Вміст тютюнового диму

В даний час наука має тисячі доказів, що підтверджують той факт, що тютюн містить згубні для організму людини речовини. Загальна кількість їх близько 400, а найшкідливішим з них є нікотин [ 5 ].

Встановлено, що при курінні відбувається суха дистиляція і неповне згоряння висушених тютюнових листків незалежно від того, чи використовуються вони в натуральному вигляді (звиті у трубочку), в сигарі або в сигареті і в трубці. При повільному згорянні виділяється дим, що являє собою неоднорідну (гетерогенну) суміш, що складається в середньому з 60% різних газів і 40% мікроскопічних дігтярних крапель (аерозолі). У газовій фракції диму містяться, крім азоту (59%), кисню (13,4%), ще й оксид вуглецю (IV) (13,6%), оксид вуглецю (II) (близько 4%), водяна пара (1, 2%), ціаністий водень (0,1%), оксиди азоту, акролеїн та інші речовини. Аерозольна фракція диму включає воду (0,4%), гліцерин та спирти (0,1%), альдегіди і кетони (0,1%), вуглеводні (0,1%), феноли (0,003%), нікотин (0, 02%) та ін. [ 5 ].

Половина з містяться в тютюновому диму. Органічні і неорганічні речовини стають основою або супутньою причиною виникнення типових для курця захворювань. Серед цих речовин особливе місце займають більше 30 поліциклічних ароматичних вуглеводнів та інших речовин, що містяться в дьогті. При викурюванні 20 г тютюну утворюється більше 1 г тютюнового дьогтю, з урахуванням того, що навіть найдосконаліші фільтри затримують не більше 20% речовин, що містяться в димі. Їх співвідношення і насамперед кількість нікотину, залежить від сорту тютюну, умов його вирощування і способу обробки, від способу куріння, виду цигаркового паперу і т.п. У тютюновому димі міститься в 10000 разів більше часток, ніж у самому забрудненому повітрі на промислових підприємствах. Не випадково сигарету порівнюють з фабричним димарем, викиди диму якої в непровітрюваних кімнатах містять в 10-30 разів більше бензопірену, ніж виділяється в індустріальних центрах і у великих містах. А канцерогенну дію бензпірена було доведено ще в 1875 р англійським лікарем Потто, який описав захворювання раком шкіри як професійне захворювання у сажотрусів [ 5 ].

Доведено, що існує різниця у складі диму, який виходить з різних кінців сигарети. Дим, що виходить з палаючого краю сигарети, є більш концентрованим і, отже, більш токсичним, ніж дим з головного струменя. Цей струмінь проходить через незгорілу частину сигарети і фільтрується, навіть коли сигарета не має фільтра. Затримані таким чином крапельки тютюнового дьогтю залишаються в недопалку і особливо добре видно на фільтрі сигарети, на стінках каналу мундштука або трубки. Тому особливо шкідливо докурювати сигарети до кінця або курити так звані недопалки, тому, що накопичений в них дьоготь знову при цьому починає випаровуватися і робить дим більш концентрованим. Вкрай шкідливо і неетично курити в присутності некурящих людей, насамперед дітей, які мимоволі при цьому стають «пасивними курцями» [ 5 ].

При викурюванні однієї сигарети виділяється близько 2 л диму, що містить багато небезпечних для живої клітини отрут. Близько 79% диму потрапляє в навколишнє середовище і вдихається некурящими людьми. При дослідженні за допомогою індикаторів реакції диму головного струменя встановлено, що він буває різним: у більшості сигарет – слабко кислим, у сигар - основним, а у диму з трубки може бути слабко кислим або основним. Дим, що володіє кислотним характером, меншою мірою подразнює слизову оболонку верхніх дихальних шляхів, тому курці із задоволенням його вдихають, хоча отруйну дію, яка чиниться їм на організм, не є більш слабкою. Подразнюючу дію диму сигар і трубки, пов'язане, головним чином, з вмістом у ньому акролеїна, частково оберігає курців від глибокого вдихання цього диму і в якійсь мірі зменшує ризик отримати захворювання легенів. Подразнюючі речовини діють переважно на слизову оболонку ротової порожнини і на верхні дихальні шляхи. У складі тютюнового диму відкриті й інші речовини, що глибоко проникають у легені. Через слизову оболонку ротової порожнини і дихальних шляхів, а також через альвеоли легень багато з цих речовин проникають в кров, яка їх розносить по всьому організму. Таким чином шкідливі сполуки тютюнового диму проникають в усі тканини і клітини організму. У відповідності з основною дією, що чиниться на організм, шкідливі речовини, які містяться в тютюновому димі, можуть бути об'єднані в наступні чотири групи: 1) канцерогенні речовини; 2) подразнюючі речовини; 3) отруйні гази; 4) отруйні алкалоїди [ 3 ].

Канцерогенні речовини.

Сумна статистика ракових захворювань курців досить красномовна. Крім того, були проведені і додаткові експерименти на тваринах з метою визначення впливу тютюнового диму розвиток раку. Спочатку при дослідах з мишами, кроликами та собаками використовували тільки тютюновий дьоготь, а в подальшому і тютюновий дим. Половина з 24 собак, привчених викурювати по 7 сигарет щодня, захворіла на рак легенів, гортані, трахеї та інших органів. Численні дослідження виділених з диму речовин показали, що канцерогенні речовини можна об'єднати в дві підгрупи: речовини, які безпосередньо викликають рак, і речовини, що сприяють його розвитку [ 5, 16 ].

До речовин які безпосередньо викликають рак, відносяться різні багатоядерні ароматичні вуглеводні, які містяться в тютюновому диму. Крім бензопірену, що вселяє в даний час особливий страх, володіють канцерогенною дією і деякі феноли, що містяться в димі, і особливо про-дегідроксібензол, досліди з яким над тваринами, проведені в 1974 р, показали, що він частіше, ніж бензпірен, є причиною, появи пухлин. Були відкриті і інші шкідливі речовини, що входять до складу тютюнового диму: це органічні сполуки, такі, як нітрозамін, гідразин, вінілхлорид, о-толуідін та ін., А також неорганічні сполуки миш'яку та кадмію, радіоактивні полоній, олово [ 5 ].

Багато з цих речовин надають не тільки токсичну, але і мутагенну і канцерогенну дію на клітини. Це означає, що вони порушують нормальну роботу генетичного апарату клітини, викликаючи утворення мутантних, в тому числі пухлинних клітин [ 5, 16 ].

Радіоактивні компоненти міститися в дуже високій концентрації в тютюновому димі. До них відносяться: полоній-210, свинець-210 і калій-40. Крім цього, присутні також радій-226, радій-228 і торій-228. Проведені в Греції дослідження показали, що тютюновий лист містить ізотопи цезій-134 і цезій-137 чорнобильського походження. Чітко встановлено, що радіоактивні компоненти є канцерогенами. В легенях у курців зафіксовані відкладення полонію-210 і свинцю-210, завдяки чому курці піддаються набагато більшим дозам радіації, ніж ті дози, які люди зазвичай отримують з природних джерел. Це постійне опромінення, або саме по собі, або синергічно з іншими канцерогенами може сприяти розвитку раку. Дослідження диму польських сигарет показало, що вдихання тютюнового диму є головним джерелом надходження полонія-210 і свинцю-210 в організм курця. При цьому виявилося, що дим різних марок сигарет може істотно відрізнятися за радіоактивності, а сигаретний фільтр адсорбує лише малу частину радіоактивних речовин [ 16 ].

Останні знаходяться в головному струмені диму і, ймовірно, впливають на виникнення раку шляхом опромінення ϒ-частинками, що випускаються ними. На думку Редфорда і Гюнта, які відкрили радіоактивний полоній в тютюновому димі, курці отримують багаторазово збільшену дозу радіації в порівнянні з допустимою, яка дорівнює 5 рад [ 5 ].

До другої підгрупи речовин, що сприяють розвитку раку, відносяться різні за складом і будовою органічні речовини: феноли, жирні кислоти, їх ефіри і різні похідні, а також багато подразнюючих слизову оболонку речовин, що містяться в тютюновому диму. Вони не мають прямої канцерогенної дії, але підсилюють дію інших речовин і є, тому потенційно небезпечними. З метою зменшення небезпечної дії шкідливих і канцерогенних речовин проводять обробку тютюну нітратами, що сприяє їх більш швидкому згорянню, при цьому утворюється менша кількість дьогтю. Використовують також сигарети з фільтром або мундштуки, в яких відбувається часткова затримка конденсованих крапель дьогтю, і т.п. [ 3 ].

Подразнюючі речовини.

З тютюнового диму виділений десяток речовин, що надають подразнюючу дію на слизову оболонку. Найбільш важливим з них є ненасичений альдегід пропеналь, званий ще Акролеїн. Він має високу хімічну і біологічну активність, викликаючи разом з іншими альдегідами, кетонами і кислотами, що містяться в тютюновому димі, типовий кашель у курців. Ця природна захисна реакція організму має своєю метою позбавлення від безпосереднього подразника і від виділеної в дихальних шляхах під його впливом у великій кількості мокротиння, в якій розчиняється велика частина подразнюючих речовин. Збільшеною секреторної активності супроводжує й інша захисна реакція - зменшення просвіту бронхів, викликане прагненням організму не допускати проникнення в бронхи подразнюючих речовин (в газоподібному стані або розчинених у мокротинні). Рух війок у звужених бронхах утруднюється, зменшується об'єм легенів. В результаті цього і під впливом оксиду вуглецю (II) газовий обмін сповільнюється, і дихання курця стає ускладненим. Спочатку це відбувається періодично, але поступово описані вище зміни набувають постійного характеру і призводять до емфіземи та іншим серйозним захворюванням легень [ 5 ].

Отруйні гази.

При неповному згорянні тютюнового листя відбувається неповне окислення складних органічних сполук: целюлози, білкових речовин, аліфатичних, ароматичних і гетероциклічних сполук. В результаті цього утворюються більш прості речовини, які при температурі горіння знаходяться в газоподібному стані, але при поступовому охолодженні диму частина з них конденсується в дьоготь. У газовій фракції тютюнового диму міститься головним чином велике число неорганічних сполук, що володіють високою хімічною та біологічною активністю, таких, як оксид вуглецю (II), сірководень, ціаністий водень та ін. Звичайно в газоподібному стані також присутні в невеликій кількості сполуки миш'яку та інші тверді леткі сполуки. Поряд з цими сильно отруйними речовинами в диму присутні і інші гази, що не роблять шкідливої дії: оксид вуглецю (IV), азот, кисень та ін. [ 5 ].

З отруйних газів, присутніх в тютюновому диму, найбільший обсяг припадає на оксид вуглецю (II). При вдиханні з повітрям він розріджується, і тому середня його концентрація в легенях курця становить близько 4%. Концентрація сірководню і ціаністого водню значно нижче, ніж оксиду вуглецю (II), але, як відомо, токсичність цих сполук значно вище. Незалежно від відмінностей у їх складі, концентрації, ступеня токсичності, ці три газу мають загальним механізмом впливу на організм: вони легко з'єднуються з гемоглобіном крові і зменшують її здатність переносити кисень в окремі клітини організму. Через це, насамперед, починає страждати серцевий м'яз, який відчуває на собі і специфічне шкідливий вплив сірководню і ціаністого водню [ 16 ].

Порушення припливу кисню до клітин пов'язано з різними видами взаємодії гемоглобіну з газами, що містяться в тютюновому диму. Звичайно гемоглобін з'єднується з киснем і утворює слабке з'єднання - оксигемоглобін, який легко розпадається, віддаючи клітинам необхідний їм кисень:

гемоглобін + О2 → оксигемоглобін.

Однак цей рівноважний процес порушується під впливом інших учасників газового обміну, які утворюють з гемоглобіном більш міцні з'єднання, загальна назва яких - метгемоглобін:

гемоглобін + СО → карбоксигемоглобін.

Процес рівноважний, а міцність з'єднання карбоксигемоглобін в 200 разів вище, ніж з'єднання оксигемоглобін. Тому навіть незначна кількість оксиду вуглецю (II), що потрапляє в організм при вдиханні повітря, блокує гемоглобін і його основну функцію - перенесення кисню. Кількість оксиду вуглецю (II) в тютюновому диму значно вище, і тому його концентрація в крові курців коливається від 2 до 15%. Це призводить до порушення тканинного дихання. Концентрація карбоксигемоглобіна залежить від глибини вдихання курцем тютюнового диму і від інтервалу між викурюванням сигарет [ 16 ].

Вважається, що здатність крові переносити необхідний для життєдіяльності клітин кисень зменшується під впливом куріння від 10 до 30%. У тютюновому димі, крім оксиду вуглецю (II), містяться і інші отруйні для крові речовини, які також утворюють з гемоглобіном міцні і неактивні сполуки: ціаногемоглобін і сульфогемоглобін. Перехід деякої частини гемоглобіну в різні форми метгемоглобіну викликає розлад дихальної функції крові. Аналогічно діють на кров інші отрути: анілін, нітробензол і деякі азотовмісні органічні сполуки, присутні в тютюновому диму. Явним доказом наявності у завзятих курців контакту та взаємодії білкових речовин з оксидами азоту є пожовтіння пальців. Отруйні гази тютюнового диму викликають хронічне кисневе голодування, яке особливо сильно відбивається на дітях (новонароджених або тих що ще перебувають в утробі матері), на спортсменах і на хворих людях, які звичайно є «пасивними курцями» [ 5 ].

Отруйні алкалоїди.

У тютюнових листках, крім нікотину, містяться ще 11 алкалоїдів, найважливіші з яких: норникотин, нікотірін, нікотеін, нікотімін та ін. Всі вони схожі з нікотином за будовою і властивостями і тому мають схожі назви.

Як вже говорилося вище, Ж. Ніко, французький посланник в Португалії, у другій половині XVI ст. підніс Катерині медичну «все цілющу» траву для лікування мігрені, і незабаром розрекламований як універсальний лікувальний засіб тютюн стає дуже популярним в аристократичних колах. На честь підприємливого посланника його ім'ям названо відкритий перший в тютюні алкалоїд, який сьогодні ми мали б назвати димлячою отрутою, оскільки, на відміну від деяких інших алкалоїдів, які є отрутою-ліками, нікотин не володіє ніякими лікувальними властивостями. Нікотин, подібно іншим алкалоидам, викликає появу пристрасті до нього. Використання цього наркотику в даний час носить найбільш масовий характер, його вважають найпоширенішою побутовою отрутою, яка розноситься димом цигарок по кабінетах і службових приміщеннях, потрапляє в вітальні, спальні і навіть в кімнати дітей.

Нікотин міститься в листі різних рослин: тютюну, індійської коноплі, польського хвоща, деяких плаунів та ін. [ 26 ].

Нікотин має складну будову і володіє сильною отруйною дією. Навіть порція в 0,04-0,06 г вважається смертельною дозою, і краплі чистого нікотину (0,05 г) буває достатньо, щоб умертвити людину. Однак курці щодня поглинають великі кількості нікотину, а ознаки гострого отруєння при цьому відсутні. Це пов'язано з розвиванням у них підвищеною стійкістю організму стосовно нікотину, обумовленої більш швидким розпадом отруйних речовин, що є захисною реакцією організму. Нікотин вражає центральну і периферичну частини нервової системи, особливо сильно впливає на ганглії (вузли) вегетативної нервової системи, тому його називають «гангліопоражаючою отрутою». У малих дозах нікотин діє збудливо на центральну нервову систему, посилює секреторну функцію слинних залоз, викликає почастішання дихання і підвищення кров'яного тиску. Великі дози нікотину призводять до пригнічення діяльності нервової системи та її паралічу, до зупинки дихання і серця [ 26 ]

Біохімічний механізм дії нікотину добре вивчений. Під його впливом надниркові залози виділяють гормони адреналін і норадреналін, які посилюють серцеву діяльність, підвищують кров'яний тиск. Це робить позитивний вплив на настрій курця, їх опановує оманливе відчуття повного благополуччя і спокою. Спочатку це досягається за допомогою невеликих доз нікотину, але прискорене його знешкодження організмом змушує курця вдаватися до викурювання наступної сигарети, щоб відновити бажаний настрій. Таким чином замикається зачароване коло, в яке потрапляє чергова жертва, спробувавши випадково, через цікавість, не замислюючись над наслідками [ 5 ].

Наявність нікотину в крові призводить і до інших змін в її складі. Виділяються гормони, які тимчасово підвищують концентрацію цукру в крові і зменшують кількість виділеної сечі, стає стабільним збільшення вмісту жирних кислот в крові, внаслідок чого наростає небезпека відкладення цих кислот на стінках кровоносних судин, склеювання тромбоцитів, що призводить до розвитку атеросклерозу. Нікотин змінює процес обміну речовин в нервових клітинах, імітуючи дію норадреналіну і ацетилхоліну при перенесенні нервового імпульсу між клітинами: він спочатку їх стимулює, а згодом діє на них гнітюче. Протилежно спрямований його вплив на нервову систему підтверджують і самі курці. Одні вважають, що сигарети діють на них збуджуюче, інші вдаються до їхньої допомоги в якості заспокійливого засобу [ 25 ].

Нікотин є одним з найсильніших із відомих нам отрут, які мають вплив на нервову систему. При згорянні сигарети він руйнується тільки частково, приблизно на 25%. Вміст нікотину в диму головного струменя різних сигарет, коливається між 0,4 і 3 мг, що становить лише 20% від загальної кількості нікотину в сигареті. У недопалку залишається близько 5%, а інші 50% опиняються в повітрі приміщень, де курять. Залежно від способу куріння курець вдихає 10% нікотину (якщо не ковтає дим) або 90% (якщо ковтає дим). Точну кількість нікотину, який вдихається під час паління, визначити важко, але можна обчислити, наприклад, якщо курець при кожному вдиху, ковтає дим, то отримує в середньому дозу нікотину, рівну 0,1 мг, введену венозно. Встановлено, що ті курці, які при палінні сигарети в 3 рази більше вдихають нікотину, ніж ті, які віддають перевагу трубкам або сигарам. Перша адсорбує нікотин після того, як дим потрапив в легені, а друга - головним чином на поверхні слизової оболонки рота і носоглотки [ 25 ].

Фізична і психічна залежність від нікотину розвивається значно швидше, ніж від алкоголю. Але, на відміну від алкоголізму та інших видів наркоманії, нікотиноманія не призводить до деградації особистості курця. Саме це робить тютюнопаління гострою заразною хворобою, яка руйнує фізичне здоров'я людини і підвищує смертність серед курців на 30-80% [ 18 ].