„Пушенето е навик, който се противопоставя на окото, ненавижда носа, уврежда мозъка, това е черен дим, чиято миризма напомня на дим от бездната на Стикс“, Джеймс, кралят на Англия. Тази характеристика на тютюнопушенето датира от 1604 г. и английският крал Джеймс може да се счита за може би първият борец срещу тютюнопушенето; той дори го осъди на смърт. Турският султан Мурад предпочете „по-меките“ наказания и позволи на пушачите да си режат носа. Руският цар не наказва физически жертвите на пушенето, а ги изпраща в изгнание в Сибир. Понастоящем пушачите се наказват доброволно заради собственото си здраве. Щетите възникват по два начина: от въздействието на никотина върху човешкото тяло и от въздействието на цигарения дим и неговите компоненти върху човешкото здраве.
Тютюнев дим
Цигареният дим е динамичен комплекс от повече от 4000 химикали под формата на частици и газове. Съдържа фармакологично активни вещества, антигенни (способни да индуцират антитела), токсични за клетката, вещества, причиняващи промени в наследствените свойства и канцерогенни вещества - следователно неговите последици върху човешкото тяло са многостранни.
Според критериите на IARC (Международната агенция за изследване на рака) самият тютюнев дим, както и бездимните тютюневи изделия, са класифицирани в група 1, т.е. сред доказани канцерогени. Някои химикали, намиращи се в тютюневия дим, очевидно са сред доказаните човешки канцерогени (група 1), други са възможни канцерогени (група 2А, 2В). Най-сериозните вредни вещества в цигарения дим са никотин, канцерогени, въглероден окис и оксиданти.
Опасни химикали в цигарения дим
Никотин
Той е безцветен, мазен и кафяв на въздух. Има остър, изгарящ вкус и добавя характерен аромат към растението тютюн. Никотинът е един от най-силните растителни отрови (алкалоиди), свързва се с ацетилхолиновите рецептори от никотинов тип в мозъка, увеличава производството на допамин и засяга мезолимбичната система. Нарушава функцията на вегетативната нервна система и може да причини парализа и дори смърт поради полиомиелит в дихателния център. В допълнение към ефекта си върху мозъка, той увеличава сърдечната честота, кръвното налягане, дразни лигавиците на дихателните пътища и е отговорен за гаденето и повръщането при начинаещите пушачи. Предозирането на никотин може да увеличи положителния опит, предизвикан от други видове поведение (релаксация, пиене на черно кафе, задоволяване на глада и сексуални навици). Никотинът убива приблизително 50-60 mg.
Никотинът, отделен от топлината, достига мозъка в рамките на 10 секунди. Активната доза никотин е 0,2 mg (съответстваща на концентрация в кръвта 10 ng/ml). Средната цигара съдържа 8-9 mg никотин, от които 0,3-3 mg влиза в кръвта и концентрацията му в кръвта достига 20 ng/ml. Полуживотът на никотин в кръвта е около 40 минути. Затова пристрастяващите пушачи палят цигара на всеки половин час, за да поддържат постоянна концентрация на никотин в кръвта си. Пушейки 15 до 20 цигари или 3 до 5 пури, пушачът получава смъртоносна доза никотин, но не настъпва фатално отравяне, тъй като начинаещият, след първите неприятни преживявания при пушене, увеличава броя на пушените цигари или пури само много внимателно. Тялото свиква с никотина благодарение на адаптивните ензими. Никотинът е пристрастяващо вещество, което кара до 90 процента от пушачите да спрат да пушат въпреки знанията си за вредността на навика.
Въглероден окис
Този безцветен, не дразнещ, без мирис и мирис газ е създаден от несъвършеното горене на тютюн и цигарена хартия. Газовата фаза на цигарения дим съдържа 1 до 5 процента CO в зависимост от температурата на горене, достъпа на кислород, порьозността на хартията и плътността на заряда на тютюн. Количеството му се увеличава, когато една цигара изгори. Въглеродният окис е кръвна отрова, която инхибира транспорта на кислород от белите дробове до отделни органи и тъкани, като свързва кръвния пигмент хемоглобин 230 пъти по-лесно от кислорода и го превръща в карбоксихемоглобин, който не е в състояние да пренася кислород, и чрез това се увеличава афинитетът на останалия хемоглобин към кислорода, в резултат на което преносът на кислород от оксихемоглобин към тъканите се забавя. Той се свързва със сърдечния мускул, мозъчната тъкан и черния дроб в по-големи количества, отколкото с други органи, при по-високи концентрации причинява смърт чрез задушаване
Нивото на карбоксихемоглобин в кръвта на селски човек е около 1%, а в градските жители се повишава до 5%, в зависимост от степента на атмосферно замърсяване. За непушачите той присъства в размер на 1-2 процента, за пушачите в размер на 3-6 процента и нараства с броя на изпушените цигари до 15 процента. Група американски учени изследваха 16 649 кръводарители и установиха, че пушенето влияе много повече на нивото на карбоксихемоглобин в кръвта, отколкото на замърсената атмосфера на индустриалните центрове и градове. В биологичен експеримент с доброволци беше показано, че пушенето на една цигара произвежда 13,5 до 20 ml CO, в зависимост от вида на цигарата. Тялото на жената задържа около 90 процента от посоченото количество, тялото на мъжа около 65 до 76 процента.
Полициклични ароматни въглеводороди
Най-вредните замърсители на тютюневия дим включват химични канцерогени, специфичните ефекти от които са демонстрирани за първи път през 1939 г. Появата на съвременни физико-химични аналитични методи направи възможно определянето на тяхното качество и количество в тютюневия дим и катрана. Според сегашните познания в тютюневия дим присъстват канцерогени от естеството на органични и неорганични съединения, включително радиоактивни елементи. Най-патогенетично важната група канцерогени се състои от полициклични ароматни въглеводороди (PAH) и техните хетероциклични аналози. PAHs са органични съединения, съставени от 3 или повече ароматни пръстена, които съдържат само въглерод и водород, те се срещат в околната среда в продуктите от горенето, в сажди, пепел, шлака и в пушени продукти. Повече от 60 от тях са изолирани в тютюнев дим, девет имат канцерогенен ефект. Количеството им в цигарения дим варира от 0,3 до 2,5 μg на 100 цигари, но при някои видове тютюн също са открити стойности от 5,5 μg. Кондензирани ароматни въглеводороди (3,4-бензпирен, бензантрацен и други.). Тази група вещества има значителни канцерогенни ефекти, увреждайки ДНК.
Катран
Количеството на този кафяво-кафяв кондензат (получен след охлаждане на тютюневия дим до ниски температури) варира в зависимост от вида на тютюна от 3 до 40 mg (за 25 години и при пушене на 10 цигари на ден това е повече от 2,5 kg катран ). Разнообразието и богатството на компонентите на тютюневия катран поразително напомня за състава на въглищния катран, чиито канцерогенни ефекти са демонстрирани експериментално от японски учени през 1915 г. Съдържа ПАУ, фенол, заместени полифеноли, алдехиди, мастни киселини и други. Използването на цигарени филтри намалява дела на катрана, особено бензо (а) пирена, в цигарения дим.
Метали
Те могат да причинят остро и хронично отравяне.
Кадмий
Той е един от токсичните, най-важните биоакумулиращи елементи. По време на живота се натрупва главно в черния дроб (тук се синтезира металотионеин, който свързва 80-90 процента от Cd в тялото) и в бъбреците, пречи на въглехидратния метаболизъм, инхибира секрецията на инсулин, води до понижаване на кръвната захар и гликозурия (пикочните отделяне на захар). Неговото присъствие е вредно и нежелано в организма, тъй като има канцерогенен, тератогенен и мутагенен агент.
Арсен
Неговата канцерогенност се обяснява с взаимодействието му с напр. ароматни въглеводороди, кобалт, никел и йонизиращо лъчение по време на биохимични процеси. Той се метаболизира в организма до токсични вещества, най-често арсенов триоксид. Неговият източник е пръскането на тютюневи листа (пестициди).
Никел
Металният никел и неговите оксиди са опасни. Никел тетракарбонил (съединение на никел с въглероден оксид) е изключително токсично, силно токсично вещество. Вдишването на парите му в по-високи концентрации причинява гадене, повръщане, главоболие и треска. Цианоза, кашляне на кръв, белодробен и мозъчен оток (смърт) с чернодробни и бъбречни проблеми могат да се появят след 24 часа.
Никелът и неговите съединения могат да причинят заболявания на храносмилателния тракт, кръвоносните съдове и сърцето, бъбреците, централната нервна система, кожата и да причинят алергии. Неговото присъствие в цигарите причинява рак на белия дроб. Вдишването на прах от никелови съединения (особено NiS и NiO) има канцерогенни ефекти. Изпушвайки една цигара, 1,1 до 3,1 Ниг Ni влиза в тялото.
Мед
Медните соли дразнят дихателната и храносмилателната система. Описани са канцерогенни и тератогенни ефекти. Смъртоносната доза разтворими медни соли е около 10 g.
Ароматни амини
Пушенето на цигари, свързано с вдишване на ариламини, може да бъде рисков фактор за рак на пикочния мехур.
Нитробензенът е маслена течност с характерна миризма на горещи бадеми, тринитротолуенът и тринитрофенолът са експлозиви. Те навлизат в тялото през дихателните пътища, кожата или храносмилателната система. Ако се погълне алкохол, ходът на отравяне може да се влоши от отделянето на бензолни нитродеривати или техните метаболити от мастните депа.
Формалдехид и други замърсители
Формалдехидът е отровен газ. Неговите пари имат дразнещо и корозивно въздействие върху дихателната система и кожата (според класификацията на IARC се класифицира като вероятен канцероген за човека).
Амоняк - безцветен, много дразнещ газ с характерна миризма, токсичен при по-високи концентрации (концентрация 3 500 mg/m3 причинява смърт), вдишването на амоняк дразни лигавиците на дихателните пътища (възможност за изгаряния и загуба на миризма) и е опасно към очите (слепота).
Цианид - летлива течност с изгарящ до горещ вкус и характерна миризма, напомняща на горещи бадеми. Солта на циановодородната киселина, циановодородната киселина и цианидът са силно токсични вещества, които причиняват смърт в рамките на секунди до минути. Неговата бърза пропускливост през въздушно-кръвната бариера при излагане на вдишване позволява незабавното развитие на интоксикация при достатъчна концентрация. Абсорбира се от белите дробове, кожата и храносмилателната система. Смъртта блокира ензимите, необходими на клетките да се възползват от кислорода. Целевият орган на цианидите е централната нервна система. Смъртоносната (летална) доза за възрастен е 50 mg.
Свободни радикали
Те директно увреждат тъканите от цигарения дим и възпалителните клетки и в същото време инактивират антипротеазите, като същевременно позволяват на неутрофилните еластази да унищожат белодробния еластин.
Радиоизотопи
В тютюневия дим са идентифицирани редица радиоактивни изотопи, които изглеждат канцерогенни при биологичен експеримент. Наличието на изотоп полиум и олово, които са открити в епитела на човешката дихателна система и са постоянен източник на β и α радиация, представлява известен риск за пушача.
Други дразнители
Те се намират в големи количества в тютюневите изделия и са химически много различни. Те се съдържат в колоидни частици или в газообразната част на тютюневия дим. Най-ефективните включват ацеталдехид, акролеин, метанол, ацетон и много други. Те нарушават лигавицата на дихателната система, потискат дейността на движещите се реснички на многостепенния епител на дихателните пътища и по този начин причиняват тяхното остро и хронично възпаление. Тези вещества създават условия за развитие на ракови и неракови заболявания на дихателната система.
Фази на цигарен дим
Цигареният дим е концентриран аерозол, в който твърди и течни частици се диспергират в газообразна среда.
Различаваме 2 фази на цигарения дим: материална и газообразна.
Фазата на частици от цигарения дим съставлява около 8% от цигарения дим.
Съдържа 10 - 20 процента вода,
3-5 процента алифатни въглеводороди, а останалата част се състои от ароматни въглеводороди, карбонилни съединения, никотинови алкалоиди, феноли, стеарини, тежки метали, радиоактивни вещества, пестициди, добавки и др.
Газовата фаза включва 92% цигарен дим.
Състои се от 73 процента азот, 10 процента кислород, 9,5 процента въглероден диоксид, 4,2 процента въглероден оксид и в по-малка степен водород, благородни газове, циановодород, амоняк, сероводород, летливи канцерогени от нитрозаминов тип, азотни оксиди, сяра, летливи въглеводороди., алкохоли, алдехиди и други вещества.
Видове дим
Разпознаваме 2 вида дим: основен и вторичен ток
Основен поток (смес от газове, некондензирани пари и течни и твърди частици) се нарича цигарен дим; пушачът активно го вдишва в дихателните пътища и белите дробове. При влизане в устата на пушача това е концентриран аерозол, чиито основни компоненти са азот, кислород, въглероден окис, водород, метан, аргон и летливи вещества (алдехиди, кетони, алкохоли). Приблизително 10 процента от общото съдържание на дим се състои от фино разделени течни частици с размер от 0,1 до 1 μg, които могат да проникнат до най-малките бронхиоли и да съдържат най-много канцерогени и други замърсители.
Филтър
Цигареният дим, който пушачът вдишва и издишва, преминава през филтър, направен от ацетат и целулоза или памук, за да улови катрана. Най-добрите цигарени филтри улавят максимум 50 до 60 процента от цигарената фракция на дим, която съдържа, inter alia, канцерогена 3,4 бензпирен. Въпреки това, дихателните пътища на пушач, вдишвайки цигарен дим, улавят 90 до 98 процента от тази фракция. Най-ефективният филтър в края на всяка цигара са собствените дробове на пушача!
Сравнение на пура - цигара
За разлика от цигарата, пурата няма филтър, така че пушачът вдишва цигарения дим директно в дробовете си. Димът от пури е тежък, алкален, дразнещ, така че пушачите не го вдишват, не го „подушват“.
Дразни кашлицата и може да причини гадене. Цигареният дим действа върху лигавиците на устната кухина, ларинкса, бронхите и белите дробове. Той е по-поносим, по-лек, слабо кисел, почти неутрален, така че пушачите могат да го вдишват дълбоко. Пушенето на цигари е по-вредно от пушенето на пури или лули.
Вторичен ток
Това е дим, изтичащ от горящия край на цигара между ударите. Химичният му състав е различен, съдържа потенциално токсични газове (въглероден окис, амоняк, диметилнитрозамин, формалдехид, циановодород и акролеин) в по-високи концентрации, отколкото в основния дим. В праховата фаза присъстват катран, никотин, бензен и бензо (а) пирени.