"Куріння - це звичка, яка протистоїть очам, ненавидить ніс, завдає шкоди мозку, це чорний дим, запах якого нагадує дим із безодні Стикса", Джеймс, король Англії. Ця характеристика куріння датується 1604 роком, і англійського короля Джеймса можна вважати, мабуть, першим борцем із курінням; він навіть засудив його до смертної кари. Турецький султан Мурад віддав перевагу "більш м'яким" покаранням, а курцям дозволив порізати ніс. Російський цар фізично не карав жертв куріння, а відправляв їх на заслання до Сибіру. В даний час курців карають добровільно за власне здоров’я. Пошкодження відбувається двома шляхами: впливом нікотину на організм людини та впливом сигаретного диму та його компонентів на здоров’я людини.
Тютюновий дим
Сигаретний дим - це динамічний комплекс із понад 4000 хімічних речовин у вигляді частинок та газів. Він містить фармакологічно активні речовини, антигенні (здатні викликати антитіла), токсичні для клітини, речовини, що викликають зміни спадкових властивостей, і канцерогенні речовини - тому його наслідки для людського організму багатогранні.
Сам тютюновий дим, а також бездимні тютюнові вироби класифікуються за критеріями IARC (Міжнародного агентства з досліджень раку) в групі 1, тобто серед перевірених канцерогенів. Деякі хімічні речовини, що містяться в тютюновому димі, явно належать до перевірених канцерогенних речовин людини (Група 1), інші - можливі канцерогени (Група 2A, 2B). Найбільш серйозними шкідливими речовинами сигаретного диму є нікотин, канцерогени, окис вуглецю та окислювачі.
Небезпечні хімічні речовини в сигаретному димі
Нікотин
На повітрі він безбарвний, маслянистий і коричневий. Він має різкий, пекучий смак і додає характерний аромат рослині тютюну. Нікотин - одна з найсильніших рослинних отрут (алкалоїдів), він зв’язується з ацетилхоліновими рецепторами нікотинового типу в мозку, збільшує вироблення дофаміну та впливає на мезолімбічну систему. Це порушує функцію вегетативної нервової системи і може спричинити параліч і навіть смерть через поліомієліт в дихальному центрі. Окрім впливу на мозок, він збільшує частоту серцевих скорочень, артеріальний тиск, подразнює слизові оболонки дихальних шляхів і відповідає за нудоту та блювоту у початківців курців. Передозування нікотину може збільшити позитивний досвід, викликаний іншими типами поведінки (розслаблення, вживання чорної кави, втамування голоду та сексуальні звички). Нікотин вбиває приблизно 50-60 мг.
Нікотин, що виділяється теплом, досягає мозку протягом 10 секунд. Активна доза нікотину становить 0,2 мг (що відповідає концентрації в крові 10 нг/мл). Середня сигарета містить 8-9 мг нікотину, з яких 0,3-3 мг потрапляє в кров, а його концентрація в крові досягає 20 нг/мл. Період напіввиведення нікотину в крові становить близько 40 хвилин. Тому курці, що викликають залежність, закурюють сигарети кожні півгодини, щоб підтримувати постійну концентрацію нікотину в крові. Викурюючи від 15 до 20 сигарет або від 3 до 5 сигар, курець отримує смертельну дозу нікотину, але смертельного отруєння не відбувається, оскільки новачок після перших неприємних переживань куріння збільшує кількість викурених сигарет або сигар лише дуже обережно. Організм звикає до нікотину завдяки адаптивним ферментам. Нікотин - речовина, яка викликає звикання, і змушує до 90 відсотків курців кинути палити, незважаючи на те, що знає про шкідливість цієї звички.
Окис вуглецю
Цей безбарвний, не подразнює газ без запаху та запаху створюється внаслідок недосконалого згоряння тютюну та сигаретного паперу. Газова фаза сигаретного диму містить від 1 до 5 відсотків СО залежно від температури горіння, доступу кисню, пористості паперу та щільності заряду тютюну. Його кількість збільшується, коли сигарета перегорає. Окис вуглецю - це отрута крові, яка пригнічує транспорт кисню від легенів до окремих органів і тканин, завдяки чому в 230 разів легше, ніж кисень, зв’язує пігмент крові гемоглобін і перетворює його в карбоксигемоглобін, який не здатний переносити кисень, і завдяки цьому він збільшується спорідненість гемоглобіну, що залишився до кисню, внаслідок чого перенесення кисню з оксигемоглобіну в тканини сповільнюється. Він зв’язується із серцевим м’язом, мозковою тканиною та печінкою у більших кількостях, ніж з іншими органами, у більших концентраціях спричиняє смерть через задуху
Рівень карбоксигемоглобіну в крові сільської людини становить близько 1 відсотка, у міських жителів він підвищується до 5 відсотків, залежно від ступеня забруднення атмосфери. Для некурців він присутній у кількості 1-2 відсотків, для курців - 3-6 відсотків і зростає із збільшенням кількості викурених сигарет до 15 відсотків. Група американських вчених обстежила 16 649 донорів крові і виявила, що куріння впливає на рівень карбоксигемоглобіну в крові набагато більше, ніж забруднена атмосфера промислових центрів і міст. В ході біологічного експерименту з добровольцями було показано, що при курінні однієї сигарети виробляється від 13,5 до 20 мл СО, залежно від типу сигарети. В організмі жінки зберігається близько 90 відсотків заявленої кількості, в організмі чоловіка - від 65 до 76 відсотків.
Поліциклічні ароматичні вуглеводні
До найбільш шкідливих забруднювачів тютюнового диму належать хімічні канцерогени, специфічний вплив яких вперше був продемонстрований у 1939 р. Поява сучасних фізико-хімічних аналітичних методів дозволила визначити їх якість та кількість у тютюновому димі та смолі. Згідно з сучасними знаннями, в тютюновому димі присутні канцерогени природи органічних та неорганічних сполук, включаючи радіоактивні елементи. Найбільш патогенетично важливу групу канцерогенів складають поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ) та їх гетероциклічні аналоги. ПАУ - це органічні сполуки, що складаються з 3 і більше ароматичних кілець, що містять лише вуглець і водень, вони трапляються в навколишньому середовищі в продуктах горіння, в сажі, золі, шлаках і в копченостях. Понад 60 з них були виділені в тютюновому димі, дев'ять мають канцерогенну дію. Їх кількість у сигаретному димі коливається від 0,3 до 2,5 мкг на 100 сигарет, але в деяких видах тютюну також були знайдені значення 5,5 мкг. Конденсовані ароматичні вуглеводні (3,4-бензпірен, бензантрацен та інші.). Ця група речовин має значний канцерогенний ефект, пошкоджуючи ДНК.
Дьоготь
Кількість цього коричнево-коричневого конденсату (одержуваного після охолодження тютюнового диму до низьких температур) коливається залежно від виду тютюну від 3 до 40 мг (через 25 років і при викурюванні 10 сигарет на день це більше 2,5 кг смоли ). Різноманітність та багатство компонентів тютюнової смоли разюче нагадує склад кам’яновугільної смоли, канцерогенну дію якої експериментально продемонстрували японські вчені в 1915 р. Вона містить ПАУ, фенол, заміщені поліфеноли, альдегіди, жирні кислоти та інші. Застосування сигаретних фільтрів зменшує частку смоли, особливо бензо (а) пірену, у сигаретному димі.
Метали
Вони можуть спричинити гострі та хронічні отруєння.
Кадмій
Це один з токсичних, найважливіших біоакумулятивних елементів. Протягом життя він накопичується переважно в печінці (тут синтезується металотіоїн, який пов'язує 80-90 відсотків Cd в організмі) і в нирках, втручається в вуглеводний обмін, пригнічує секрецію інсуліну, призводить до зниження рівня цукру в крові та глікозурії (сечовиділення) виведення цукру). Його наявність шкідлива і небажана в організмі, оскільки вона має канцерогенний, тератогенний та мутагенний агент.
Миш'як
Його канцерогенність пояснюється взаємодією з напр. ароматичні вуглеводні, кобальт, нікель та іонізуюче випромінювання під час біохімічних процесів. Він метаболізується в організмі до отруйних речовин, найчастіше триоксиду миш’яку. Його джерелом є обприскування листя тютюну (пестициди).
Нікель
Металевий нікель та його оксиди небезпечні. Нітрат тетракарбоніл (сполука нікелю з окисом вуглецю) є надзвичайно токсичною, високотоксичною речовиною. Вдихання його пари у більших концентраціях викликає нудоту, блювоту, головні болі та лихоманку. Через 24 години можуть виникнути ціаноз, відкашлювання крові, набряк легенів та мозку (смерть) з проблемами печінки та нирок.
Нікель та його сполуки можуть викликати захворювання шлунково-кишкового тракту, судин та серця, нирок, центральної нервової системи, шкіри та викликати алергію. Його наявність у сигаретах викликає рак легенів. Вдихання пилу сполук нікелю (особливо NiS та NiO) має канцерогенну дію. Викурюючи одну сигарету, від 1,1 до 3,1 ніг Ni потрапляє в організм.
Мідь
Солі міді подразнюють дихальну та травну системи. Описані канцерогенні та тератогенні ефекти. Смертельна доза розчинних солей міді становить близько 10 г.
Ароматичні аміни
Куріння сигарет, пов'язане з вдиханням ариламінів, може бути фактором ризику раку сечового міхура.
Нітробензол - це масляниста рідина з характерним запахом гарячого мигдалю, тринітротолуол та тринітрофенол - вибухові речовини. Вони потрапляють в організм через дихальні шляхи, шкіру або травну систему. Якщо всередину потрапляє алкоголь, перебіг отруєння може погіршитися завдяки вивільненню бензольних нітропохідних або їх метаболіти з жирових запасів.
Формальдегід та інші забруднювачі
Формальдегід - отруйний газ. Його пари мають подразнюючу та корозійну дію на дихальну систему та шкіру (згідно з класифікацією IARC він класифікується як імовірний канцероген людини).
Аміак - безбарвний, дуже подразнюючий газ із характерним запахом, токсичний у більших концентраціях (концентрація 3500 мг/м3 спричиняє смерть), вдихання аміаку подразнює слизові оболонки дихальних шляхів (можливість опіків та втрати запаху) і небезпечний до очей (сліпота).
Ціанід - летюча рідина з пекучим до гарячого смаку і характерним запахом, що нагадує гарячий мигдаль. Сіль синильної кислоти, синильна кислота та ціанід є високотоксичними речовинами, які спричиняють смерть протягом декількох секунд-хвилин. Його швидка проникність через повітряно-кров’яний бар’єр при вдиханні забезпечує негайний розвиток інтоксикації в достатній концентрації. Він поглинається легенями, шкірою та травною системою. Смерть блокує ферменти, необхідні клітинам для використання переваг кисню. Орган-мішень ціанідів - центральна нервова система. Смертельна (летальна) доза для дорослої людини становить 50 мг.
Вільні радикали
Вони безпосередньо пошкоджують тканини від сигаретного диму та запальних клітин і одночасно інактивують антипротеази, дозволяючи нейтрофільним еластазам руйнувати еластин легенів.
Радіоізотопи
У тютюновому димі було виявлено ряд радіоактивних ізотопів, які в біологічному експерименті виявляються канцерогенними. Наявність ізотопу полію та свинцю, які були виявлені в епітелії дихальної системи людини і є постійним джерелом β та α випромінювання, становить певний ризик для курця.
Інші подразники
Вони містяться у великій кількості в тютюнових виробах і за хімічним складом дуже сильно відрізняються. Вони містяться в колоїдних частинках або в газовій частині тютюнового диму. До найбільш ефективних належать ацетальдегід, акролеїн, метанол, ацетон та багато інших. Вони порушують слизову оболонку дихальної системи, пригнічують активність рухомих війок багаторівневого епітелію дихальних шляхів і тим самим викликають їх гостре та хронічне запалення. Ці речовини створюють умови для розвитку ракових та неракових захворювань дихальної системи.
Фази сигаретного диму
Сигаретний дим - це концентрований аерозоль, у якому тверді та рідкі частинки розпорошені в газовому середовищі.
Ми виділяємо 2 фази сигаретного диму: матеріальну та газоподібну.
Частинна фаза сигаретного диму становить близько 8 відсотків сигаретного диму.
Він містить 10 - 20 відсотків води,
3-5 відсотків аліфатичних вуглеводнів, а решта складається з ароматичних вуглеводнів, карбонільних сполук, нікотинових алкалоїдів, фенолів, стеаринів, важких металів, радіоактивних речовин, пестицидів, добавок тощо.
Газова фаза включає 92 відсотки сигаретного диму.
Він складається з 73 відсотків азоту, 10 відсотків кисню, 9,5 відсотків діоксиду вуглецю, 4,2 відсотка оксиду вуглецю, і в меншій мірі водню, благородних газів, ціаністого водню, аміаку, сірководню, летких канцерогенів нітрозамінового типу, оксидів азоту, сірки, леткі вуглеводні., спирти, альдегіди та інші речовини.
Види диму
Ми розпізнаємо 2 види диму: основний і вторинний струм
Основна течія (суміш газів, неконденсованих парів та рідких і твердих частинок) називається сигаретним димом; курець активно вдихає його в дихальні шляхи та легені. Потрапляючи в рот курця, це концентрований аерозоль, основними компонентами якого є азот, кисень, чадний газ, водень, метан, аргон та леткі речовини (альдегіди, кетони, спирти). Приблизно 10 відсотків загального вмісту диму складаються з дрібно розділених частинок рідини розміром від 0,1 до 1 мкг, які можуть проникати до найменших бронхіол і містити найбільше канцерогенів та інших забруднюючих речовин.
Фільтр
Дим від сигарети, який курець вдихає і видихає, проходить крізь фільтр з ацетату і целюлози або бавовни для вловлювання смоли. Найкращі сигаретні фільтри фіксують максимум від 50 до 60 відсотків фракції сигаретного диму, яка містить, серед іншого, канцероген 3,4 бензпірену. Однак дихальні шляхи курця, вдихаючи сигаретний дим, захоплюють від 90 до 98 відсотків цієї частки. Найефективніший фільтр у кінці кожної сигарети - це власні легені курця!
Порівняння сигари - сигарети
На відміну від сигарети, сигара не має фільтра, тому курець вдихає сигаретний дим безпосередньо в легені. Сигарний дим важкий, лужний, дратівливий, тому курці не вдихають його, не «нюхають».
Подразнює кашель і може викликати нудоту. Сигаретний дим діє на слизові оболонки ротової порожнини, гортань, бронхи та легені. Він більш стерпний, легший, слабокислий, майже нейтральний, тому курці можуть глибоко вдихати його. Куріння сигарет шкідливіше, ніж куріння сигар або трубок.
Вторинний струм
Це дим, що виходить із палаючого кінця сигарети між ударами. Його хімічний склад різний, він містить потенційно токсичні гази (чадний газ, аміак, диметилнітрозамін, формальдегід, ціаністий водень та акролеїн) у більших концентраціях, ніж у основному димі. У пиловій фазі присутні смола, нікотин, бензол та бензо (а) пірени.