Биохимия табачного дыма и его действие на организм

 

В настоящее время наука располагает тысячами доказательств, подтверждающих тот факт, что табак содержит губительные для организма человека вещества. Общее количество их около 400, а самым вредным из них является никотин.

Установлено, что при курении происходит сухая дистилляция и непол­ное сгорание высушенных табачных листьев вне зависимости от того, используются ли они в натуральном виде (свитые в трубочку), в сигаре или в сигарете и в трубке. При медленном сгорании выделяется дым, представляющий собой неоднородную (гетерогенную) смесь, состоящую в среднем из 60% различных газов и 40% микроскопических дегтярных капель (аэрозоли). В газовой фракции дыма содержатся, кроме азота (59%), кислорода (13,4%), ещё и оксид углерода (IV) (13,6%), оксид углерода (II) (около 4%), водяной пар (1,2%), цианистый водород (0,1%), оксиды азота, акролеин и другие вещества. Аэрозольная фракция дыма включает воду (0,4%), глицерин и спирты (0,1%), альдегиды и кетоны (0,1%), углеводороды (0,1%), фенолы (0,003%), никотин (0,02%) и др. (Генкова, 1989).

Половина из содержащихся в табачном дыму органических и неорганических веществ становится основой или сопутствующей причиной возникновения типичных для курильщика заболеваний. Среди этих веществ особое место занимают более 30 полициклических ароматических углеводородов и других веществ, содержащихся в дёгте. Их соотношение, и прежде всего количество никотина, зависит от сорта табака, условий его выращивания и способа обработки, от способа курения, вида папиросной бумаги и т.п. В табачном дыму содержится в 10000 раз больше частиц, чем в самом загрязнённом воздухе на промышленных предприятиях. Не случайно сигарету сравнивают с фабричной дымовой трубой, выбросы дыма которой в непроветриваемую комнату содержат в 10–30 раз больше бензпирена, чем выделяется в индустриальных центрах и в больших городах. А канцерогенное действие бензпирена было доказано еще в 1875 г. английским врачом Поттом, который описал заболевание раком кожи как профессиональное заболевание у трубочистов (Генкова, 1989).

Доказано, что существует разница в составе дыма, который выходит с разных концов сигареты. Дым, выходящий из горящего края сигареты, является более концентрированным и, следовательно, более токсичным, чем дым из главной струи. Эта струя проходит через несгоревшую часть сигареты и фильтруется, даже когда сигарета не имеет фильтра. Задержанные таким образом капельки табачного дёгтя остаются в окурке и особенно хорошо видны на фильтре сигареты, на стенках канала мундштука или трубки. Поэтому особенно вредно докуривать сигареты до конца или курить так называемые окурки, потому, что накопленный в них дёготь снова при этом начинает испаряться и делает дым более концентрированным. Крайне вредно и неэтично курить в присутствии некурящих людей, прежде всего детей, которые невольно при этом становятся «пассивными курильщиками».

При выкуривании одной сигареты выделяется около 2 л дыма, содержащего много опасных для живой клетки ядов. Около 79% дыма попадает в окружающую среду и вдыхается некурящими людьми. При исследовании с помощью индикаторов реакции дыма главной струи установлено, что она бывает различной: у большинства сигарет – слабокислой, у сигар – основной, а у дыма из трубки может быть слабокислой или основной. Дым, обладающий кислотным характером, в меньшей степени раздражает слизистую оболочку верхних дыхательных путей. Поэтому курильщики с удовольствием его вдыхают, хотя отравляющее действие, оказываемое им на организм, не является более слабым. Раздражающее действие дыма сигар и трубки, связанное, главным образом, с содержанием в нём акролеина, частично предохраняет курильщиков от глубокого вдыхания этого дыма и в какой-то степени уменьшает риск получить заболевание лёгких. Раздражающие вещества действуют преимущественно на слизистую оболочку ротовой полости и на верхние дыхательные пути. В составе табачного дыма открыты и другие вещества, глубоко проникающие в лёгкие. Через слизистую оболочку ротовой полости и дыхательных путей, а также через альвеолы лёгких многие из этих веществ проникают в кровь, которая их разносит по всему организму. Таким способом вредные соединения табачного дыма проникают во все ткани и клетки организма. В соответствии с основным действием, оказываемым ими на организм, вредные вещества, содержащиеся в табачном дыму, могут быть объединены в следующие четыре группы: 1) канцерогенные вещества; 2) раздражающие вещества; 3) ядовитые газы; 4) ядовитые алкалоиды (Панков, 2002).

Канцерогенные вещества

Печальная статистика раковых заболеваний курильщиков достаточно красноречива. Кроме того, были проведены и дополнительные эксперименты на животных с целью определения влияния табачного дыма на образование и развитие рака. Вначале при опытах с мышами, кроликами и собаками использовали только табачный дёготь, а в дальнейшем и табачный дым. Половина из 24 собак, приученных выкуривать по 7 сигарет ежедневно, заболела раком лёгких, гортани, трахеи и других органов. Многочисленные исследования выделенных из дыма веществ показали, что канцерогенные вещества можно объединить в две подгруппы: вещества, непосредственно вызывающие рак, и вещества, способствующие его развитию (Генкова, 1989).

К непосредственно вызывающим рак веществам относятся различные многоядерные ароматические углеводороды, которые содержатся в табачном дыму. Кроме бензпирена, внушающего в настоящее время особый страх, канцерогенным действием обладают и некоторые содержащиеся в дыму фенолы, и в особенности о-дигидроксибензол, опыты с которым над живот­ными, проведённые в 1974 г., показали, что он чаще, чем бензпирен, является причиной, появления опухоли. Были открыты и другие вредные вещества, входящие в состав табачного дыма: это органические соединения, такие, как нитрозамин, гидразин, винилхлорид, о-толуидин и пр., а также неорганические соединения мышьяка и кадмия, радиоактивные полоний, олово и висмут-210. Последние находятся в главной струе дыма и, вероятно, оказывают влияние на возникновение рака путём облучения α-частицами, испускаемыми ими. По мнению Редфорда и Гюнта, открывших радиоактивный полоний в табачном дыму, курильщики получают многократно увеличенную дозу радиации по сравнению с допустимой, которая равняется 5 рад (Генкова, 1989).

Ко второй подгруппе веществ, способствующих развитию рака, относятся различные по составу и строению органические вещества: фенолы, жирные кислоты, их эфиры и различные производные, а также и многие раздражающие слизистую оболочку вещества, содержащиеся в табачном дыму. Они не оказывают прямого канцерогенного действия, но усиливают действие других веществ и являются, поэтому потенциально опасными. С целью уменьшения опасного действия вредных и канцерогенных веществ проводят обработку табака нитратами, что способствует их более быстрому сгоранию, при этом образуется меньшее количество дёгтя. Используют также сигареты с фильтром или мундштуки, в которых происходит частичная задержка конденсированных капель дёгтя, и т.п. (Панков, 2002).

 

Раздражающие вещества

Из табачного дыма выделен десяток веществ, оказывающих раздражающее действие на слизистую оболочку. Наиболее важным из них является ненасыщенный альдегид пропеналь, называемый ещё акролеином. Он обладает высокой химической и биологической активностью, вызывая вместе с другими альдегидами, кетонами и кислотами, содержащимися в табачном дыму, типичный кашель у курильщиков. Эта естественная защитная реакция организма имеет своей целью избавление от непосредственного раздражителя и от выделяемой в дыхательных путях под его воздействием в большом количестве мокроты, в которой растворяется большая часть раздражающих веществ. Увеличенной секреторной активности сопутствует и другая защитная реакция – уменьшение просвета бронхов, вызванное стремлением организма не допускать проникновения в бронхи раздражающих веществ (в газообразном состоянии или растворённых в мокроте). Движение ресничек в суженных бронхах затрудняется, уменьшается объём лёгких. В результате этого и под воздействием оксида углерода (II) газовый обмен замедляется, и дыхание курильщика становится затруднённым. Сначала это происходит периодически, но постепенно описанные выше изменения приобретают постоянный характер и приводят к эмфиземе и другим серьёзным заболеваниям лёгких (Генкова, 1989).

Ядовитые газы

При неполном сгорании табачных листьев происходит неполное окисление сложных органических соединений: целлюлозы, белковых веществ, алифатических, ароматических и гетероциклических соединений. В результате этого образуются более простые вещества, которые при температуре горения находятся в газообразном состоянии, но при постепенном охлаждении дыма часть из них конденсируется в дёготь. В газовой фракции табачного дыма содержится главным образом большое число неорганических соединений, обладающих высокой химической и биологической активностью, таких, как оксид углерода (II), сероводород, цианистый водород и др. Обыкновенно в газообразном состоянии также присутствуют в небольшом количестве соединения мышьяка и другие твёрдые летучие соединения. Наряду с этими сильно ядовитыми веществами в дыму присутствуют и другие газы, не оказывающие вредного действия: оксид углерода (IV), азот, кислород и др. (Генкова, 1989).

Из ядовитых газов, присутствующих в табачном дыму, наибольший объём приходится на оксид углерода (II). При вдыхании с воздухом он разжижается, и поэтому средняя его концентрация в лёгких курильщика составляет около 4%. Концентрация сероводорода и цианистого водорода значительно ниже, чем оксида углерода (II), но, как известно, токсичность этих соединений значительно выше. Вне зависимости от различий в их составе, концентрации, степени токсичности, эти три газа обладают общим механизмом воздействия на организм: они легко соединяются с гемоглобином крови и уменьшают её способность переносить кислород в отдельные клетки организма. Из-за этого, прежде всего, начинает страдать сердечная мышца, которая испытывает на себе и специфическое вредное воздействие сероводорода и цианистого водорода.

Нарушение притока кислорода к клеткам связано с различного вида взаимодействием гемоглобина с газами, содержащимися в табачном дыму. Обыкновенно гемоглобин соединяется с кислородом и образует непрочное соединение – оксигемоглобин, который легко распадается, отдавая клеткам необходимый им кислород:

гемоглобин + О₂  оксигемоглобин.

Однако этот равновесный процесс нарушается под воздействием других участников газового обмена, которые образуют с гемоглобином более прочные соединения, общее название которых – метгемоглобин:

гемоглобин + СО  карбоксигемоглобин.

Процесс равновесный, а прочность соединения карбоксигемоглобин в 200 раз выше, чем соединения оксигемоглобин. Поэтому даже незначительное количество оксида углерода (II), попадающее в организм при вдыхании воздуха, блокирует гемоглобин и его основную функцию – перенос кислорода. Количество оксида углерода (II) в табачном дыму значительно выше, и поэтому его концентрация в крови курильщиков колеблется от 2 до 15%. Это приводит к нарушению тканевого дыхания. Концентрация карбоксигемоглобина зависит от глубины вдыхания курильщиком табачного дыма и от интервала между выкуриванием сигарет (Генкова, 1989).

Считается, что способность крови переносить необходимый для жизне­деятельности клетки кислород уменьшается под воздействием курения от 10 до 30%. В табачном дыму, кроме оксида углерода (II), содержатся и другие ядовитые для крови вещества, которые также образуют с гемоглобином прочные и неактивные соединения: цианогемоглобин и сульфогемоглобин. Переход некоторой части гемоглобина в различные формы метгемоглобина вызывает расстройство дыхательной функции крови. Аналогично действуют на кровь и другие яды: анилин, нитробензол и некоторые азотсодержащие органические соединения, присутствующие в табачном дыму. Явным доказательством наличия у заядлых курильщиков контакта и взаимодействия белковых веществ с оксидами азота является пожелтение пальцев. Ядовитые газы табачного дыма вызывают хроническое кислородное голодание, которое особенно сильно отражается на детях (новорожденных или находящихся ещё в утробе матери), на спортсменах и на больных людях, которые обыкновенно являются «пассивными курильщиками» (Генкова, 1989).

 

Ядовитые алкалоиды

В табачных листьях, кроме никотина, содержатся ещё 11 алкалоидов, важнейшие из которых: норникотин, никотирин, никотеин, никотимин и др. Все они сходны с никотином по строению и свойствам и поэтому имеют похожие названия.

Как уже говорилось выше, Ж. Нико, французский посланник в Португалии, во второй половине XVI в. преподнёс Екатерине Медичи «всеисцеляющую» траву для лечения мигрени, и вскоре разрекламированный как универсальное лечебное средство табак становится очень популярным в аристократических кругах. В честь предприимчивого посланника его именем назван открытый первым в табаке алкалоид, который сегодня мы должны были бы назвать дымящимся ядом, поскольку, в отличие от некоторых других алкалоидов, которые являются ядами-лекарствами, никотин не обладает никакими лечебными свойствами. Никотин, подобно другим алкалоидам, вызывает появление пристрастия к нему. Использование этого наркотика в настоящее время носит наиболее массовый характер, его считают самым распространённым бытовым ядом, который разносится дымом сигарет по кабинетам и служебным помещениям, по общественным заведениям, попадает в гостиные, спальни и даже в комнаты детей.

Никотин содержится в листьях различных растений: табака, индийской конопли, польского хвоща, некоторых плаунов и др.

Никотин имеет сложное строение и обладает сильным отравляющим действием. Даже порция в 0,04–0,06 г считается смертельной дозой, и капли чистого никотина (0,05 г) бывает достаточно, чтобы умертвить человека. Однако курильщики ежедневно поглощают большие количества никотина, а признаки острого отравления при этом отсутствуют. Это связано с раз­вивающейся у них повышенной устойчивостью организма по отношению к никотину, обусловленной более быстрым распадом ядовитых веществ, что является защитной реакцией организма. Никотин поражает центральную и периферическую часть нервной системы, особенно сильно воздействуя на ганглии (узлы) вегетативной нервной системы, поэтому его называют «ганглиопоражающим ядом». В малых дозах никотин действует возбуждающе на центральную нервную систему, усиливает секреторную функцию слюнных желез, вызывает учащение дыхания и повышение кровяного давления. Большие дозы никотина приводят к угнетению деятельности нервной системы и её параличу, к остановке дыхания и сердца (Генкова, 1989).

Биохимический механизм действия никотина хорошо изучен. Под его влиянием надпочечные железы выделяют гормоны адреналин и норадреналин, которые усиливают сердечную деятельность, повышают кровяное давление. Это оказывает положительное влияние на настроение курильщика, им овладевает обманчивое ощущение полного благополучия и спокойствия. Сначала это достигается с помощью небольших доз никотина, но ускоренное его обезвреживание организмом вынуждает курильщика прибегать к помощи следующей сигареты, чтобы восстановить желаемое настроение. Таким образом замыкается заколдованный круг, в который попала очередная жертва, попробовавшая случайно, из-за любопытства, не задумываясь над последствиями, эту отраву, этот дымящийся яд (Генкова, 1989).

Наличие никотина в крови приводит и к другим изменениям в её составе. Выделяются гормоны, которые временно повышают концентрацию сахара в крови и уменьшают количество выделяемой мочи, становится стабильным увеличение содержания жирных кислот в крови, вследствие чего нарастает опасность отложения этих кислот на стенках кровеносных сосудов, склеивания тромбоцитов, что приводит к развитию атеросклероза. Никотин изменяет процесс обмена веществ в нервных клетках, имитируя действие норадреналина и ацетилхолина при переносе нервного импульса между клетками: он сначала их стимулирует, а впоследствии действует на них угне­тающе. Противоположно направленное его воздействие на нервную систему подтверждают и сами курильщики. Одни считают, что сигареты действуют на них возбуждающе, другие прибегают к их помощи в качестве успокоительного средства.

Никотин является одним из самых сильных из известных нам ядов, оказывающих воздействие на нервную систему. При сгорании сигареты он разрушается только частично, приблизительно на 25%. Содержание никотина в дыму главной струи сигареты различно, оно колеблется между 0,4 и 3 мг, что составляет только 20% от общего количества никотина в сигарете. В окурке остаётся около 5%, а остальные 50% оказываются в воздухе по­мещения, где курят. В зависимости от способа курения курильщик вдыхает 10% никотина (если не глотает дым) или 90% (если глотает дым). Точное количество никотина, вдыхаемое во время курения, определить трудно, но можно вычислить, например, что курильщик, глотающий дым, при каждом вдохе получает в среднем дозу никотина, равную 0,1 мг, введённую венозно. Установлено, что курящие сигареты в 3 раза больше вдыхают никотина, чем курильщики, предпочитающие трубку или сигары. Первые адсорбируют никотин после того, как дым попал в лёгкие, а вторые – главным образом на поверхности слизистой оболочки рта и носоглотки (Генкова, 1989).

Физическая и психическая зависимость от никотина развивается зна­чительно быстрее, чем от алкоголя. Но, в отличие от алкоголизма и других видов наркомании, никотиномания не приводит к деградации личности курильщика. Именно это делает табакокурение острой заразной болезнью, которая разрушает физическое здоровье человека и повышает смертность среди курильщиков на 30–80% (Генкова, 1989).

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: