Co nas truje w papierosach?

Polskie przepisy stanowią, że na każdym pudełku papierosów powinno znajdować się wyraźne ostrzeżenie ministra zdrowia i opieki społecznej o szkodliwości palenia. Palacze, chcąc uspokoić ewentualne wyrzuty sumienia, sięgają po „lekkie" gatunki papierosów (z obniżoną zawartością nikotyny i substancji smolistych) w nadziei, że mniej szkodzą. Jak jest naprawdę?

Niedawno prasę obiegło alarmujące doniesienie o tym, że dodawanie amoniaku do tytoniu papierosowego wspomaga przyswajanie nikotyny. Amoniak lub związki uwalniające go w procesie rozkładu (wodorofosforan amonowy, mocznik) są często dodawane do tytoniu. Nie wszyscy producenci papierosów przyznają się do tego, a ci, którzy to robią, utrzymują, iż amoniak ma tylko pomóc obniżyć zawartość nikotyny w dymie. Amerykańska FDA (Food and Drug Administration) od 3 lat twierdzi jednak, że jest to bardzo rozpowszechniona praktyka, a jej celem jest zwiększenie przyswajalności nikotyny.

Ozdobna odmiana tytoniu Nicotiana alata

W Senacie USA dyskutowany jest projekt, który pozwoliłby FDA na ograniczoną kontrolę nad przemysłem tytoniowym. Przewiduje on, że koncerny tytoniowe zapłacą w ciągu najbliższych 25 lat astronomiczną sumę 368.5 mld dolarów, zgodzą się na ograniczenia w reklamie, częściową kontrolę FDA nad technologią produkcji papierosów i stopniowe ograniczanie zawartości w nich nikotyny. Pieniądze przeznaczone zostaną na kampanie antytytoniowe (zwłaszcza wśród młodzieży) i, częściowo, na odszkodowania dla ofiar palenia. Koncerny tytoniowe zyskają na tym tyle, że nie będą nękane zbiorowymi pozwami o odszkodowania, a rząd dopilnuje, aby odszkodowania dla osób indywidualnych nie przekroczyły rocznie 5 mld dolarów.

Roczna liczba zgonów na 1 tys. mieszkańców przypisywana paleniu tytoniu (1995 ­ ekstrapolacja)

Nikotyna jest niewątpliwie substancją uzależniającą, chociaż mechanizm tego uzależnienia ciągle jest powodem licznych kontrowersji. Jeżeli zdefiniować papieros, jak chce tego FDA, jako środek dostarczający nikotyny, to teoretycznie agencja może zyskać pełne prawo do kontrolowania produkcji i dystrybucji wyrobów tytoniowych. Afera z amoniakiem raczej wzmocniła stanowisko FDA. Nic dziwnego, zatem, że reportaż w „Wall Street Journal" o tej bulwersującej sprawie przyniósł jego autorce najbardziej prestiżowe wyróżnienie dziennikarskie ­ nagrodę Pulitzera.

W polskiej prasie podano, że dodatek amoniaku wzmaga stukrotnie działanie nikotyny. To katastroficzne doniesienie na szczęście jest przesadą. Niedawne badania Jamesa Pankova z Oregon Graduate Institute of Science and Technology w Portland wykazały tylko, że niewielka ilość amoniaku zwiększa stukrotnie stężenie tego alkaloidu w fazie gazowej dymu papierosowego. Jak to się przekłada na przyswajalność nikotyny, jeszcze nie wiadomo, ale problemu nie należy lekceważyć? Sprawa jest tym bardziej alarmująca, że nie istnieją żadne normy, ani polskie, ani światowe, regulujące rodzaj i ilość związków obecnych w tytoniu, wyjąwszy nikotynę i substancje smoliste, których maksymalna zawartość w dymie polskich papierosów została ustalona w 1990 roku odpowiednio na 1.8 mg i 20 mg na papieros (zmiana do normy PN-86/A-99005). W lipcu 1998 roku najwyższe dopuszczalne stężenie ciał smolistych obniżone zostanie do 15 mg. Norma ta dalej będzie wyższa niż obowiązująca w krajach Unii Europejskiej, gdzie od początku 1998 roku maksymalny poziom substancji smolistych wynosić będzie 12 mg. W Polsce stanie się tak dopiero w 2003 roku, chyba, że zmusi nas do tego wcześniejsze członkostwo w Unii Europejskiej.

Samo działanie nikotyny na organizm nie jest jeszcze wyjaśnione do ostatniego szczegółu, choć większość ludzi (łącznie z palaczami) zgadza się, że, ogólnie rzecz biorąc, jest ona szkodliwa. Znane są natomiast doskonale długofalowe efekty palenia papierosów: podwyższone ciśnienie krwi, zwiększone ryzyko zawału serca i udaru mózgu, liczne choroby układu oddechowego, wrzody żołądka, utrata wagi oraz ­ najgroźniejsze chyba ­ nowotwory płuc, jamy ustnej, przełyku, krtani, a także nerek, pęcherza moczowego i prawdopodobnie żołądka, jelita grubego, a nawet białaczka. Lista jest już przerażająca, a to jeszcze nie koniec. Mniej znaną konsekwencją palenia jest obniżona ruchliwość i liczba plemników u mężczyzn, co ­ być może ­ jest przyczyną wielu przypadków niepłodności, a także uszkodzeń genetycznych nasienia palaczy, co nierzadko prowadzi do choroby nowotworowej u ich dzieci.

Współczynniki umieralności na nowotwory złośliwe płuca, wiek 20­44 lata, Polska

Prawdopodobnie to nie nikotyna odpowiedzialna jest za nowotwory. Badania na zwierzętach laboratoryjnych nie wykazały właściwości rakotwórczych ani wolnej nikotyny, ani jej soli, ani wreszcie kwasu nikotynowego. Mamy natomiast pewność, iż kancerogenami są związki zaliczane do substancji smolistych, przede wszystkim N-nitrozoaminy i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne. Dym papierosowy zawiera około 40 związków, których rakotwórcze działanie zostało ustalone ponad wszelką wątpliwość, a przynajmniej w jednym przypadku, benzo(a)pirenu, odkryto niedawno także jego mechanizm. Okazało się, że związek będący produktem metabolizmu benzo(a)pirenu łączy się z guaniną, jednym ze składników DNA, dokładnie w tych fragmentach genu p53, których mutacje odnotowano u chorych na raka płuc. Innymi słowy, benzo(a)piren jest pośrednio sprawcą uszkodzenia tego genu, zwanego strażnikiem genomu, który w zmutowanej postaci już nie chroni komórki przed transformacją nowotworową. Związek raka płuc z paleniem tytoniu jest zresztą najściślejszy i najdawniej poznany (już w latach pięćdziesiątych). Polskie badania epidemiologiczne wykazują, że palenie papierosów jest przyczyną 80­90% przypadków raka płuc u mężczyzn i 60­80% u kobiet. Obserwowane geograficzne i czasowe różnice umieralności na raka płuc idealnie korelują z odpowiednimi wskaźnikami konsumpcji tytoniu, co pokazują wyraźnie wykresy powyżej.

Duże kontrowersje natomiast budzi do dzisiaj wpływ palenia na powstawanie i rozwój raka piersi. W 1982 roku odkryto, że palące kobiety wykazują niższy poziom estrogenu w moczu, z czego wyciągnięto wniosek, iż palenie może w pewnej mierze zapobiegać rakowi piersi, obniżając poziom wewnętrznego estrogenu. Późniejsze badania tej kwestii przynosiły różne, często sprzeczne ze sobą wyniki. Według ostatnich doniesień (Sygnały, „Wiedza i Życie"
nr 4/1997) związek między paleniem a rakiem piersi rzeczywiście istnieje, ale zupełnie odmienny, niż sądzono. Znaczna liczba wypalanych papierosów (ponad 20 sztuk dziennie) zwiększa ryzyko zachorowania wtedy, gdy zbiega się z mutacjami genu NAT2, kodującego enzym, który przekształca znajdujące się w dymie kancerogenne aminy aromatyczne w związki nieszkodliwe dla zdrowia. A, niestety, prawie połowa białych kobiet ma takie mutacje.

Spożycie papierosów na 1 mieszkańca w Polsce

Za defekty plemników u palących mężczyzn przypuszczalnie, przynajmniej częściowo, odpowiada nikotyna. Jeśli zaś chodzi o choroby krążenia, to ma ona pewien wpływ, ale ostatnie doniesienia zgodnie sugerują, że bardziej znaczącą rolę odgrywają tu azotowe pochodne cukrów, tworzące się podczas suszenia tytoniu. Mają one absorbować się w płucach i przylegać do ścianek tętnic, zwężając ich przekrój i stwarzając ryzyko wylewów oraz ataków serca.

Powody uzależnienia od papierosów nie są do końca jasne, choć wydaje się niemal pewne, że nie jest to zjawisko czysto psychologiczne. W rzucaniu palenia niektórym osobom faktyczną pomocą służą nikotynowe gumy do żucia, plastry i płyny rozpylane do nosa, co świadczy o istnieniu także przyczyn farmakologicznych.

Wydawać by się mogło, że nikotyna różni się bardzo od alkoholu czy narkotyków, jeśli chodzi o jej wpływ na system nerwowy. Z drugiej strony jednak, tytoń uzależnia szybko, trwale i głęboko. Z danych amerykańskich wynika, że około 10% ludzi eksperymentujących z kokainą popada w uzależnienie; w przypadku nikotyny współczynnik ten jest dwa razy większy. Tak zwany wskaźnik nawrotów, określający prawdopodobieństwo powrotu do zażywania uzależniającej substancji, jest zbliżony dla nikotyny, alkoholu i wielu narkotyków. Jaki jest mechanizm pobudzenia systemu nerwowego i w końcu uzależnienia przez nikotynę?

Gdy wdychamy dym tytoniowy, nikotyna dostaje się do organizmu przez śluzówkę jamy ustnej i szybko przechodzi do krwi, a z nią do mózgu. Osoby, które zaciągają się dymem, wchłaniają nikotynę także przez drobne oskrzeliki i pęcherzyki płucne. Szacuje się, że osiąga ona mózg już w 11 sekund (wg innych źródeł 7 sekund) od momentu wciągnięcia dymu do płuc. Badając szybkość wchłaniania nikotyny różnymi drogami, stwierdzono rzecz zaskakującą ­ wnikając do organizmu przez płuca, dociera do mózgu szybciej, niż gdyby była podawana dożylnie.

Podczas palenia przyswajamy około 0.05­0.15 mg nikotyny podczas pierwszego zaciągnięcia oraz 1­2 mg przy wypaleniu jednego papierosa (zależnie od jego rodzaju). Na pozbycie się jej organizm potrzebuje kilku godzin (czas połowicznej eliminacji wynosi średnio 2 godziny). Większość jest szybko metabolizowana, przede wszystkim w wątrobie. Niewielka ilość (około 10%) wydalana jest przez nerki z moczem w postaci niezmienionej. Mowa tu o jednorazowym przyjęciu nikotyny. U palaczy następuje jej kumulacja w organizmie w czasie pierwszych 6­8 godzin codziennego palenia i stężenie jej w osoczu krwi jest mniej więcej jednakowe w ciągu całego dnia.

Tytoń szlachetny Nicotiana tabacum

Fot. Internet

W mózgu nikotyna zachowuje się podobnie jak wiele innych substancji pobudzających ośrodkowy układ nerwowy, mianowicie wiąże się z receptorami neuroprzekaźnika acetylocholiny, wpływając w ten sposób na aktywność mózgu. Dłuższe zażywanie nikotyny prowadzi do zwiększenia liczby tych receptorów, co, być może, wspomaga efekt uzależnienia.

Przyjemność, jaką sprawia palenie, związana jest z podwyższeniem w mózgu poziomu dopaminy, neuroprzekaźnika o pewnym znaczeniu w doznawaniu tego uczucia. Działanie takie sprzyja utrwaleniu się zachowania powodującego miłe odczucia, i to prawdopodobnie jest przynajmniej jednym ze źródeł nałogu tytoniowego. Niedawno wysunięto hipotezę, że nikotyna zwiększa ilość dopaminy także pośrednio, obniżając stężenie enzymu monoaminooksydazy B (w skrócie MAO B). Jego obecność daje, bowiem sygnał do rozłożenia dopaminy. Niewykluczone, że temu właśnie mechanizmowi zawdzięczamy jeden z bardzo nielicznych pozytywnych długofalowych skutków palenia ­ zmniejszenie zachorowalności na chorobę Parkinsona, która charakteryzuje się wyraźnie obniżonym poziomem tego neuroprzekaźnika. Badania statystyczne sugerują także, że palenie tytoniu ma niewielkie działanie ochronnne, jeśli chodzi o nowotwory trzonu macicy, (ale już nie szyjki). Nie jest to jednak żadną przeciwwagą dla licznych szkód wyrządzanych organizmowi przez papierosy.

W Polsce obecnie pali codziennie 42% mężczyzn i 21% kobiet. Jest to mniej niż 6 lat temu (odpowiednio 52% i 25%), ale ciągle jeszcze jesteśmy w czołówce krajów o największej konsumpcji tytoniu na świecie. Wielu palaczy to ludzie wykształceni, wielu ­ zapewne ­ to nasi czytelnicy. Uwierzcie, że pomimo wielokrotnie używanych w tym artykule słów: „prawdopodobnie", „niewykluczone", „szacuje się", jedno jest pewne: palenie szkodzi. Nie ma, co też się usprawiedliwiać paleniem papierosów z obniżoną zawartością nikotyny ­ jak widać, oprócz niej jest wiele innych trucizn w dymie tytoniowym.

Powtórka z chemii

pH jest miarą ilości jonów wodorowych (H⁺ lub, ściślej, H₃O⁺), a konkretnie ujemnym logarytmem z ich aktywności (praktycznie stężenia). Obecność kwasów uwalniających te kationy zmniejsza pH poniżej 7, a wiążące jony wodorowe zasady podwyższają pH. Lepiej zapomnieć o zasadzie jako o czymś, co dysocjuje na jony wodorotlenkowe OH^-, ponieważ ani amoniak, ani liczne zasadowe związki organiczne nie mają w ogóle w cząsteczce grupy -OH.

Test uzależnienia Fagerströma

Ten prosty test, pomyślany jako pomoc dla osób myślących o rzuceniu palenia, pozwala ustalić, w jakim stopniu uzależniła nas nikotyna. Wynik testu wyrażany jest w punktach od 0 do 11: im więcej punktów, tym silniejsze jest uzależnienie od nikotyny.

Pytania	Odpowiedzi	Punkty
1. Jak szybko po przebudzeniu zapalasz?	W ciągu 30 minut	1
Zazwyczaj pierwszego papierosa?	Po 30 minutach	0
2. Czy sprawia Ci trudność powstrzymanie	Tak	1
się od palenia tytoniu w miejscach	Nie	0
publicznych, w których obowiązuje zakaz
palenia (np. kościół, biblioteka, kino)?
3. Z którego papierosa byłoby Ci	Z pierwszego rano	1
najtrudniej zrezygnować?	Z każdego innego	0
4. Ile papierosów wypalasz w ciągu dnia?	Mniej niż 15	0
	16­25	1
	ponad 26	2
5. Czy częściej palisz papierosy w ciągu	Tak	1
pierwszych godzin po przebudzeniu	Nie	0
niż w pozostałej części dnia?
6. Czy palisz podczas choroby, która	Tak	1
zmusza Cię do pozostania w łóżku	Nie	0
przez większą część dnia?
7. Jaka jest zawartość nikotyny w papierosach,
które zwykle palisz?	Mniej niż 0,9 mg	0
	1.0-1.2 mg	1
	Ponad 1.2 mg	2
8. Czy zaciągasz się dymem tytoniowym?	Nigdy	0
	Czasami	1
	Zawsze	2

Wpływ amoniaku na przyswajalność nikotyny

Formy nikotyny w środowiskach o różnym pH: z lewej ­ wolna zasada, w środku ­ pojedynczo sprotonowana, z prawej ­ podwójnie sprotonowana

Nikotyna jest alkaloidem, substancją o właściwościach zasadowych. Wynikają one z obecności w cząsteczce dwóch atomów azotu, do których mogą przyłączyć się jony wodorowe, czyli protony. Im wyższe stężenie jonów wodorowych, tym więcej cząsteczek nikotyny występuje w formie sprotonowanej. Przy pH mniejszym od 8 (w środowisku kwaśnym i obojętnym) przeważa, zatem postać 2 (ryc. obok). W środowisku zasadowym natomiast dominuje alkaloid w formie 1 ­ wolnej zasady. A cóż robi amoniak? Jest on zasadą, zatem jego obecność sprzyja powstawaniu właśnie tej formy nikotyny. Bardziej przyswajalna okazuje się też nikotyna zawarta w cygarach ­ pH cząstek dymu cygar wynosi 8.5. W przypadku dymu papierosowego jest to 5.3, ale dane te są już dość stare i pochodzą z pomiarów przy nieznanej zawartości amoniaku.

Działanie nikotyny na organizm ludzki zmienia się znacznie w zależności od jej postaci. Wolna nikotyna jest przede wszystkim dużo bardziej lotna od sprotonowanej, która znajduje się praktycznie wyłącznie w stałych cząstkach dymu papierosowego. Alkaloid z fazy gazowej jest zaś znacznie lepiej przyswajalny poprzez drogi oddechowe. Jest też bardziej rozpuszczalny w tłuszczach, zatem łatwiej przenika przez wszelkiego rodzaju błony. Ciekawostką jest fakt, że dokładnie w ten sam sposób ­ przez podwyższenie pH i uprzywilejowanie formy zasadowej ­ handlarze narkotyków zwiększają przyswajalność innego alkaloidu ­ kokainy. Sól kokainy, poddana reakcji z amoniakiem lub węglanem sodu, przechodzi w silniej działającą i bardziej uzależniającą formę zwaną „crack".

Nikotyna w botanice

Tytoń (Nicotiana) to nie tylko tytoń szlachetny (Nicotiana tabacum) i jego niższa oraz mniej ceniona krewniaczka machorka (Nicotiana rustica), używana do wyrobu tańszego tytoniu. Roślina ta ma również wiele odmian ozdobnych, niestety raczej nie do uprawy w naszym klimacie. Nicotiana glauca, na przykład, dorasta do około 6 metrów i zawiera w liściach tylko nieznaczną ilość nikotyny. Inną odmianą ozdobną jest Nicotiana alata, charakteryzująca się pięknymi kwiatami o słodkim, przypominającym jaśmin, zapachu.

Toksykologia nikotyny

Wysoka toksyczność nikotyny została rozpoznana już w XVII wieku. Samuel Pepys opisał w pamiętnikach oglądaną w Towarzystwie Królewskim natychmiastową śmierć kota, nakarmionego „kroplą oleju wydestylowanego z tytoniu". Do dziś jest to jedna z najszybciej działających trucizn znanych toksykologii.

Pierwsze objawy zatrucia nikotyną to ślinotok, mdłości, podwyższone ciśnienie, wymioty i biegunka oraz uczucie palenia w ustach i bóle brzucha. Przy niewielkich dawkach odczuwa się także nienormalne podniecenie, zawroty i bóle głowy, drżenie rąk i osłabienie. Większa ilość nikotyny powoduje trudności w oddychaniu i drgawki, a w końcu utratę przytomności, co spowodowane jest paraliżem mięśni oddechowych; u osób nieuzależnionych już 40­60 mg może wywołać zgon.

Powodem zatrucia nikotyną jest najczęściej nadmierne palenie, ale nie wyłącznie. Nikotyna była stosowana w ogrodnictwie jako środek owadobójczy i zdarzały się wypadki zatrucia jej parami lub w wyniku polania jej roztworem zranionej skóry. Dzieci mogą zatruć się po zjedzeniu papierosa.

Słowniczek

Alkaloidy ­ heterocykliczne związki organiczne pochodzenia roślinnego, zawierające przeważnie azot, o właściwościach zasadowych. Większość z nich, w tym strychnina i nikotyna, wykazuje oddziaływanie na system nerwowy zwierząt wyższych i człowieka.

N-nitrozoaminy ­ aminy zawierające grupę funkcyjną -NO połączoną z resztą cząsteczki przez atom azotu.

Węglowodory aromatyczne ­ areny, węglowodory, w cząsteczkach, których występuje jeden lub więcej sześcioczłonowych płaskich pierścieni węglowych. Najprostszym z nich jest benzen C₆H₆.

Dopamina ­ neuroprzekaźnik, amina katecholowa o wzorze chemicznym (HO)₂C₆(CH2)₂NH₂. Bierze udział w przewodnictwie nerwowym.

Forma sprotonowana ­ postać czasteczki, w której do atomu z wolną parą elektronową przyłączony jest jon wodorowy (proton).

---