Состав табачного дыма и действие его компонентов на организм человека. Механизмы формирования никотиновой зависимости

Актуальность темы
По данным министерства здравоохранения Беларуси, в нашей стране среди женщин курят 56%, а среди мужчин - 53%. Умирает от болезней, связанных с курением, 15 тысяч человек в год. Это слишком большая цифра для нашей небольшой страны. За последние 10 лет раком легких заболело почти 40 000 белорусов, из которых 35 000 курящих

Состав табачного дыма
Установлено, что в результате одной затяжки в дыхательные пути человека попадает 1015 свободных радикалов и около 4700 различных химических соединений. Размеры отдельных частичек, входящих в состав ТД < 1 микрона и это означает, что они свободно проходят через альвеоло–капиллярную мембрану

Состав табачного дыма, его действие на организм

Курение сигарет увеличивает риск развития:
Рака легкого;
Рака ротовой полости, горла, голосовых связок;
Рака поджелудочной железы;
Рака почек и мочевого пузыря;
Рака толстого кишечника;
Лейкемии;
Аневризмы аорты;
Коронарной болезни сердца;
Заболеваний периферических сосудов;
Пневмонии;
Эмфиземы;
Гипертонии;
Остеопороза;
Заболеваний зубов и десен;
Катаракты;
Хронического бронхита;
Нарушений сна;

Состав табачного дыма
В потоке ТД могут быть выделены две основные фазы - газообразная и твердая (смола)
Смола образована частицами, число которых достигает 5 млрд. на 1 мл неразбавленного дыма
С химической точки зрения смолы- это полициклические ароматические углеводороды

Состав табачного дыма
Газовая фаза состоит из оксида
углерода, оксида азота, аммиака, диметилнитрозамина, формальдегида, цианистого водорода, акролеина и др. Некоторые из этих веществ имеют явно выраженные раздражающие свойства, а около 60 из них являются известными проканцерогенами и канцерогенами

В конденсате дыма содержатся вызывающие опухоли полициклические ароматические углеводороды (бенз(а)пирен) и нитрозамины

N-нитрозамины являются органоспецифическими канцерогенами, которые у мышей вызывают образование опухолей в печени и почках. N-нитрозо-N-метилмочевина широко применяется в экспериментах как средство, вызывающее опухоли мозга, молочной железы, печени, сердца, кожи, почек, желудочно-кишечного тракта, мочевого пузыря, трахеи

Угарный газ
Угарный газ (монооксид углерода)– это газ без
цвета и запаха, присутствующий в высокой
концентрации в сигаретном дыме. Угарный газ также повреждает стенки
артерий и увеличивает риск сужения
коронарных сосудов, что может привести к
сердечным приступам.

Цианистый водород или синильная кислота
Механизм ее воздействия на
организм человека состоит в нарушении
внутриклеточного и тканевого дыхания
вследствие подавления активности
цитохромоксидазы дыхательной цепи. Развивается гипоксия тканей, что,
среди прочего, может привести к понижению
умственной и физической работоспособности, а
также к более серьезным проблемам, таким
как инфаркт миокарда

Акролеин
акролеин относится к веществам
общетоксического действия, а также повышает
риск развития онкологических заболеваний.
Выведение из организма метаболитов
акролеина может приводить к воспалению
мочевого пузыря – циститу. Акролеин, как и
другие альдегиды, вызывает поражение
нервной системы. Акролеин и формальдегид относятся к группе
веществ, провоцирующих развитие астмы.

Оксиды азота (оксид азота и диоксид азота)
Диоксид азота воздействует в
основном на дыхательные пути и легкие, а
также вызывает изменения состава крови, в
частности, уменьшает содержание в крови
гемоглобина. Он также
усиливает действие канцерогенных веществ,
способствуя возникновению злокачественных
новообразований. Диоксид азота влияет на
иммунную систему, повышая
чувствительность организма, особенно
детского, к патогенным микроорганизмам и
вирусам. Блокирует гемсодержащие ферменты, такие как :NO-синтазу, каталазу и активирует гуанилатциклазу

Металлы
Хром. С ингаляционным воздействием хрома
связывают развитие астмы
Никель провоцирует развитие астмы, а также
способствует развитию рака. Вдыхание
частиц никеля приводит к развитию бронхиолита
Кадмий обладает
токсическим действием на почки и
способствует снижению минеральной
плотности костной ткани,также
влияет на синтез прогестерона, либо усиливая
его в малых дозах, либо ингибируя в больших

Частота развития новообразований у курящих в 3,3 раза выше, чем у некурящих. От 85 до 91% случаев рака легких связано с табакокурением. В Беларуси рак легкого у мужчин находится на 1 месте в структуре онкологической заболеваемости.
Помимо рака легких, употребление табака приводит к раку полости рта, глотки, гортани, пищевода, желудка, поджелудочной железы, печени, почек, мочеточника, мочевого пузыря.

Канцерогенный потенциал конденсата табачного дыма зависит и от содержания никотина в смоле

При курении имеет место процесс неполного сгорания
табака. При этом следует различать три типа
химических реакций:
1. Пиролиз (тепловая деградация, при которой органические вещества, входящие в состав табака, распадаются на молекулы меньших размеров)
2. Пиросинтез (рекомбинация недавно сформированных молекул, и образование новых соединений, первоначально отсутствовавших в табаке)
3. Дистилляция некоторых веществ (например, никотина) из табака в дым

Такие добавки, как ментол и глюкоза приводят к тому, что курильщики более глубоко и часто затягиваются, получая больше вредных веществ. что способствует формированию зависимости

Cовременные научные исследования по изучению механизмов повреждающего действия ТД на организм позволили выделить наиболее важные области
Табакокурение является фактором, с которым связывают процесс биологического старения клеток
Табачный дым нарушает равновесие в системе оксиданты–антиоксиданты и приводит к формированию окислительного стресса и индуцирует хронический воспалительный процесс
Сложный химический состав табачного дыма обладает выраженными генотоксическими свойствами
Формирование никотиновой зависимости

Основным для табачных изделий веществом,
из-за которого их употребляют, является
никотин

Алкалоид никотин
Никотин -- один из самых известных алкалоидов табака (Nicotiana tabacum). В своей структуре содержит ядро пиридина и пирролидина. Никотин действует на Н-холинорецепторы

Лабораторные исследования никотина
1/2—2 капли достаточны для смертельного отравления собаки, у кроликов смерть наступает от 1/4 капли, а маленькие птицы погибают, если перед клювом их поместить палочку, смоченную никотином. На основании существующих исследований трудно точно определить смертельную дозу никотина для человека, но известно, что у людей уже от 0,003 г наблюдались тяжелые расстройства, а именно: жжение во рту, царапанье в горле, слюнотечение, общее возбуждение, головная боль, головокружение, неясность зрения и слуха, светобоязнь, ощущение недостатка воздуха, отрыжка, тошнота, рвота, развивались обморок и бессознательное состояние, общие судороги.

Никотиновые рецепторы являются членами суперсемейства мембранных белковНикотиновые рецепторы являются членами суперсемейства мембранных белков , включающих рецепторы серотонинаНикотиновые рецепторы являются членами суперсемейства мембранных белков , включающих рецепторы серотонина, рецепторы для глицинаНикотиновые рецепторы являются членами суперсемейства мембранных белков , включающих рецепторы серотонина, рецепторы для глицина и рецепторы ГАМК

Свое название никотиновый ацетилхолиновый рецептор получил из-за его сродства к никотинуСвое название никотиновый ацетилхолиновый рецептор получил из-за его сродства к никотину . Эти рецепторы являются неспецифическими ионными каналами, которые проводят Na+ и K+Свое название никотиновый ацетилхолиновый рецептор получил из-за его сродства к никотину . Эти рецепторы являются неспецифическими ионными каналами, которые проводят Na+ и K+ . Антагонистом для никотиновых рецепторов является тубокурарин

nAChR имеют разнообразную локализацию. Они принимают участие в передаче эфферентных импульсов в вегетативных ганглиях, мозговом веществе надпочечников, нервно-мышечных синапсах, в хеморецепции и генерации афферентных импульсов в каротидном клубочке, а также в межнейронной передаче возбуждения в ЦНС

Никотиновый рецептор
nAChR имеет пентаметрическую конфигурацию и состоит из α4— и β2−субчастиц. Именно они имеют наибольшее значение в образовании никотин-рецепторных связей и формировании зависимости. Предсказали существование такого катионного центра и водородной связи, которые и участвуют в никотин-рецепторном взаимодействии, Бирс (Beers WH) и Рейх (Reich E) в 1970 году. С тех пор ученые проявляют повышенный интерес к нейрорецепторам и веществам, которые связываются с активным центром. Ведь активировать передачу нервного сигнала через nAChR способен не только никотин, но и структурно и функционально идентичные вещества (агонисты никотина).

Научный интерес порожден не только академическим любопытством. Известно, что никотиновые ацетилхолиновые нейрорецепторы влияют на функционирование мозга, участвуют в формировании зависимости и вовлечены в дегенеративные изменения мозга при болезни Альцгеймера и шизофрении. Поэтому, синтезировав безопасное вещество, похожее на никотин, биохимики решат сразу несколько медицинских проблем.

Что же такое зависимость?
В медицинском смысле зависимость представляет собой "состояние периодической или хронической интоксикации, вызываемое повторным употреблением естественного или синтетического вещества"

Этапы формирования зависимости
Эпизодическое или «социальное» потребление, формирование «положительного подкрепления»
Злоупотребление или «употребление с вредными последствиями»,аддиктивное поведение, формирование толерантности и компульсивного влечения
Зависимость, формирование синдрома отмены

К риску возникновения табачной зависимости в наибольшей степени предрасположены люди экстравертного типа с образно-мысленной или мысленной задержкой переживаний, возникающих как реакция на микрострессы, и постоянное возвращение в воспоминаниях к прошлым сходным ситуациям) Стоит сказать о генетической предрасположенности(белки под названием α-3 и α-5 субъединицы никотиновых рецепторов играют важную роль в развитии никотиновой зависимости.

Цикл формирования никотиновой зависимости:
Никотин, действуя на никотиновые ацетилхолиновые рецепторы, вызывая деполяризацию клеток и приток кальция через потенциалзавсимые кальциевые каналы. Кальций запускает экзоцитоз хромаффинных гранул, тем самым способствуя выбросу адреналина (и норадреналина) в кровь.
Увеличение количества адреналина в крови вызывает повышение концентрации глюкозы в крови, происходит активация глюколиза.
Никотин увеличивает уровень дофамина в путях центров удовольствия в мозге. Усиливает выделение естественных опиатов «В-эндорфинов»,вызывающих ощущение радости и удовлетворения.

Никотин ингибирует моноаминоксидазу-фермент, отвечающий за ращепление моноаминных нейромедиаторов (например дофамина) в мозге.
Никотин увеличивает экспрессию декарбоксилирования глуталовой кислоты,что увеличивает содержание ГАМК
Онижает активность ЛПЛ в жировой ткани после глюкозной нагрузки.

Синдром отмены (пик - через 24-28ч после прекращения курения)
Беспокойство,раздражительность,тревога,нарушение концентрации внимания, нарушение сна, повышение аппетита, увеличение веса, слабые изменения артериального давления и ЧСС,головокружение,изменение настроения, симптомы депрессии, сильное желание закурить.
Процесс ренейроадаптации может занимать до 12 мес, и человек может пережить несколько эпизодов синдрома отмены.

Медикаментозная никотиновой зависимости
подразделяется на:
(1) терапию с использованием фармакологических средств для поддержания определённой концентрации никотина в организме.
(2)терапию с использованием препаратов,влияющих на механизм развития никотиновой зависимости в определённых участках мозга.

Никотинзаместительная терапия (НЗТ). Никотинзаместительная терапия обеспечивает доставку небольших доз никотина без других повреждающих химических веществ табачного дыма.

Никотинсодержащие препараты:
(1) Никоретте (Nicorette®) жевательная резинка по 2 и 4 мг; (2) Никоретте раствор для ингаляций (абсорбированный) 10 мг (ингалятор с мундштуком);
(3) Никоретте таблетки подъязычные по 2 мг; кислые напитки (кофе, соки) снижают абсорбцию никотина, поэтому нежелательно что-либо есть или пить (кроме воды) за 15 минут до и в течение использования никоретте;
(4) Никоррете трансдермальная терапевтичесая система (лейкопластрь) по 5 мг/16ч, 10мг/16ч, 25мг/16ч.

Терапия никотиновой зависимости не содержащая никотин.
На сегодняшний день самым эффективным препаратом, по данным клинических исследований является варениклин (торговое название «Чампикс). Варениклин является агонистом н-ацетилхолиновых рецепторов (н-АХР), обладающий высокой аффинностью и селективностью к α4β2 подтипам н-АХР. Степень активации н-АХР варениклином ниже, чем никотином - высвобождается на 40-60% меньше дофамина, чем в ответ на никотин.