Яды табачного дыма

В чистом виде никотин – желтоватая летучая остропахнущая маслянистая жидкость. В табаке он содержится главным образом в виде солей слабых органических кислот. Никотин хорошо всасывается со слизистых оболочек и метаболизируется в основном в печени посредством окисления в котинин, а также за счет реакций N-метилирования, разрыва пирролидинового кольца и его N-метилирования. Большинство метаболитов никотина выделяется с мочой.

Токсичность никотина очень велика: перорально введенная млекопитающим DL₅₀ составляет 2-10 мг/кг. Смертельная доза для человека при одномоментном введении составляет несколько капель, что соответствует его количеству, содержащемуся в 10-12 папиросах.

Однако благодаря сравнительно быстрому выведению из организма при постепенном поступлении никотина в процессе курения такое его количество для курильщика является относительно неопасным.

В табачном дыме выделено и идентифицировано около 4 тысяч различных химических соединений, большинство которых представляет опасность для здоровья человека. Вместе с никотином в дым переходят оксид углерода, синильная кислота, ацетон, аммиак, бензол, ацетальдегид, изопрен, акролеины и др. и в качестве компонентов твердой фазы в виде аэрозолей фенол, крезолы, индол, бензапирен, карбазол, калий, натрий, цинк, свинец, алюминий, медь, кадмий, мышьяк и др. При выкуривании 20 папирос в организм поступает 0,09 г никотина, 0,032 г аммиака, 0,006 г синильной кислоты, 369 мл оксида углерода, 0,011 г пиридиновых оснований. Ниже приведены некоторые органоспецифические канцерогены, содержащиеся в сигаретном дыме.

Канцероген	Содержание в одной сигарете, мг
N-нитрозодиметиламин	1-180
N-нитрозоэтилметиламин	1-40
N-нитрозодиэтиламин	0,1-28
N-нитрозопирролидин	2-110
N-нитрозопиперидин	0-9
N-нитрозодиэтаноламин	0-40
N’-нитрозонорникотин	120-3700
4-[метилнитрозамино]-1-[3-пиридил]-1-бутанон	120-950
N’-нитрозоанабазин	40-400
2-толуидин	30-160
2-нафтиламин	4,3-27
4-аминобифенил	2,4-4,6
Никель	20-3000
Полоний-210	0,03-1,0 пКи

При горении табачных продуктов образуются основной и побочный потоки дыма. Основной поток формируется в горящем конусе и в горячих зонах сигарет и папирос. Общая масса основного потока из одной сигареты составляет примерно 400-500 мг. Побочный поток образуется в интервалах между затяжками и выделяется из противоположного, обугленного торца сигареты (папиросы) в окружающий воздух. Лишь 35-40% сигаретного табака сгорает во время затяжек, а остальное его количество – при тлении в интервалах между ними, во время которых образуется относительно большая часть таких соединений, как аммиак, амины (включая ароматические) и, особенно, летучие канцерогенные N-нитрозамины. Установлено также, что в побочном потоке бензамирена в 3,4 раза больше, чем в основном. Кроме того, нитрозамины образуются и в процессе обработки табака. Эти вещества являются органоспецифическими канцерогенами, т.е. каждое из них способно вызывать злокачественные опухоли в каком-либо определенном органе. Некоторые вещества данного класса являются производными алкалоидов табака, в частности, образующиеся из никотина N-нитрозамины ННН (нитрозонорникотин) и НМПБ (4-(метилнитрозоамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон) – самые сильные из содержащихся в табачном дыме канцерогенов – вызывают возникновение опухолей у нескольких видов лабораторных животных. Например, одной аппликации 1 мг НМПБ достаточно для возникновения у хомячков опухолей в легких. Некоторое представление о путях формирования механизмов канцерогенной активности N-нитрозаминов дает оценка реакций их биотрансформации. Так, НМПБ активируется в организме путем N-гидроксилирования, превращаясь в метилдиазогидроксид. Это нестабильное химическое соединение способно тем не менее активно проникать в клеточное ядро и метилировать азотистое основание гуанин до 7-метилгуанина и О⁶-метилгуанина. Последний является промутагенным аддуктом, влияющим на процесс передачи генетической информации.

При рассмотрении биологических повреждающих эффектов табачного дыма ведущее значение придается никотину, его избирательному действию на центральные и периферические Н-холинореактивные структуры нервных клеток, мышечной системы, некоторых желез внутренней секреции. Особенно чувствительны к никотину Н-холинорецепторы вегетативных ганглиев, на которые он оказывает двухфазное действие. Первая фаза (возбуждение) характеризуется деполяризацией мембран ганглионарных нейронов, вторая (угнетение) – обусловлена конкурентным антагонизмом с ацетилхолином. При этом синтез, освобождение и гидролиз ацетилхолина не изменяются. Дальнейшая нарастающая в крови концентрация никотина в процессе курения приводит ко многим функциональным сдвигам, что у мало адаптированного к табачному дыму человека проявляется сужением зрачков, усилением слюноотделения, головокружением, тошнотой. Повторное введение никотина формирует привыкание и устойчивость к яду, но одновременно к нему развивается пристрастие, и курение становится потребностью. Иными словами, постепенно развивается никотиновая наркомания (токсикомания).

Несомненное патогенное значение имеет содержащийся в табачном дыме оксид углерода. В артериальной крови курящих содержание карбоксигемоглобина значительно выше, чем у некурящих, - по разным данным, от 4,6 до 5,8%, но может достигать и 7-10%, что существенно сокращает кислородный резерв крови. Помимо этого, в настоящее время доказано атерогенное действие оксида углерода. И никотин, и оксид углерода повышают в плазме крови курильщика концентрацию жирных кислот, что усиливает синтез липопротеидов очень низкой плотности. У курящих в сравнении с некурящими, как правило, определяется более высокий уровень холестерина крови – одного из основных факторов риска развития ишемической болезни сердца. Одновременно уменьшается и период полураспада фибриногена – биохимического предшественника важнейшего фактора свертываемости крови.

Постоянное раздражение дыхательных путей табачным дымом приводит к развитию у курильщиков хронического бронхита, ларингита, трахеита. Воспалительные процессы в воздухоносных путях легких приводят к той или иной степени нарушения их проходимости вследствие скопления слизи, набухания слизистых оболочек, разрастания соединительной ткани. Тем самым снижается дыхательная функция легких и в конечном счете – поступление кислорода в кровяное русло. Этому способствует также частое развитие у курильщиков эмфиземы легких вследствие уменьшения их эластичности, разрушения межальвеолярных перегородок и разрастания соединительной ткани. Помимо этого, компоненты табачного дыма ингибируют часть ферментных систем легких, обеспечивающих в них необходимую активность иммунных, защитных и детоксикационных процессов. Вследствие такого ослабления барьерной функции курение табака резко увеличивает риск возникновения инфекционных заболеваний дыхательных путей при одновременно более тяжелом их течении.

Наибольшую опасность, которую несет организму человека табачный дым, – злокачественные новообразования, прежде всего рак легких. У курильщика в альвеолах постепенно накапливается так называемый табачный деготь (смола) – концентрат жидких и плотных продуктов горения и сухой перегонки табака. При сгорании 1 кг табака в среднем образуется 50 г дегтя. В его состав входит много ядовитых веществ, и в их числе активные канцерогены из класса полициклических углеводородов: бензапирен, дибензантрацен, хризен, дибензпирен. Более подробно бластомогенные свойства изучены у бензапирена. Эксперименты свидетельствуют, что злокачественные опухоли у мыши и крысы развиваются при аппликации 2-4 мг этого вещества. Следует также иметь в виду, что дым сигареты содержит много вторичных аминов, которые, растворяясь в слюне и попадая в желудок, могут образовывать нитрозамины.

Ряд авторов при рассмотрении сочетанного действия табачного дыма и этанола отмечают, что последний может выполнять роль растворителя канцерогенных углеводородов и одновременно нарушать функцию микросомальных ферментов клеток слизистых оболочек дыхательных путей, пищевода.

Немаловажное значение в этой связи имеют также радиоактивные изотопы, содержащиеся в табачном дыме. Из них наибольшую канцерогенную опасность связывают с Ро²¹⁰, проникающим в листья табака в основном из почвы через корневую систему и содержащимся в количестве 0,03 – 1,0 пКи в одной сигарете.

Многими исследованиями установлено направленное влияние компонентов табачного дыма на процессы биотрансформации ксенобиотиков, в том числе лекарственных веществ. У курильщиков отмечено повышение активности ферментов, метаболизирующих некоторые лекарства – анальгетики, транквилизаторы, антидепрессанты, адреноблокаторы. Очевидно, что в том случае, когда индукция фермента усиливает распад молекул препарата, то его действие, как правило, ослабляется (фенацетин, антипирин, анаприлин, теофиллин, кофеин, имизин, пентазоцин и др.).

Особое внимание заслуживает проблема курения табака беременными женщинами, так как при этом повреждается организм будущего ребенка. Установлено, что организм женщины весьма чувствителен к табачным ядам, причем выраженно страдает детородная функция. Так, по данным обследования 5500 женщин, у курящих бесплодие наблюдалось в 41,5%, а у некурящих – лишь в 4,5% случаев.

Во всем мире борьба с курением стала чрезвычайно важной медико-социальной проблемой. Теперь ясно, что надежный барьер между человеком и табачным дымом – это один из главных факторов улучшения здоровья и увеличения продолжительности жизни. О масштабах данной проблемы свидетельствует то обстоятельство, что в странах СНГ более 1/4 населения добровольно подвергают себя ежедневному воздействию комплекса токсических веществ и одновременно создают угрозу здоровью для окружающих.

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТОКСИКОЛОГИИ