<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">Individual uptake of tobacco smoke constituents by smoking is highly variable in cigarette smokers and cannot be predicted by smoking behaviour variables and machine-derived smoke yields. It is well established that uptake of smoke constituents is best described by a series of bio-markers of exposure (BOEs) such as metabolites of nico-tine, tobacco-specific nitrosamines (TSNAs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), aromatic amines, benzene, 1,3-butadiene, acrolein, hydrogen cyanide, 2,5-dimethyl-furan and other smoke constituents.The purpose of this review is to investigate the relationship between BOE levels and machine-derived smoking yields on the basis of published data. The influence of other smoking behaviour variables, in particular the number of cigarettes smoked per day (CPD) and smoking topography (puffing and inhalation patterns) is also considered, pro-vided suitable data are available.Twenty eight (28) published studies, which report data on machine-derived smoke yields and biomarker concentrations in body fluids of smokers of these products were identified. In total, 33 different BOEs were applied in these studies. Important properties of the BOEs used in the further evaluation were described and discussed. In almost all studies selected, data for CPD were reported. In only a few studies, puffing and inhalation profiles have been determined so that no systematic evaluation of the association between smoking topography and BOE levels was possible. In the studies evaluated, no statistically significant association between daily cigarette consumption (CPD) and smoke yields was observed. This clearly indicates that low machine-derived yields were not com-pensated by increasing the daily cigarette consumption. As expected, positive and statistically significant relationships were found between CPD and BOE levels for most of the biomarkers investigated.Bi- and multivariate linear regressions were calculated for the relationships between BOE levels (dependent variable) and machine-derived yields as well as CPD (independent variables). Whenever possible, results from various studies were combined (this was only possible, when identical biomarkers and yield types were available). Aggregation of the results from all studies independent of BOE and yield type used is feasible on the basis of relative BOE and yield levels. The multivariate linear regression models obtained reveal that both CPD and machine-derived yields are significant predictors of the measured BOE levels. The models predict that, on average, a 50% reduction in CPD or yield are accompanied by a 33 or 15% reduction, respectively, in smoke uptake, as measured by various BOEs. Taken together, the evaluated data from the literature show that lower machine-derived yields lead to a reduced uptake of smoke constituents. The reduction is statistically significant, but substantially lower than the decrease in machine-derived yields. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]</abstract>

Individual uptake of tobacco smoke constituents by smoking is highly variable in cigarette smokers and cannot be predicted by smoking behaviour variables and machine-derived smoke yields. It is well established that uptake of smoke constituents is best described by a series of bio-markers of exposure (BOEs) such as metabolites of nico-tine, tobacco-specific nitrosamines (TSNAs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), aromatic amines, benzene, 1,3-butadiene, acrolein, hydrogen cyanide, 2,5-dimethyl-furan and other smoke constituents.The purpose of this review is to investigate the relationship between BOE levels and machine-derived smoking yields on the basis of published data. The influence of other smoking behaviour variables, in particular the number of cigarettes smoked per day (CPD) and smoking topography (puffing and inhalation patterns) is also considered, pro-vided suitable data are available.Twenty eight (28) published studies, which report data on machine-derived smoke yields and biomarker concentrations in body fluids of smokers of these products were identified. In total, 33 different BOEs were applied in these studies. Important properties of the BOEs used in the further evaluation were described and discussed. In almost all studies selected, data for CPD were reported. In only a few studies, puffing and inhalation profiles have been determined so that no systematic evaluation of the association between smoking topography and BOE levels was possible. In the studies evaluated, no statistically significant association between daily cigarette consumption (CPD) and smoke yields was observed. This clearly indicates that low machine-derived yields were not com-pensated by increasing the daily cigarette consumption. As expected, positive and statistically significant relationships were found between CPD and BOE levels for most of the biomarkers investigated.Bi- and multivariate linear regressions were calculated for the relationships between BOE levels (dependent variable) and machine-derived yields as well as CPD (independent variables). Whenever possible, results from various studies were combined (this was only possible, when identical biomarkers and yield types were available). Aggregation of the results from all studies independent of BOE and yield type used is feasible on the basis of relative BOE and yield levels. The multivariate linear regression models obtained reveal that both CPD and machine-derived yields are significant predictors of the measured BOE levels. The models predict that, on average, a 50% reduction in CPD or yield are accompanied by a 33 or 15% reduction, respectively, in smoke uptake, as measured by various BOEs. Taken together, the evaluated data from the literature show that lower machine-derived yields lead to a reduced uptake of smoke constituents. The reduction is statistically significant, but substantially lower than the decrease in machine-derived yields. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]

Influence of Machine-Derived Smoke Yields on Biomarker of Exposure (BOE) Levels in Cigarette Smokers*

ABF Analytisch-Biologisches Forschungslabor GmbH, Goethestraße 20, 80336 München, Germany

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">Die individuelle Aufnahme von Tabakrauchbestandteilen durch Zigarettenrauchen variiert stark und kann nicht durch Rauchverhaltensparameter und Maschinenabrauchwerte vorausberechnet werden. Es gilt als gut belegt, dass die Aufnahme von Rauchbestandteilen am besten durch Ex-positionsbiomarker (BOEs) wie Metaboliten von Nikotin, tabakspezifischen Nitrosaminen (TSNAs), polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs), aromatischen Aminen, Benzol, 1,3-Butadien, Acrolein, Blausäure, 2,5-Dimethylfuran und anderen Rauchinhaltsstoffen bestimmt werden kann.Ziel dieses Reviews ist es, auf Basis von Literaturdaten, den Zusammenhang zwischen der Konzentration von BOEs und Maschinenabrauchwerten zu untersuchen. Der Einfluss von Rauchverhaltensparametern, insbesondere die Anzahl der gerauchten Zigaretten pro Tag (CPD) und der Rauch-topographie (Zug- und Inhalationsmuster) wurde dabei be-rücksichtigt, sofern entsprechende Daten berichtet wurden. Es konnten 28 publizierte Studien identifiziert werden, die Maschinenabrauchwerte und dazugehörige Biomarker-konzentrationen in Körperflüssigkeiten von Rauchern berichten. Insgesamt wurden 33 verschiedene BOEs bei diesen Untersuchungen verwendet. Maßgebliche Eigen-schaften der in diesem Review verwendeten BOEs werden beschrieben und diskutiert.In fast allen ausgewählten Studien wurden CPD-Werte berichtet. Nur in wenigen Untersuchungen wurden dagegen Zug- und Inhalationsparameter ermittelt, so dass keine systematische Auswertung des Zusammenhangs zu den gemessenen BOE-Spiegeln möglich war. Die Daten der ausgewerteten Studien zeigen keinen statistisch signifikan-ten Zusammenhang zwischen dem täglichen Zigaretten-konsum (CPD) und den maschinellen Abrauchwerten der Zigaretten. Dies weist deutlich darauf hin, dass geringe Maschinenabrauchwerte nicht durch Erhöhung des Ziga-rettenkonsums kompensiert werden. Erwartungsgemäß wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen CPD und den Konzentrationen der meisten untersuchten BOE gefunden.Es wurden bi- und multivariate Regressionsanalysen für die BOE-Konzentrationen (abhängige Variable) und die Maschinenabrauchwerte sowie CPD-Daten (unabhängige Variablen) durchgeführt. Wenn möglich wurden die Daten aus verschiedenen Studien für die Auswertung kombiniert (dies war nur möglich, wenn Daten für identische Bio-marker und entsprechende Rauchinhaltsstoffe zur Verfü-gung standen). Durch die Verwendung von relativen Werten für die BOE-Konzentrationen und die Abrauch-werte ist jedoch die Aggregation der Daten aller ausgewähl-ten Studien möglich. Die berechneten multivariaten linearen Regressionsmodelle zeigen, dass CPD und Maschinenabrauchwerte signifikante Prädiktoren für die gemessenen BOE-Spiegel sind. Die ermittelten Modelle sagen voraus, dass eine 50%-ige Reduktion des täglichen Zigarettenkonsums (CPD) oder des Abrauchwertes im Durchschnitt zu einer 33 bzw. 15%-igen Abnahme der durch die BOEs gemessenen Rauchaufnahmemenge führt. Zusammenfassend zeigen die ausgewerteten Literaturdaten, dass das Rauchen von Zigaretten mit niedrigeren maschinellen Abrauchwerten mit einer geringeren Aufnahme von Rauchinhaltsstoffen verbunden ist. Die Abnahme ist statis-tisch signifikant, jedoch deutlich geringer als die nominelle Abnahme in den Maschinenabrauchwerten. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]</trans-abstract>

Die individuelle Aufnahme von Tabakrauchbestandteilen durch Zigarettenrauchen variiert stark und kann nicht durch Rauchverhaltensparameter und Maschinenabrauchwerte vorausberechnet werden. Es gilt als gut belegt, dass die Aufnahme von Rauchbestandteilen am besten durch Ex-positionsbiomarker (BOEs) wie Metaboliten von Nikotin, tabakspezifischen Nitrosaminen (TSNAs), polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs), aromatischen Aminen, Benzol, 1,3-Butadien, Acrolein, Blausäure, 2,5-Dimethylfuran und anderen Rauchinhaltsstoffen bestimmt werden kann.Ziel dieses Reviews ist es, auf Basis von Literaturdaten, den Zusammenhang zwischen der Konzentration von BOEs und Maschinenabrauchwerten zu untersuchen. Der Einfluss von Rauchverhaltensparametern, insbesondere die Anzahl der gerauchten Zigaretten pro Tag (CPD) und der Rauch-topographie (Zug- und Inhalationsmuster) wurde dabei be-rücksichtigt, sofern entsprechende Daten berichtet wurden. Es konnten 28 publizierte Studien identifiziert werden, die Maschinenabrauchwerte und dazugehörige Biomarker-konzentrationen in Körperflüssigkeiten von Rauchern berichten. Insgesamt wurden 33 verschiedene BOEs bei diesen Untersuchungen verwendet. Maßgebliche Eigen-schaften der in diesem Review verwendeten BOEs werden beschrieben und diskutiert.In fast allen ausgewählten Studien wurden CPD-Werte berichtet. Nur in wenigen Untersuchungen wurden dagegen Zug- und Inhalationsparameter ermittelt, so dass keine systematische Auswertung des Zusammenhangs zu den gemessenen BOE-Spiegeln möglich war. Die Daten der ausgewerteten Studien zeigen keinen statistisch signifikan-ten Zusammenhang zwischen dem täglichen Zigaretten-konsum (CPD) und den maschinellen Abrauchwerten der Zigaretten. Dies weist deutlich darauf hin, dass geringe Maschinenabrauchwerte nicht durch Erhöhung des Ziga-rettenkonsums kompensiert werden. Erwartungsgemäß wurde ein signifikanter Zusammenhang zwischen CPD und den Konzentrationen der meisten untersuchten BOE gefunden.Es wurden bi- und multivariate Regressionsanalysen für die BOE-Konzentrationen (abhängige Variable) und die Maschinenabrauchwerte sowie CPD-Daten (unabhängige Variablen) durchgeführt. Wenn möglich wurden die Daten aus verschiedenen Studien für die Auswertung kombiniert (dies war nur möglich, wenn Daten für identische Bio-marker und entsprechende Rauchinhaltsstoffe zur Verfü-gung standen). Durch die Verwendung von relativen Werten für die BOE-Konzentrationen und die Abrauch-werte ist jedoch die Aggregation der Daten aller ausgewähl-ten Studien möglich. Die berechneten multivariaten linearen Regressionsmodelle zeigen, dass CPD und Maschinenabrauchwerte signifikante Prädiktoren für die gemessenen BOE-Spiegel sind. Die ermittelten Modelle sagen voraus, dass eine 50%-ige Reduktion des täglichen Zigarettenkonsums (CPD) oder des Abrauchwertes im Durchschnitt zu einer 33 bzw. 15%-igen Abnahme der durch die BOEs gemessenen Rauchaufnahmemenge führt. Zusammenfassend zeigen die ausgewerteten Literaturdaten, dass das Rauchen von Zigaretten mit niedrigeren maschinellen Abrauchwerten mit einer geringeren Aufnahme von Rauchinhaltsstoffen verbunden ist. Die Abnahme ist statis-tisch signifikant, jedoch deutlich geringer als die nominelle Abnahme in den Maschinenabrauchwerten. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]

<trans-abstract xml:lang="fr" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml">L'inhalation individuelle de composants de la fumée de tabac en fumant est hautement variable chez les fumeurs de cigarettes et ne peut pas être prédite par des variables de comportement de fumage et des rendements de fumée obtenus par machine. Il est bien établi que l'inhalation de composants de fumée est décrite au mieux par une série de biomarqueurs d'exposition (BOE) comme les métabolites de la nicotine, les nitrosamines spécifiques du tabac, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les amines aromatiques, le benzène, le buta-1,3-diène, l'acroléine, le cyanure d'hydrogène, le 2,5-diméthylfurane et autres composants de la fumée.L'objectif de ce compte rendu est d'examiner la relation entre les niveaux de BOE et les rendements de fumée par machine sur la base des données publiées. L'influence d'autres variables du comportement de fumage, en particu-lier le nombre de cigarettes fumées par jour (CPJ) et la topographie de fumage (production de bouffées et pratiques d'inhalation) est également considérée dans la mesure où des données adaptées sont disponibles. Vingt-huit (28) études publiées, qui rapportent des données concernant des rendements de fumage par machine et des concentrations de biomarqueurs dans les fluides corporels de fumeurs de ces produits ont été identifiées. Au total, 33 BOE différents ont été appliqués dans ces études. Des propriétés importantes des BOE utilisés dans l’évaluation plus approfondie ont été décrites et discutées. Dans presque toutes les études sélectionnées, des données relatives à la CPJ ont été rapportées. Dans seulement quelques études, des profils de production de bouffées et de pratiques d'inhalation ont été déterminés de sorte qu'au-cune évaluation systématique de la relation entre la topo-graphie de fumage et les niveaux de BOE n’était possible. Dans les études évaluées, aucune relation significative entre la consommation de cigarettes par jour (CPJ) et les rende-ments de fumée n'a été observée. Cela montre clairement que les faibles rendements obtenus par machine n’étaient pas compensés par l'augmentation de la consommation quotidienne de cigarettes. Comme prévu, des relations positives et significatives sur le plan statistique ont été trouvées entre la CPJ et les niveaux de BOE pour la plupart des biomarqueurs étudiés.Des régressions linéaires bivariables et multivariables ont été calculées pour les relations entre les niveaux de BOE (variable dépendante) et des rendements obtenus par machine ainsi que la CPJ (variables indépendantes). Lorsque cela était possible, des résultats de différentes études ont été combinés (ceci était uniquement possible lorsque des biomarqueurs et des types de rendement identiques étaient disponibles). Une agrégation des résultats de toutes les études indépendamment des types de BOE et de rendement utilisés est faisable sur la base de niveaux relatifs de BOE et de rendement. Les modèles de régression linéaire multivariable obtenus révèlent que la CPJ et les rendements obtenus par machine sont des indicateurs significatifs des niveaux de BOE mesurés. Les modèles prévoient qu'en moyenne, une réduction de 50 % de la CPJ ou du rendement s'accompagne d'une réduction de 33 % ou de 15 % respectivement, dans l'inhalation de fumée, conformément aux mesures effectuées pour divers BOE. Prises dans leur ensemble, les données publiées évaluées montrent que des rendements plus faibles par machine entraînent une inhalation réduite des composants de fumée.La réduction est significative sur le plan statistique, mais nettement inférieure à la baisse dans les rendements par machine. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]</trans-abstract>

L'inhalation individuelle de composants de la fumée de tabac en fumant est hautement variable chez les fumeurs de cigarettes et ne peut pas être prédite par des variables de comportement de fumage et des rendements de fumée obtenus par machine. Il est bien établi que l'inhalation de composants de fumée est décrite au mieux par une série de biomarqueurs d'exposition (BOE) comme les métabolites de la nicotine, les nitrosamines spécifiques du tabac, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les amines aromatiques, le benzène, le buta-1,3-diène, l'acroléine, le cyanure d'hydrogène, le 2,5-diméthylfurane et autres composants de la fumée.L'objectif de ce compte rendu est d'examiner la relation entre les niveaux de BOE et les rendements de fumée par machine sur la base des données publiées. L'influence d'autres variables du comportement de fumage, en particu-lier le nombre de cigarettes fumées par jour (CPJ) et la topographie de fumage (production de bouffées et pratiques d'inhalation) est également considérée dans la mesure où des données adaptées sont disponibles. Vingt-huit (28) études publiées, qui rapportent des données concernant des rendements de fumage par machine et des concentrations de biomarqueurs dans les fluides corporels de fumeurs de ces produits ont été identifiées. Au total, 33 BOE différents ont été appliqués dans ces études. Des propriétés importantes des BOE utilisés dans l’évaluation plus approfondie ont été décrites et discutées. Dans presque toutes les études sélectionnées, des données relatives à la CPJ ont été rapportées. Dans seulement quelques études, des profils de production de bouffées et de pratiques d'inhalation ont été déterminés de sorte qu'au-cune évaluation systématique de la relation entre la topo-graphie de fumage et les niveaux de BOE n’était possible. Dans les études évaluées, aucune relation significative entre la consommation de cigarettes par jour (CPJ) et les rende-ments de fumée n'a été observée. Cela montre clairement que les faibles rendements obtenus par machine n’étaient pas compensés par l'augmentation de la consommation quotidienne de cigarettes. Comme prévu, des relations positives et significatives sur le plan statistique ont été trouvées entre la CPJ et les niveaux de BOE pour la plupart des biomarqueurs étudiés.Des régressions linéaires bivariables et multivariables ont été calculées pour les relations entre les niveaux de BOE (variable dépendante) et des rendements obtenus par machine ainsi que la CPJ (variables indépendantes). Lorsque cela était possible, des résultats de différentes études ont été combinés (ceci était uniquement possible lorsque des biomarqueurs et des types de rendement identiques étaient disponibles). Une agrégation des résultats de toutes les études indépendamment des types de BOE et de rendement utilisés est faisable sur la base de niveaux relatifs de BOE et de rendement. Les modèles de régression linéaire multivariable obtenus révèlent que la CPJ et les rendements obtenus par machine sont des indicateurs significatifs des niveaux de BOE mesurés. Les modèles prévoient qu'en moyenne, une réduction de 50 % de la CPJ ou du rendement s'accompagne d'une réduction de 33 % ou de 15 % respectivement, dans l'inhalation de fumée, conformément aux mesures effectuées pour divers BOE. Prises dans leur ensemble, les données publiées évaluées montrent que des rendements plus faibles par machine entraînent une inhalation réduite des composants de fumée.La réduction est significative sur le plan statistique, mais nettement inférieure à la baisse dans les rendements par machine. [Beitr. Tabakforsch. Int. 26 (2014) 138-175]

Contributions to Tobacco & Nicotine Research

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Individual uptake of tobacco smoke constituents by smoking is highly variable in cigarette smokers and cannot be predicted by smoking behaviour variables and...

Influence of Machine-Derived Smoke Yields on Biomarker of Exposure (BOE) Levels in Cigarette Smokers*

Published Online: Jan 31, 2015

Page range: 138 - 175

Received: Jul 15, 2014

Accepted: Nov 02, 2014

DOI: https://doi.org/10.1515/cttr-2015-0004

© 2015 Beiträge zur Tabakforschung International

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