiced as follows in terms of its industrial applicability:

Roztok 1 mg/ml hemoglobinu a/nebo lyzátu erythrocytú ve fosfátem pufrovaném salinickém roztoku (PBS) s pH 7,4 byl připraven a přidán ke 100 mg aktivovaného dřevného uhlí. Směs byla inkubována 30 min při teplotě místnosti a filtrována přes S&S Carl Schleier & Schuell Co USA filtrační papír. Spektrofotometricky by.lo stanoveno množství neabsorbovaného hemoglobinu ve filtrátu. Aktivní uhlí obohacené hemoglobinem bylo sušeno při teplotě místnosti. Množství 200 mg suchého aktivního uhlí obohaceného hemoglobinem bylo umístěno mezi dva běžné filtry tak, že veškerý nasávaný cigaretový kouř přichází do styku s aktivními skupinami molekul (Fe2*, Fe3*, -SH,A solution of 1 mg / ml hemoglobin and / or erythrocyte lysate in phosphate buffered saline (PBS) pH 7.4 was prepared and added to 100 mg activated charcoal. The mixture was incubated for 30 min at room temperature and filtered through S&S Carl Schleier & Schuell Co USA filter paper. The amount of unabsorbed hemoglobin in the filtrate was determined spectrophotometrically. Hemoglobin-enriched activated carbon was dried at room temperature. An amount of 200 mg of dry activated carbon enriched with hemoglobin was placed between two conventional filters so that all sucked cigarette smoke comes into contact with the active groups of molecules (Fe 2 *, Fe 3 *, -SH,

-NH2)(obr.2). Tyto kompatibilní materiály jsou nyní být schopny použití pro výrobu nových cigaretových filtrů, které od ted budou nazývány jako biologické filtry.-NH 2) (Fig. 2). These compatible materials are now able to be used for the production of new cigarette filters, which will now be referred to as biological filters.

- Alternativné může být hemoglobin nahrazen biologickými________ substancemi, charakterizovanými přítomností kovových iontů Fe2*, Cu2*, Mg2* komplexovaných s porfyrinovým kruhem, jakož i Fe2* navázaným stereospecificky k proteinovým molekulám jako je transferin, katalasa, protoporfyrin, cytochrom C, chlorofyl.- Alternatively, hemoglobin may be replaced by biological ________s characterized by the presence of Fe 2 *, Cu 2 *, Mg 2 * metal ions complexed with the porphyrin ring, as well as Fe 2 * bound stereospecifically to protein molecules such as transferrin, catalase, protoporphyrin, cytochrome C, chlorophyll.

Alternativně by.l připraven roztok 5 mg/ml hemoglobinu a/nebo lyzátu erythrocytú ve fosfátem pufrovaném salinickém roztoku (PBS) s pH 7,4 a skanován při 25 °C za použití Acta Beckman záznamového spektrofotometru. Pík absorbance byl konzistentně pozorován při 540 nm a 575 nm (Smith R.P., Kruzsyma H., J.Pharmacol.Exper.Ther. 191, 557-563, 1974).Alternatively, a solution of 5 mg / ml hemoglobin and / or erythrocyte lysate in phosphate buffered saline (PBS) pH 7.4 was prepared and scanned at 25 ° C using an Acta Beckman recording spectrophotometer. The absorbance peak was consistently observed at 540 nm and 575 nm (Smith R.P., Kruzsyma H., J.Pharmacol.Exper.Ther. 191, 557-563, 1974).

Běžně dostupné cigaretové filtry byly impregnovány těmito roztoky a byly sušeny při 25 až 35 °C. Tyto kompatibilní materiály jsou nyní připraveny pro použití při výrobě nových cigaretových filtrů, které nyní budeme označovat jako biologické filtry. Tyto nové biologické filtry zajišťují, že se kouř, který je inhalován dostává plně do kontaktu s aktivními skupinami hemoglobinových molekul a/nebo lyzátu ve filtru bez změny fyzikálních vlastností nebo chuti cigaretového kouře. Z estetických důvodů může být malá část (3 mm) běžného filtru přizpůsobena viditelnému koci biologického filtru.Commercially available cigarette filters were impregnated with these solutions and dried at 25-35 ° C. These compatible materials are now ready for use in the manufacture of new cigarette filters, which will now be referred to as biological filters. These new biological filters ensure that the smoke that is inhaled comes into full contact with the active groups of hemoglobin molecules and / or the lysate in the filter without altering the physical properties or taste of cigarette smoke. For aesthetic reasons, a small portion (3 mm) of a conventional filter may be adapted to the visible eye of the biological filter.

Alternativní průmyslové metody zahrnují následující:Alternative industrial methods include the following:

Byl připraven roztok 5 mg/ml protoporfyrinu v roztoku pufru (PBS) pH 7,3 a skanován při 25 °C za použití Acta Beckman záznamového spektrofotometru. Excitace protoporfyrinu ultrafialovým zářením (498-408) produkuje oranžovočervenou fluorescenci mezi 620-630 nm. Běžné filtry byly pak impregnovány (namočením) výše uvedeným roztokem a sušeny iA solution of 5 mg / ml protoporphyrin in buffer solution (PBS) pH 7.3 was prepared and scanned at 25 ° C using an Acta Beckman recording spectrophotometer. The excitation of protoporphyrin by ultraviolet radiation (498-408) produces orange-red fluorescence between 620-630 nm. Conventional filters were then impregnated with the above solution and dried

-----horkým.-vzduchem—( 25-35 α C) .-----------Alternativně se skanuje roztok 5 mg/ml transferinu v PBS pH 7,4 za použití Acta Beckman záznamového spektrofotometru, železitý transferin vykazuje charakteristické spektrum při 470 nm. Byly použity v současnosti běžně používané metody pro impregnaci běžných filtrů.----- by hot-air- (25-35 α C) .----------- Alternatively, a solution of 5 mg / ml transferrin in PBS pH 7.4 is scanned using an Acta Beckman recording spectrophotometer The ferric transferrin shows a characteristic spectrum at 470 nm. Currently used methods for impregnation of conventional filters were used.

Alternativně se připraví roztok 5 mg/ml katalasy v PBS pHAlternatively, a solution of 5 mg / ml catalase in PBS pH is prepared

7,4. Postupuje se dále podle výše uvedené metody pro přípravu biologického filtru.7.4. The method described above for preparing the biological filter is then followed.

Alternativně se připraví roztok 5 mg/ml cytochromu C v PBS pH 7,4. Postupuje se dále podle výše uvedené metody pro přípravu biologického filtru.Alternatively, a solution of 5 mg / ml cytochrome C in PBS pH 7.4 is prepared. The method described above for preparing the biological filter is then followed.

Alternativně se výše uvedené biologické substance umístí mezi dva běžné filtry v pevné formě tak, že veškerý cigaretový kouř procházející filtrem přichází do styku s aktivními skupinami molekul (Fe2+, Fe3+, -SH, -NH2).Alternatively, the above biological substances are placed between two conventional filters in solid form such that all cigarette smoke passing through the filter comes into contact with active groups of molecules (Fe 2+ , Fe 3+ , -SH, -NH 2).

Analýza výsledkůAnalysis of results

Různé biologické substance použité k obohacení běžných filtrů byly shledány zadržujícími toxické sloučeniny (NO, CO, volné radikály, H2O2, aldehydy a stopové prvky a nitrososloučeniny) z cigaretového kouře v různých stupních, jak je zřejmé z dále uvedené tabulky:The various biological substances used to enrich conventional filters have been found to contain toxic compounds (NO, CO, free radicals, H2O2, aldehydes and trace elements and nitroso compounds) from cigarette smoke at varying degrees, as shown in the table below:

Akre.D-tnr-----NG ....ΟΏ---vtrbné H-rG->-------alrtehvd.v_ Akre.D-tnr ----- NG .... ΟΏ --- vtrbné H-rG-> ------- alrtehvd.v_ nit rasa- stopové - slouče- prvky niny race-stop thread - compounds niny % % % % rádi- % kály % radi-% kály % % % % % % % hemoglo- hemoglo- bin bin 90 90 90 90 90 90 80 80 90 90 90 90 95 95 transferin 85 transferin 85 90 90 60 60 60 60 60 60 75 75 50 50 katalasa katalasa 85 85 90 90 90 90 90 90 80 80 80 80 80 80 protopor- protopor- f yrin f yrin 85 85 90 90 70 70 80 80 70 70 75 75 80 80 cytoch- cytoch- rom C rom C 85 85 80 80 70 70 80 80 60 60 60 60 70 70 chlorofyl chlorophyll 15 15 Dec 10 10 40 40 15 15 Dec 10 10 10 10 80 80 Bylo It was dosaženo vysokého stupně achieved a high degree zadržení detention vysoce highly škodíivých harmful složek cigaretového cigarette components kouře smoke a kouř z and smoke from cigarety cigarettes (20 ml) (20 ml) byl was f i 1trován filter přes over biologický biological filtr a filter a porovnáván compared s kouřem, který with smoke that

byl filtrován přes běžný filtr (20 ml). Pouze 1 ml cigaretového kouře odebíraný přes běžný filtr byl porovnáván se 40 ml cigaretového kouře odebíraného přes biologický filtr Je zřejmé, že biologické filtry mají 40násobnou schopnost zadržení stopových prvků ve srovnání s běžnými filtry.was filtered through a conventional filter (20 mL). Only 1 ml of cigarette smoke collected through a conventional filter was compared to 40 ml of cigarette smoke collected through a biological filter. Obviously, biological filters have 40 times the ability to retain trace elements compared to conventional filters.

V následujícím podrobném popisu příkladů jsou reprezentativní výsledky uvedeny pro lepší pochopení aktivity těchto biologických substancí.In the following detailed description of the examples, representative results are presented to better understand the activity of these biological substances.

a) Identifikace NO obsaženého v cigaretovém kouři za použití metody cemiluminiscence:(a) Identification of NO contained in cigarette smoke using the cemiluminescence method:

NO byl identifikován za použití luminolem zesílené chemiluminiscenční metody jak je popsáno v příkladové části. Obr.3 a 4 ilustrují typický experiment identifikace a hodnoceni NO jakož i -jeho zachycenr po prúchodu^cigaretového--------------- !NO was identified using the luminol-enhanced chemiluminescence method as described in the Examples section. Figures 3 and 4 illustrate a typical experiment for identifying and assessing NO as well as its capture after the passage of a cigarette.

a kouře přes biologický filtr. Zdá se, že více než 90 % NO je 'i zachyceno hemoglobinem. Účinnost biologického filtru je zřejmá ί ze zachycení a neutralizace NO, který byl zahrnut v toxických reakcích jak buněk plic tak v kapalinách plic, zejména byl-li |and smoke through the biological filter. More than 90% of NO appears to be trapped by hemoglobin. The efficacy of the biological filter is apparent from the capture and neutralization of NO, which has been implicated in the toxic reactions of both lung cells and lung fluids, especially when |

I vytvořen silně oxidačním ONOO' |I formed by strongly oxidizing ONOO '

b) Identifikace volných radikálů obsažených v cigaretovém - j kouři za použití chemiluminiscenční metody: ?(b) Identification of free radicals contained in cigarette smoke using the chemiluminescence method:?

Volné radikály byly identifikovány chemiluminiscenční !Free radicals have been identified by chemiluminescence!

odezvouvyvolanou systémem lucigenin/DAMCO po jeho reakci s !the response induced by the lucigenin / DAMCO system after its reaction with!

| volnými radikály. Obr.5 představuje charakteristický pík ve 2 I sekundách chemi luminiscenční odezvy, která byla inhibitována ze 100 % po průchodu cigaretového kouře biologickým filtrem. 1| free radicals. Fig. 5 shows a characteristic peak in 2 seconds of the chemi-luminescence response that was inhibited 100% after passing cigarette smoke through the biological filter. 1

Zachycení volných radikálů biologickými filtry naznačuje, že | iThe capture of free radicals by biological filters suggests that and

zde dojde ke snížení oxidačního stresu v alveolárních !here will reduce oxidative stress in alveolar!

| makrofázích, které je působeno běžným cigaretovým kouřem. | i| macrophages, which is caused by normal cigarette smoke. | and

IAND

SWITH

c) Identifikace H2O2 obsaženého v cigaretovém kouři za použití b chemiluminiscenční metody(c) Identification of the H2O2 contained in cigarette smoke using the b chemiluminescence method

H2O2 byl hodnocen chemiluminiscenční odezvou produkovanou systémem isoluminol/mikroperoxidasa. Obr. 6 ukazuje charakteristický pík chemiluminiscence způsobené přítomností H2O2 v cigaretovém kouři. Za přítomnosti katalasy (100 jednotek/ml) byla chemiluminiscenční odezva inhibována přibližné z 90 %. Jestliže cigaretový kouř prošel biologickým filtrem, byla pozorována 80% redukce chemiluminiscence. Systém isoluminol/mikroperoxidasa je specifický pro identifikaci H2O2. Volné radikály obsažené v cigaretovém kouři evokují okamžitou chemiluminiscenci po své reakci s isoluminolem. Tato okamžitá chemiluminiscence se jeví jako 10 % celkové c he m ilum iscencevyvoTáně“''H2O2~ ra-píftomno s t i-- vetnýc hr adř káhú, protože katalása inhibuje maximální chemiluminiscenční odezvu až asi 90 %. Retence H2O2 zjevně redukuje jak oxidační stres tak produkci NO alveolárními makrofágy.H2O2 was evaluated by the chemiluminescence response produced by the isoluminol / microperoxidase system. Giant. 6 shows a characteristic peak of chemiluminescence caused by the presence of H2O2 in cigarette smoke. In the presence of catalase (100 units / ml), the chemiluminescence response was inhibited by approximately 90%. If cigarette smoke passed through the biological filter, an 80% reduction in chemiluminescence was observed. The isoluminol / microperoxidase system is specific for the identification of H2O2. The free radicals contained in cigarette smoke evoke immediate chemiluminescence upon reaction with isoluminol. This instant chemiluminescence appears to be 10% of the total C Hum iscencevyvoTáně HE m '' ~ r H2O2 - i-- vetnýc píftomno st hr adr Kahu since catalase inhibits the maximum chemiluminesent response up to about 90%. Apparently, H2O2 retention reduces both oxidative stress and NO production by alveolar macrophages.

d) Identifikace stopových prvků a aldehydů obsažených v cigaretovém kouři za použití enzymatického systému lucifeřin/luciferasa.(d) Identification of trace elements and aldehydes contained in cigarette smoke using the luciferrin / luciferase enzyme system.

Stopové prvky obsažené v cigaretovém kouři byly identifikovány jejich schopností stimulovat luciferasovou aktivitu. Obr. 7 představuje:The trace elements contained in cigarette smoke have been identified by their ability to stimulate luciferase activity. Giant. 7 presents:

1) chemiluminiscenční odezvu vyvolanou oxidací luciferinu za přítomnosti ATP,1) chemiluminescence response induced by oxidation of luciferin in the presence of ATP,

2) zvýšenou chemiluniniscenční odezvu za přítomnosti Cd2+ iontů (0,5 mg),2) increased chemiluniniscence response in the presence of Cd 2+ ions (0.5 mg),

3) zvýšenou chemi luminiscenční odezvu za přítomnosti Cu2·*· iontů (0,5 mg),3) increased chemi-luminescence response in the presence of Cu 2 · * · ions (0.5 mg),

4) zvýšenou chemiluminiscenční odezvu způsobenou cigaretovým kouřem (1 ml) aIncreased chemiluminescence response caused by cigarette smoke (1 ml); and

5) inhibici chemiluminiscenční odpovědi (s ohledem na odpověď způsobenou cigaretovým kouřem) vyvolané 40 ml cigaretového kouře po jeho průchodu biologickým cigaretovým filtrem. Je zřejmé, že chemiluminiscenční odezvy způsobené stopovými prvky obsaženými v běžném cigaretovém kouři jsou více než 40krát vyšší než u kouřů, které procházejí biologickým filtrem. Odstranění stopových prvků biologickými filtry může mít jak krátkodobé tak dlouhodobé účinky. Krátkodobé účinky mohou vyvolat inhibici poškození složek a substancí v krvi (Cd).5) inhibition of the chemiluminescence response (with respect to the response caused by cigarette smoke) induced by 40 ml of cigarette smoke after passing it through the biological cigarette filter. Obviously, the chemiluminescence responses caused by the trace elements contained in conventional cigarette smoke are more than 40 times higher than for the smoke passing through the biological filter. Removal of trace elements by biological filters can have both short and long term effects. Short-term effects may cause inhibition of blood components (Cd) damage.

Aldehydy obsažené v cigaretovém kouři byly identifikovány a hodnoceny za použití stejného enzymatického systému luciferin/luciferasa za nepřítomnosti ATP. Aldehydy jsou schopny^xpúsobitoxidacilucifěrinu.Obrů S^řeďs tavuj-e-—charakteristickou chemiluminiscenční odezvu, která by měla být nejméně větší než hodina. Chemiluminiscenční odezva byla inhibována ze 100 %, jestliže použitý cigaretový kouř procházel biologickým filtrem, což znamená. Ze účinnost biologického filtru pro odstranění toxických aldehydů je podstatná.The aldehydes contained in cigarette smoke were identified and evaluated using the same luciferin / luciferase enzyme system in the absence of ATP. The aldehydes are capable of effecting oxidation of acylcifurine. The compositions also melt a characteristic chemiluminescence response, which should be at least greater than an hour. The chemiluminescence response was 100% inhibited when the cigarette smoke used passed through the biological filter, i.e.. The effectiveness of a biological filter to remove toxic aldehydes is essential.

e) Identifikace nitiřosos loučenin v cigaretovém kouři.(e) Identification of nitrites of legumes in cigarette smoke.

Identifikace nitrososloučenin obsažených v cigaretovém kouři byla dosažena hodnocením pomalého uvolňování NO z nitrososloučenin po jejich zpracování s H2O2. Jak je znázorněno na obr. 9 byl pík chemiluminiscenční odpovědi získán za přibližně 900 sekund. Průchod cigaretového kouře biologickým filtrem ukazuje 90% inhibici v pozorované chemiluminiscenční odpovědi a její pík se objevuje za přibližně 1200 sekund. Pomalé uvolnění NO nitroprusidem sodným (SNP) po jeho zpracování s H2O2 je rovněž znázorněno. Obr. 10 představuje pomalé uvolňování NO jak z nitrosloučenin diethylnitrosaminu a dimethylnitrosaminu tak z hemoglobinem obohacených nitrososloučenin z cigaretového kouře zpracovaného s H2O2. Je zřejmé, že NO uvolněný nitrososloučeninami z cigaretového kouře, které vytvořily adukty s hemoglobinem, probíhá stejně jako uvolnění NO u nitrososloučenin diethylnitrosaminu a dimethylnitrosaminu. Obr. 11 představuje uvolnění NO nitrososloučeninarai cigaretového kouře, které vytvořily adukty s hemoglobinem po té, co byly adukty hemoglobin-nitrososloučenina ozářeny UVB (100 mJ/cm2) po jednu minutu. Uvolnění no bylo hodnoceno za přítomnosti H2O2 a poskytlo chemiluminiscenční odpověd za 1 sekundu. Postupné zvyšování pozorované na obr. 11 je způsobeno působením H2O2 na hemoglobin.The identification of nitroso compounds contained in cigarette smoke was achieved by assessing the slow release of NO from nitroso compounds after treatment with H2O2. As shown in Figure 9, the peak of the chemiluminescence response was obtained in approximately 900 seconds. The passage of cigarette smoke through the biological filter shows 90% inhibition in the observed chemiluminescence response and its peak occurs in approximately 1200 seconds. The slow release of NO by sodium nitroprusside (SNP) after its treatment with H2O2 is also shown. Giant. 10 shows the slow release of NO from both the nitro compounds diethylnitrosamine and dimethylnitrosamine and the hemoglobin-enriched nitroso compounds from cigarette smoke treated with H2O2. Obviously, the NO released by the nitroso compounds from cigarette smoke, which formed the adducts with hemoglobin, is similar to the NO release of the nitroso compounds diethylnitrosamine and dimethylnitrosamine. Giant. 11 represents the NO release of nitroso compounds of cigarette smoke that formed adducts with hemoglobin after the adducts of the hemoglobin nitroso compound were irradiated with UVB (100 mJ / cm 2 ) for one minute. The release of no was evaluated in the presence of H 2 O 2 and gave a chemiluminescence response in 1 second. The gradual increase observed in Figure 11 is due to the effect of H2O2 on hemoglobin.

(E ent on re akc e) i-----------------------------------f) Produkce NO plicními makrofágy:(E ent on re action) i ----------------------------------- (f) NO production by pulmonary macrophages :

Byly provedeny pokusy in vitro za pomoci speciální komory, která byla vytvořena v naší laboratoři a která je uvedena na obr. 1. Teflonová membrána, oddělující dva prostory v komoře, je propustná pro plynný NO a nepropustná pro NOz a ONOO.K1idové plicní makrofágy izolované jak popsáno v příkladové části, byly suspendovány v HBSS pufrovém roztoku (1 x 1%6 buněk/ml) a umístěny do prostoru A komory. Do prostoru B komory se umístí 2,5 ml Griessova činidla nebo činidla sulfaniamid/scopoletin. NO uvolněný makrofágy v prostoru A difunduje přes teflonovou membránu do prostoru B a váže se s Griessovým a/nebo sulfamid/scopoletin činidlem, ve kterých se zachytí. Toto znamená, že plicní makrofágy produkují plynný NO. Množství NO aktuálně přítomného v prostoru B se pak stanoví spektrofotometricky nebo fluorofotometricky. Množství ONOO- a NO2 obsažená v prostoru A komory se také stanoví za použití Griessova a/nebo sulfamid/scopoletin činidla. Výše uvedené pokusy byly opakovány po podnětu makrofágú cigaretovým kouřem před jejich umístěním do prostoru A. Výsledky, jak je znázorněno na obr.12, ukazují,že cigaretový kouř snižuje množství produkovaného NO, zatímco se zvyšuje produkce ONOO- v plicních makrofázích, což nepřímo indikuje obrovskou produkci jak NO tak 02, které interagují za vzniku ONOO.In vitro experiments were performed using a special chamber created in our laboratory as shown in Figure 1. The Teflon membrane separating the two compartments in the chamber is permeable to NO gas and impermeable to NO2 and ONOO.Kidium pulmonary macrophages isolated as described in the Example section, were suspended in HBSS buffer solution (1 x 1% 6 cells / ml) and placed in chamber A of the chamber. 2.5 ml Griess reagent or sulfaniamide / scopoletin reagent are placed in chamber B of the chamber. The NO released by macrophages in space A diffuses through the Teflon membrane into space B and binds with Griess and / or sulfamide / scopoletin by the agent in which they are trapped. This means that pulmonary macrophages produce NO gas. The amount of NO actually present in space B is then determined spectrophotometrically or fluorophotometrically. Quantity ONOO - and NO2 contained in compartment A of the chamber was also determined using the Griess and / or sulfamide / scopoletin reagents. The above experiments were repeated after challenge the macrophages with cigarette smoke before placing them in compartment A. The results, as shown in Figure 12, show that cigarette smoke decreases the amount of NO produced whilst increasing production of ONOO - in lung macrophages, indirectly indicating which huge production of both NO and O 2, which interact to form ONOO.

Opakování výše uvedených pokusů za použití biologických filtrů (tj. ve kterých byl cigaretový kouř odebírán přes biologický filtr) ukazuje, že jsou-li použity biologické substance, jsou produkována stejná množství NO2 a 0N00~ v prostoru A a podobná množství NO v prostoru B, jako by makrofágy nebyly podníceny cigaretovým kouřem. V této souvislost i bylyt ak é--s lo žkyGríešVovááí ihíd[á~póllž ity “p ro hodnocení kinetik nitrosace meziproduktem(y) generovaným během NO/Oz reakce ve vodném roztoku při fyziologickém pH. Přídavek cigaretového kouře (50 mi) ke 100 mM fosfátovému roztoku pHRepetition of the above experiments using biological filters (i.e., in which cigarette smoke was drawn through the biological filter) shows that when biological substances are used, the same amounts of NO2 and 0N00 ~ are produced in space A and similar amounts of NO in space B, as if macrophages were not ignited by cigarette smoke. In this context, the components of the invention were evaluated for the evaluation of nitrosation kinetics of the intermediate (s) generated during the NO / Oz reaction in aqueous solution at physiological pH. Add cigarette smoke (50 mL) to a 100 mM phosphate pH solution

7,4, obsahujícímu 25 mM sulfanilamidu a 2,5 mM7.4 containing 25 mM sulfanilamide and 2.5 mM

N-(l-naftylethylendiamin dihydrochlorid (NEDD) generuje absorpci při lambdaaax=496 indikující charakteristiku azoproduktu vzniklého z nitrace. Za uvážení stojí důsledky těchto pozorování vis-a-vis k očekávaným reaktivitám NO za podmínek, odpovídajících fyziologickým,kde maximální koncentrace NO v buněčném mikroprostředí jsou předpokládány v rozmezí 0,5 až 10 μΜ. NO koncentrace jsou výrazně zvýšeny během kouření cigarety se škodlivými vlivy na buňky plic.N- (1-naphthylethylenediamine dihydrochloride (NEDD) generates absorption at lambdaaax = 496, indicating the characteristics of the azo product resulting from nitration. microenvironment is expected to be in the range of 0.5 to 10 μΜ.NO concentrations are significantly increased during cigarette smoking with harmful effects on lung cells.

g) Oxidační stres plicních makrofágů:g) Oxidative stress of lung macrophages:

Výsledky účinků cigaretového kouře na oxidační stres plicních makrofágů jsou ilustrovány na obr. 13. Hodnocení oxidačního stresu za použití t-BHP, ukazují, že cigaretový kouř působí dvojnásobný oxidační stres, než probíhá u nevystavených makrofágů. Jestliže cigaretový kouř prošel biologickým filtrem, byl pozorován oxidační stres podobný stresu u nevystavených plicních makrofágů. Je tak jasně indikována eliminace oxidačního stresu indukovaného cigaretovým kouřem u makrofágů. Cigaretový kouř je nyní prostý substancí, které působí oxidační stres u plicních makrofágů.The results of the effects of cigarette smoke on the oxidative stress of pulmonary macrophages are illustrated in Figure 13. The evaluation of oxidative stress using t-BHP, shows that cigarette smoke causes twice the oxidative stress than occurs with unexposed macrophages. When cigarette smoke passed through the biological filter, oxidative stress similar to that of unexposed pulmonary macrophages was observed. Thus, the elimination of cigarette smoke-induced oxidative stress in macrophages is clearly indicated. Cigarette smoke is now devoid of a substance that causes oxidative stress in lung macrophages.

h) H2O2 produkovaný plicními makrofágy:(h) H2O2 produced by pulmonary macrophages:

H2O2 podukovaný makrofágy vystavenými cigaretovému kouři vykazuje více než lOnásobnou produkci než je tomu u nevystavených makrofágů. Použití biologického filtru ukazuje snížení produkce H2O2 o 90 % (obr.14) ve srovnání s běžnými ____filtry zřejmé,--ž^ jak ctgarétOážy~lčOK^ř-vyvatává-o-x-tďaén-t—— stres u makrofágú, zvyšuje se produkce toxického H2Q2 v těchto buňkách.H2O2 induced by macrophages exposed to cigarette smoke exhibits more than 10-fold production than untreated macrophages. The use of a biological filter shows a 90% reduction in H2O2 production (FIG. 14) compared to conventional filters, as the macrophage-producing stress of macrophages is increasing as the blood pressure of the macrophages increases. H2Q2 in these cells.

i) Rekonsti tuční pokusy:(i) Reconstruction of bold trials:

Množství cyklické GMP produkované NO uvolněným alveolárními makrofágy bylo stanoveno za použití komory uvedené na obr. 1, kde byla rozpustná guanylát cyklása umístěna do prostoru A a alveolární makrofágy byly umístěny do prostoru B. Množství NO produkovaného makrofágy byla stanovena během 50 minut s a bez buněk vystavených cigaretovému kouři. Makrogágy vystavené cigaretovému kouři (10 ml) uvolňují přibližně desetkrát menší množství NO vzhledem k neošetřeným buňkám což představuje lOkrát menší produkci cyklického GMP. Výše uvedený postup byl opakován za použití cigaretového kouře procházejícího biologickým filtrem.Ukazuje se statisticky nevýznamný rozdíl vzhledem k nevystaveným makrofágúm (kotrola)(obr.15). Akumulace NO v prostoru B byla zvýšena více než 5krát, jestliže alveolární makrofágy byly zpracovány s H2O2 (5 mM) obr.6. Toto potvrzuje, že H2O2 zvyšuje produkci NO mechanismem pozitivní zpětné vazby. Dráha L-arginin/NO v makrofázích je v souladu s myšlenkou, že cigaretový kouř působí uvolnění NO/ONOO.The amount of cyclic GMP produced by NO released by alveolar macrophages was determined using the chamber shown in Figure 1, where soluble guanylate cyclase was placed in compartment A and alveolar macrophages were placed in compartment B. Amounts of NO produced by macrophages were determined over 50 minutes with and without cells exposed cigarette smoke. Macrogages exposed to cigarette smoke (10 ml) release approximately 10 times less NO relative to untreated cells, which is 10 times less cyclic GMP production. The above procedure was repeated using cigarette smoke passing through the biological filter. There was a statistically insignificant difference with respect to non-exposed macrophages (control) (Fig. 15). The accumulation of NO in space B was increased more than 5-fold when alveolar macrophages were treated with H2O2 (5 mM) Fig. 6. This confirms that H2O2 increases NO production by a positive feedback mechanism. The L-arginine / NO pathway in macrophages is consistent with the idea that cigarette smoke causes NO / ONOO release.

k) Identifikace oxidu uhelnatého (CO) v cigaretovém kouři:(k) Identification of carbon monoxide (CO) in cigarette smoke:

Přítomnost CO v cigaretovém kouři byla stanovena za použití biologické metody založené na stimulaci rozpustné guanylát cyklasy pomocí CO.The presence of CO in cigarette smoke was determined using a biological method based on stimulation of soluble guanylate cyclase by CO.

Zavedení HBSS nasyceného cigaretovým kouřem do prostoru A komory, za přítomnosti superoxidu tak, že neutralizuje NO aIntroduction of cigarette smoke saturated HBSS into chamber A, in the presence of superoxide, so as to neutralize NO and

-za-veden-í--ruzpust né guanylá t e-ykr 1 asy“do~prdTfóríFB Je d e ke zvýšení produkce cyklické GMP způsobené difúzí CO z prostoru A do prostoru B. Průchod cigaretového kouře biologickým filtrem 1 redukuje množství produkovaného cyklického GMP přibližně o 80 j % (obr. 17). Výše uvedené údaje naznačují, že jsou škodlivé | složky NOx a CO obsažené v cigaretovém kouři zadrženy a ' 1 neutralizovány biologickými filtry.Incorporation of insoluble guanylate thyroids into the phosphorylation of FB The production of cyclic GMP caused by the diffusion of CO from space A to space B is increased. The passage of cigarette smoke through the biological filter 1 reduces the amount of cyclic GMP produced by approximately by 80% (Fig. 17). The above data indicates that they are harmful the NOx and CO components contained in the cigarette smoke are retained and neutralized by biological filters.

A IA I

In vivo pokusyIn vivo experiments

a) Nejprve byla potvrzena přítomnost NO a ONOO“ v exhalovaném j l(a) The presence of NO and ONOO 'in the exhaled substance was first confirmed

cigaretovém kouři. NO byl identifikován v exhalovaném I cigaretovém kouři u lidských dobrovolníků, kouřících cigaretu nesoucí běžný filtr, po zavedení exhalovaného kouře do E kyselého roztoku (50ml) pH 4. NO koncentrace byla hodnocena j luminolem zvýšenou chemiluminiscenční metodou popsanou v pokusné sekci, za použití standardních křivek připravených s !cigarette smoke. NO was identified in exhaled I cigarette smoke in human volunteers smoking a cigarette carrying a conventional filter after introducing the exhaled smoke into E acidic solution (50ml) pH 4. The NO concentration was evaluated by the luminol enhanced chemiluminescence method described in the experimental section using standard curves ready with!

i komerčním NO. Byla zjištěna NO koncentrace 0,045 mM. Pokusy j( byly opakovány za použití biologických filtrů a NO koncentrace v inhalovaném kouři byla přibližně o 70 % nižší ve srovnání s běžným filtrem (obr. 18). Koncentrace ONOO“ byla stanovena za j použití roztoku NaOH l,2M,a ukazuje zvýšení v absorpci při 303 nm (obr. 19)(e3 0 3m= 1670 M_1cm“1). Naše pokusy ukazují, že během kouření obsahuje exhalovaný kouř velká množství ONOO“ I (průchod 50 ml exhalovaného kouře do 5 ml NaOH 1,2M poskytne roztok 0,9 mM ONOO)-. Poměr NO/ONOO“ v exhalovaném kouři byl stanoven 1:20.and commercial NO. A NO concentration of 0.045 mM was found. The experiments were repeated using biological filters and the NO concentration in the inhaled smoke was approximately 70% lower than the conventional filter (Fig. 18). The ONOO concentration was determined using a NaOH solution of 1.2M, and showed an increase in absorption at 303 nm (Fig. 19) (E3 3 m = 0 M 1670 _1 cm "1). Our experiments showed that during smoking the exhaled smoke contains large quantities of ONOO-" I (passage of 50ml exhaled smoke into 5ml NaOH 1.2M gives a 0.9 mM ONOO solution - the NO / ONOO ratio in the exhaled smoke was determined 1:20.

Proto se zdá, že NOx je v plicích transformován na ONOOpři reakci se superoxidem v plících. Superoxid je uvolňován z obou makrofágů a redox reakce se ojevují v plících během kouření. Cigaretový kouř odebíraný pumpu neobsahuje ONOO-, nicméně mnoho NOx reaguje se superoxidem nebo kyslíkem za vznikunitri tovýchiontů(N02).^ONOO~setvóřípouze^tehdy,— když cigaretový kouř vstupuje do plic. Použití biologických filtrů redukuje exhalovaná množství NO a ONOO“ o 70 %Therefore, it appears that NOx in the lungs is transformed into ON00 in response to superoxide in the lungs. Superoxide is released from both macrophages and redox reactions appear in the lungs during smoking. The cigarette smoke collected by the pump does not contain ONOO-, but many NOx react with superoxide or oxygen to form nitrites (NO 2). ONOO is only formed when cigarette smoke enters the lungs. The use of biological filters reduces the exhaled amounts of NO and ONOO 'by 70%

b) ONOO reaguje s hydrogenuhličitanovými ionty lidských erythrocytů podle rovniceb) ONOO reacts with bicarbonate ions of human erythrocytes according to the equation

ONOO- + HCO3- —---> HCO3 + NO2 + OH“ONOO- + HCO3- —---> HCO 3 + NO2 + OH '

Hydrogenuhličitanové ionty oxidují luminol jakož i aromatické a heterocyklické molekuly. Alternativně může ONOO“ peroxidovat hydrogenuhličitan na peroxyhydrogenuhličitan další silně oxidační druh. Na druhé straně superoxid dismutasa (SOD) katalyzuje nitraci ONOO“ a široký okruh fenolických sloučenin včetně tyrosinu v proteinech.Bicarbonate ions oxidize luminol as well as aromatic and heterocyclic molecules. Alternatively, ONOO 'can peroxide bicarbonate to peroxyhydrogen carbonate another strongly oxidizing species. On the other hand, superoxide dismutase (SOD) catalyzes the nitration of ONOO 'and a wide range of phenolic compounds including tyrosine in proteins.

Je zde tedy několik potenciálních mechanismů, kterými hydrogenuhličitan a SOD by mohly ovlivňovat celkovou reaktivitu ONOO“ v buňkách. Přítomnost ONOO vytvořeného v plících inhalací cigaretového kouře, vykazuje výrazné zvýšení oxidačního stresu u erythrocytů, který byl detegován chemiluminiscenční odezvou, objevující se během 5 sekund. Stejný pokus provedený za použití biologického filtru vede většinou ke 100% inhibici oxidačního stresu u lidských erythrocytů (obr. 2). Hemoglobin nebo erythrocytové lyzáty vystavené ONOO“ (obsažený v exhalovaném cigaretovém kouři) vyvolává odstranění dvou píků při 540 a 575 nm, normálně pozorovaných u hemoglobinu. Výsledky podobné jako jsou výše popsány byly dosaženy u 12 dobrovolníků a jsou uvedeny na obr.Thus, there are several potential mechanisms by which bicarbonate and SOD could affect the overall reactivity of ONOO 'in cells. The presence of ONOO formed in the lungs by inhalation of cigarette smoke shows a marked increase in oxidative stress in erythrocytes, which was detected by a chemiluminescent response occurring within 5 seconds. The same experiment performed using a biological filter usually results in 100% inhibition of oxidative stress in human erythrocytes (Fig. 2). Hemoglobin or erythrocyte lysates exposed to ONOO '(contained in exhaled cigarette smoke) induce the removal of two peaks at 540 and 575 nm, normally observed with hemoglobin. Results similar to those described above were obtained in 12 volunteers and are shown in FIG.

21. Jestliže hemoglobin a/nebo lyzát byly vystaveny malému množství exhalovaného kouře (10 ml) byl pozorován posun píků z 540 a 575 na 525 a 555 nm v souladu se tvorbou nitrosylhemoglobinu. Pokusy byly opakovány za použití21. When hemoglobin and / or lysate were exposed to a small amount of exhaled smoke (10 ml), a shift of peaks from 540 and 575 to 525 and 555 nm was observed consistent with the formation of nitrosylhemoglobin. The experiments were repeated using

-bio4og i-ckých-f il trú...Pozar-Qvané-pí kys t-zachovává jT~své - — | i-bio4og i-ckých-fil il ... Pozar-Qvané-pi acid t-preserves jT ~ its - - | and

charakteristické vlnové délky. icharacteristic wavelengths. and

d) Aldehydy byly identifikovány v exhalovaném kouři lidských dobrovolníků pomocí jejich charakteristických chemiluminiscenčních píků. Pokusy byly opakovány za použiti !d) Aldehydes were identified in the exhaled smoke of human volunteers by their characteristic chemiluminescent peaks. The experiments were repeated using!

j biologických filtrů a byla pozorována 90 redukce | iof biological filters and 90 reductions were observed and

chemiluminiscenční odpovědi pozorované při použití běžného ithe chemiluminescence responses observed using conventional i

filtru (obr. 22). Je zřejmé, že biologické f i 1 try. ods traňuj í a - !filter (fig. 22). Obviously, the biological filters. get off and -!

neutralizují aldehydy v cigaretovém kouři protože zadržují oxidanty a tak zjevně inhibují iniciaci redox reakce, probíhajících v plicích, které by mohly vést k produkci !neutralize the aldehydes in cigarette smoke because they retain oxidants and thus clearly inhibit the initiation of a redox reaction occurring in the lungs that could lead to production!

endogenních aldehydů. í iendogenous aldehydes. í i

i ii i

e) Volné radikály byly identifikovány v cigaretovém kouři od j lidských dobrovolníků, pomocí charakteristických i chemiluminiscenčních píků těchto látek. Dobrovolníci použili cigarety s běžnými a biologickými filtry. Byli požádáni o | vyfukování kouře (50 ml) do kyselého roztoku (0.01N HCl)(50 1 ml) pH:6 a po 5 min a 60 min byla stanovena chemiluminiscenční j ie) Free radicals were identified in cigarette smoke from human volunteers using both characteristic and chemiluminescent peaks of these substances. Volunteers used cigarettes with conventional and biological filters. They were asked to blowing smoke (50 ml) into an acidic solution (0.01N HCl) (50 1 ml) pH: 6 and after 5 min and 60 min the chemiluminescence was determined.

odezva. Při pH 6 se vydechovaný ONOO- spontánně rozkládá. |response. At pH 6, exhaled ONOO- spontaneously decomposes. |

Během 5 min vznikne 160% zvýšení chemiluminiscenční odezvy ve | vydechovaném kouři prošlém přes běžný filtr ve srovnání s I iWithin 5 min, a 160% increase in chemiluminescence response is generated in exhaled smoke passed through a conventional filter as compared to I i

cigaretovým kouřem prošlým přes bilogický filtr (obr. 23). acigarette smoke passed through the bilogical filter (Fig. 23). and

Jestliže nasycení vydechovaným kouřem bylo ponecháno jedno hodinu, zvýšil se rozdíl v chemiluminiscenční odezvě ze 160 % na 250 % (obr. 24). Toto je v souladu s myšlenkou, že redoc j reakce probíhají kontinuálně v cigaretovém kouři přes chinonové radikály a produkují serie aktivovaných druhů kyslíku, které působí biologické poškození.If exhaled smoke saturation was left for one hour, the difference in chemiluminescence response increased from 160% to 250% (Fig. 24). This is consistent with the idea that redoc reactions occur continuously in cigarette smoke via quinone radicals and produce a series of activated oxygen species that cause biological damage.

KomentářComment

Naše studie ukázaly, že alveolární makrofágy umožňují endogenníNOsyntézu.podobnéjaRoj inébúňky^a^jsOU-schopny— uvolňování NO/ONOO“ po prodlouženou dobu po vystavení cigaretovému kouři. Dále jakmile se těmito buňkami začne uvolňovat NO, stává se produkce NO samostatnou i po odstranění stimulu. Taková reakce je přičítána schopnosti NO z cigaretového kouře stimulovat alveolární makrofágy pro uvolnění NO a ONOO po dobu několika hodin po odstranění stimulu. Reakce může být iniciována produkcí H2O2 v plících po stimulaci alveolárních makrofágu cigaretovým kouřem. H2O2 stimuluje NO syntásovou aktivitu plicnxch buněk za vzniku NO a ONOO“ po dobu více než jedné hodiny po odstranění stimulu.Our studies have shown that alveolar macrophages allow endogenous NO synthesis to be more likely to result in the release of NO / ONOO for extended periods of time after exposure to cigarette smoke. Further, once NO cells are released by these cells, NO production becomes self-sustaining even after the stimulus is removed. Such a response is attributed to the ability of NO from cigarette smoke to stimulate alveolar macrophages to release NO and ONOO for several hours after stimulus removal. The reaction can be initiated by the production of H2O2 in the lungs upon stimulation of alveolar macrophages by cigarette smoke. H2O2 stimulates NO synthase activity of the lung cells to produce NO and ON00 for more than one hour after stimulus removal.

Naše pokusy skutečně ukázaly, že průchod cigaretového kouře přes biologický filtr vede k 90% redukci (ve srovnání s běžným filtrem) oxidačního stresu v krysích alveolárních makrofázích. ONOO“ radikál vytvořený v plících může umožnit atak a inaktivovat al-proteinasainhibitor (alPI). Inhibice alPI v lidských plících často působí emphysem,při kterém je snížena kapacita plic. Statictické údaje naznačují, že kouření je předpokladem pro vývoj emphysemu (Southon P.A., Pwis G., Free Radicals in Medicine, Involment in human Disease. Mayo Clin.Proc. 63:390-408, 1988). V in vivo pokusech provedených na 12 dobrovolnících kuřácích bylo prokázáno 90% snížení exhalovaného NO/ONOO“, jestliže inhalovaný cigaretový kouř prošel biologickým filtrem.Indeed, our experiments have shown that the passage of cigarette smoke through a biological filter leads to a 90% reduction (compared to a conventional filter) of oxidative stress in rat alveolar macrophages. The ONOO 'radical formed in the lungs may allow attack and inactivate the α-proteinase inhibitor (α1PI). Inhibition of alPI in human lungs often acts by emphysium, which reduces lung capacity. Statistical data suggest that smoking is a prerequisite for the development of emphysema (Southon P.A., Pwis G., Free Radicals in Medicine, Involment in Human Disease. Mayo Clin. Proc. 63: 390-408, 1988). In vivo experiments conducted in 12 volunteer smokers showed a 90% reduction in exhaled NO / ONOO 'when the inhaled cigarette smoke has passed through a biological filter.

Kyslíkové volné radikály byly také zahrnuty v patogenezi IgA imunitním komplexem vyvolané alveolitis. Předcházející ošetření zvířat superoxid dismutasou, katalasou, chelátorem železa desferioxaminem, nebo akceptorem hydroxylových radikálů DMSO, potlačuje vývoj poškození pli-c. Naopak jsou plíce neošetřených pozitivních kontrolních zvířat charakterizovány přítomností zvýšeného počtu alveolárních makrofágů.Oxygen free radicals have also been implicated in the pathogenesis of IgA immune complex-induced alveolitis. Pre-treatment of animals with superoxide dismutase, catalase, iron chelator desferioxamine, or an hydroxyl radical acceptor DMSO suppresses the development of lung damage. In contrast, the lungs of untreated positive control animals are characterized by the presence of an increased number of alveolar macrophages.

Intersticiální edém a hemoragie jsou rovněž přítomny. Dále v tomto-fnodelu poškození plic ie také^L-argihTn vysoce' “ ~ jj protektivní jak je demonstrováno redukcí: vaskulární | Interstitial edema and haemorrhage are also present. Furthermore, in this model, lung injury is also highly protective as demonstrated by reduction: vascular.

permeabi1 i ty; vaskulárního krvácení; a poškození vaskuárních andotheliálních a alveolárních epitheliálních buněk. Tato zjištění naznačují, že makrofágy jsou zdrojem nebezpečí vyvolávaného NO, 02, H2O2 a OH sloučeninami (Mullingan M.S., Jpermeabil1; vascular bleeding; and damage to vascular andothelial and alveolar epithelial cells. These findings suggest that macrophages are a source of the danger of NO, O2, H2O2 and OH compounds (Mullingan M.S., J

Jonhson K.J., Ward P.A., v Biological Oxidants: Generation j and Injurious Consequences (vyd. Cochrane C.G., a Gilbrone .Jonhson K.J., Ward P.A., in Biological Oxidants: Generation and Injurious Consequences (eds. Cochrane C.G., and Gilbrone.

^M.A., Jr.Academie Press 157-172, 1992). j(M.A., Jr.Academie Press 157-172, 1992). j

Retence a neutralizace oxidantů obsažených v cigaretovém kouři biologickými filtry může hrát podstatnou roli ve snížení j aktivity redox enzymů, které jsou v přímém vztahu k oxidačnímu j stresu v plicních buňkách. Biologické filtry drasticky redukují I oxidační stres způsobený inhalovaným cigaretovým kouřem. jThe retention and neutralization of oxidants contained in cigarette smoke by biological filters can play an essential role in reducing the j activity of redox enzymes that are directly related to oxidative stress in lung cells. Biological filters also drastically reduce oxidative stress caused by inhaled cigarette smoke. j

Oxidační stres v plicních makrofázích a endotheliálních buňkách plicních cév může být vyvolán NO, NOx kyslíkovými radikály a/nebo aldehydy obsaženými v cigaretovém kouři. Dále jj retence aldehydů a stopových prvků (zejména Cd) biologickými IOxidative stress in the lung macrophages and endothelial cells of the lung vessels can be caused by NO, NOx by oxygen radicals and / or aldehydes contained in cigarette smoke. Furthermore, the retention of aldehydes and trace elements (especially Cd) by biological I

I filtry může mít žádoucí dlouhodobé účinky při ochraně plasmových I §Also filters can have desirable long-term effects in protecting plasma.

• i antioxidantů a při inhibici vývoje atherosklerosy. Hemoglobin | obsahuje několik neutrofilních center, která podléhají S kovalentním reakcím s elektrofily. Tato centra indukují 1• antioxidants and inhibiting the development of atherosclerosis. Hemoglobin | it contains several neutrophil centers that undergo covalent reactions with electrophiles. These centers induce 1

N-koncové valinové zbytky na a- a 0-řetězci, NI a n3 atomy histidinových zbytků a sulfhydry 1ové skupiny cysteinových zbytků. Karcinogenní sloučeninaN-terminal valine residues on the α- and O-chain, N1 and n3 atoms of histidine residues and sulfhydryl groups of cysteine residues. Carcinogenic compound

4-(methylnitrosoamin)-l-(3-pyridyl)-l-butanon (NNK) přítomná v tabáku je transferována do kouře během hoření cigarety a její hladiny v hlavním proudu kouře se mohou měnit od 4 do 1700 ng na cigaretu. NNK může tvořit adukty s hemoglobinem (Hecht S.S., Karan S., a Carmella S.G., v Human carcinogen expose vyd. Garmer R.C., Farmer P.B., Steel G.I. a Wricht A.S) IRL Press str. 267-274, 1991). Je jasné, že jedinou cestou k vvloučenítabákem vyvolávanýchchorobjezdržet sežvýkání------tabáku a kouření. Nicméně statistiky současných kuřáků naznačují, že je třeba udělat mnoho pro snížení vystavení tabákovým karcinogenům a pro modifikaci jejich způsobu působení. Základní přiblížení k tomuto cíli představují: 1) modifikace tabákových produktu, 2) inhibice raetabolické aktivace tabákových karcinogenú a jejich endogenní tvorby určitými mikro- a makroživinami a chemopreventivními činidly a 3) zadržení tabákových karcinogenú použitím specifických filtrů, které budou obsaženy v tabáku cigaret. Náš vynález použitím biologických substancí pro výrobu biologických filtrů konečně zahrnuje objev, že nitrososloučeniny přítomné v inhalovaném cigaretovém kouři jsou odstraněny biologickými substancemi, což chrání zdraví nejen kuřáků, ale i nekuřáků.The 4- (methylnitrosoamine) -1- (3-pyridyl) -1-butanone (NNK) present in the tobacco is transferred to the smoke during cigarette burning and its mainstream smoke levels can vary from 4 to 1700 ng per cigarette. NNK may form adducts with hemoglobin (Hecht S.S., Karan S., and Carmella S.G., in Human Carcinogen Expose, edited by Garmer R.C., Farmer P.B., Steel G.I., and Wricht A. S. IRL Press pp. 267-274, 1991). It is clear that the only way to dump tobacco-induced tobacco is to keep chewing tobacco and smoking. However, current smokers statistics suggest that much needs to be done to reduce exposure to tobacco carcinogens and modify their mode of action. The basic approaches to this objective are: 1) modification of tobacco products, 2) inhibition of raetabolic activation of tobacco carcinogens and their endogenous production by certain micro- and macro-nutrients and chemopreventive agents, and 3) retention of tobacco carcinogens using specific filters to be included in cigarette tobacco. Our invention using biological substances for the production of biological filters finally involves the discovery that nitroso compounds present in inhaled cigarette smoke are removed by biological substances, which protects the health of not only smokers but also non-smokers.

''Tť změněný list'' The changed sheet

Claims (14)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Filtr pro filtraci tabákového kouře, který obsahuje vláknitou matrici obohacenou biologickou substancí, vybranou z jedné nebo více substancí, zahrnujících železo, měd a/nebo hořčík, komplexovanou s porfyrinovým kruhem a železa navázaného stereospecificky v proteinových molekulách.A tobacco smoke filter comprising a fibrous matrix enriched with a biological substance selected from one or more substances including iron, copper and / or magnesium complexed with a porphyrin ring and iron bound stereospecifically in protein molecules. iaia 2. Filtr podle nároku 1,vyznačuj ící se t í m, že obsahuje aktivní uhlí obohacené biologickou subs tane í.A filter according to claim 1, characterized in that it contains activated carbon enriched with biological substances. 3. Filtr podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m, že k uvedené obohacené vláknité matrici přiléhá vláknitá matrice, která není obohacena uvedenou biologickou substancí.3. The filter of claim 1 or 2 wherein said enriched fibrous matrix is adjacent to a fibrous matrix that is not enriched with said biological substance. 4. Filtr podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že biologická substance zahrnuje hemoglobin a/nebo lyzát erythrocytů.Filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the biological substance comprises hemoglobin and / or erythrocyte lysate. 5. Filtr podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že biologické substance jsou vybrány ze železnatých Fe2 + iontů navázaných stereospecificky k jednomu nebo více z transferinu, katalasy, protoporfyrinu, cytochromu C a chlorofylu.Filter according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the biological substances are selected from ferrous Fe 2+ ions bound stereospecifically to one or more of transferrin, catalase, protoporphyrin, cytochrome C and chlorophyll. 6. Filtr podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že biologická substance je v pevné formě.Filter according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the biological substance is in solid form. změněný list _changed sheet _ 7Cigareta, v .jl.z. n a -c u--j—ř—c—i----------s e---1- í mže- -je------------ .7Cigarette, v. Jlz. n and -c u - j — — — c — i ---------- s e --- 1- m m is -----------. opatřena filtrem podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6.provided with a filter according to any one of claims 1 to 6. 8. Způsob výroby filtru tabákového kouře podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, zahrnující impregnaci běžného filtru tabákového kouře jednou nebo více uvedenými biologickými substancemi.A method of manufacturing a tobacco smoke filter according to any one of claims 1 to 6, comprising impregnating a conventional tobacco smoke filter with one or more of said biological substances. 9. Způsob podle nároku 8,vyznačuj icí se t í m, že filtr obsahuje aktivní uhlí.9. The method of claim 8 wherein the filter comprises activated carbon. 10. Způsob podle nároku 8 nebo 9, vyznačuj ící s e t í m, že biologická substance zahrnuje hemoglobin a/nebo kyzát erythrocytů.A method according to claim 8 or 9, characterized in that the biological substance comprises hemoglobin and / or erythrocyte cysate. 11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že biologická substance je poskytnuta jako 1-10 mg/ml roztok ve fosfátem pufrovaném salinickém roztoku, majícím pH 7,4.The method of any one of claims 8 to 10, wherein the biological substance is provided as a 1-10 mg / ml solution in a phosphate buffered saline having a pH of 7.4. 12. Způsob filtrace tabákového kouře, zahrnující poskytnutí filtru podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 a průchod tabákového kouře tímto filtrem.A method of filtering tobacco smoke, comprising providing a filter according to any one of claims 1 to 6 and passing tobacco smoke through the filter. 13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se t i m, že filtr zadržuje od 15 do 90 % NO, 10 až 90 % CO, 40 až 90 % volných radikálů, 10 až 90 % aldehydů, 10 až 90 % karcinogenních nitrososloučenin, 15 až 90 % H2O2 a 50 až 95 % stopových prvků přítomných v tabákovém kouři před průchodem f i 1 třem.The method of claim 12, wherein the filter retains from 15 to 90% NO, 10 to 90% CO, 40 to 90% free radicals, 10 to 90% aldehydes, 10 to 90% carcinogenic nitroso compounds, 15 to 90% % H2O2 and 50 to 95% of the trace elements present in the tobacco smoke before passing through the fi ll. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačující se t í m, že filtr zadržuje od 85 do 90 % NO, 80 až 90 % CO, 60 až 90 % volných radikálů, 60 až 90 % aldehydů, 60 až 90 % změněný list karcinagenních nitrososloučenin, -60 až 90 % H2O2 a 70 až 95 stopových prvků přítomných v tabákovém kouři před průchodem f i 1 trém.14. The method of claim 13, wherein the filter retains from 85 to 90% NO, 80 to 90% CO, 60 to 90% free radicals, 60 to 90% aldehydes, 60 to 90% altered carcinogenic nitroso compound sheet. , -60 to 90% H2O2 and 70 to 95 trace elements present in the tobacco smoke prior to passing through the film.
CZ96589A 1994-06-27 1994-06-27 Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances CZ58996A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ96589A CZ58996A3 (en) 1994-06-27 1994-06-27 Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ96589A CZ58996A3 (en) 1994-06-27 1994-06-27 Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ58996A3 true CZ58996A3 (en) 1996-08-14

Family

ID=5461946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ96589A CZ58996A3 (en) 1994-06-27 1994-06-27 Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ58996A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5909736A (en) Removal of noxious oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke using biological substances
Muller et al. Evidence for peroxynitrite as an oxidative stress-inducing compound of aqueous cigarette smoke fractions.
Yoshie et al. Synergistic induction of DNA strand breakage by cigarette tar and nitric oxide.
US6470894B2 (en) Glutathione, green tea, grape seed extract to neutralize tobacco free radicals
US6615843B2 (en) Tobacco smoke filter and relative composition made of antioxidant and mineral substances
Church et al. Free-radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications.
AU743757B2 (en) Smoking products containing antioxidants
US6415798B1 (en) Antioxidants to neutralize tobacco free radicals
FR2646325A1 (en) HIGH EFFICIENCY FILTER FOR TOBACCO SMOKE
US5409021A (en) Cigarette filter
US6119701A (en) Methods, agents and devices for removing nucleophilic toxins from tobacco and tobacco smoke
Weiner et al. Inhibition of salivary amylase activity by cigarette smoke aldehydes
US20040045566A1 (en) Tobacco smoke filter and relative composition made of antioxidant and mineral substances
US5083579A (en) Composition for absorbing nitrogen oxide from tobacco smoke, method for absorbing nitrogen oxide using said composition, filter for purifying tobacco smoke using said composition, and method for impregnating the base of a filter with said composition
EP1309253B1 (en) Methods and devices for removing nucleophilic toxins from tobacco and tobacco smoke
CZ58996A3 (en) Process for removing harmful oxidative and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke by making use of biological substances
CN1133550A (en) Removal of noxious oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke using biological substances
HUT74956A (en) Methodology for the with holding of noxious oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds from cigarette smoke using biological substances
Constatin et al. Sodium nitrite-stimulated metabolic activation of benzo [a] pyrene 7, 8-dihydrodiol in human polymorphonuclear leukocytes
Pasupathi et al. Effect Of Cigarette Smoking On Lipid Peroxidation And Protective Role Of Antioxidants: A Review
JPS63137716A (en) Filter for removing oxygen radical
MXPA00002772A (en) Smoking products containing antioxidants

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic