Нікотин, щастя й помідори

Цікава стаття

Н-І-К-О-Т-И-Н?! Так, нікотин. Це ворог – вбивають нам в голову. Де істина, а де міфи? Про це варто знати й класичним курцям, і тим, хто шукає альтернативу. Для початку заглибимося в історію, потім розглянемо нікотин з "хімічної" точки зору. Далі дізнаємося про форми нікотину й різницю між ними. На завершення - про вплив нікотину на організм людини. Ми донесемо інформацію доступною мовою з використанням академічної подачі. Приєднуйтесь до серйозної розмови.

1. Трішки історії: "відкриття" нікотину

У 1560 році французький посол в Португалії Жан Ніко (Jean Nicot) відправив насіння тютюну королеві Франції - Катерині Медичі. Подарунок рекомендувався як засіб від мігрені. Незабаром мода на нюхальний тютюн поширилася по всій Франції. На честь Ніко рослина згодом отримала латинську назву Nicotiana, а виділений з тютюну на початку XIX століття алкалоїд, відповідно, «нікотин». Тому правильно говорити не «відкриття», а виділення нікотину.

2. Без хімії не обійтися: нікотин як хімічна речовина

За своєю природою нікотин є летючим алкалоїдом, а за хімічною структурою має дві основні групи азоту (pKa1 = 3,12; pKa2 = 8.02). Молекулярна маса 162,23.

"Алкалоїди - це рослинні речовини, які містять один чи більше атомів азоту, мають лужні властивості та здатні чинити фармакологічну дію на організм людини і тварин (детальніше: Фармацевтична енциклопедія)"

Нікотин є потужним інсектицидом. Не так давно його використовували для обробки рослин від шкідників. Зараз як інсектицид використовують похідні цієї речовини, а нікотин вважається наркотичним для людини, бо здатний викликати залежність.

«На вигляд нікотин у чистому вигляді – масляниста рідина. Вона дуже гігроскопічна і змішується з водою в будь-яких пропорціях»

3. Форми нікотину й різниця між ними

Нікотин має три форми й кілька назв. Кожна форма нікотину по-різному засвоюється нашим організмом.

Нікотин або 3-(1-метил-2-піролідиніл)піридин або (S)-(-)-нікотин, надалі «нікотин», може існувати у трьох формах: непротонований нікотин (1), монопротонований нікотин (2) та дипротонований нікотин (3) (Brunnemann and Hoffmann, 1974). Ці форми ще мають назви: вільноосновна – free-base (NicNic), монопротонована (NicH+NicH+) або двопротонована сіль (NicH22+NicH_2^{2+}) залежно від рН середовища, в якому перебувають._!

На схемі зображена доля молекули нікотину: дипротонова сіль (NicH22+NicH_2^{2+}) втрачає протони NH через дисоціацію солі, тобто розкладання протиіонів. Таким чином ми отримуємо монопротоновану форму (NicH+NicH+) нікотину._

Можливо, ви здивовані – нащо вам знати про форми нікотину та їх відмінності? Майте трохи терпіння, дочитайте до кінця й усе стане на свої місця.

Покупці будь-якого товару насамперед звертають увагу на етикетки, при виборі електронних рідин також. Напевно, ви помітили, що на інструкціях до електронних рідин або картриджах до різних пристроїв куріння вказують вміст нікотину, але не вказують його форму, зокрема значення частки нікотину у формі вільної основи - α fb. Скоріш за все це пов’язано з тим, що значення α fb залежатиме від рН "кожної людини" й не має одного точного значення.

В якому ж продукті «правильна» форма нікотину? Звідки беруться різні форми нікотину? Насправді, нікотин - один, і в продуктах, і в рідинах до електронних пристроїв куріння. Не існує правильної чи неправильної форми нікотину, все залежить від способу доставки нікотину і шляху його отримання.

Пояснимо на прикладі: ми з апетитом їмо помідор, відкушуючи шматочок. Спершу він знаходиться в ротовій порожнині, де рН лужне, після стравоходу цей шматочок потрапляє в шлунок, де рН кисле. В помідорі є всі форми нікотину, але кожний орган засвоює певну його форму залежно від рН. В першому випадку буде засвоюватися вільноосновна форма нікотину, а в другому - дипротонована. Як саме впливає рН на форми нікотину, читайте далі.

Властивість нікотину "змінювати" свою форму в залежності від рН середовища впливає на його біодоступність (Reininghaus, W. (1994). Стан протонації нікотину можна змінити, змінивши кислотно-основні умови в середовищі.

Нікотин за хімічною природою можна охарактеризувати як слабку основу. Для його іонізації/протонації потрібні позитивно заряджені частинки - протони. З цього випливає, що у лужному рН, де більше негативно заряджених частинок, переважатиме вільноосновна форма нікотину, а в кислому середовищі, де багато протонів - протоновані форми.

Оскільки протоновані форми нікотину мають кислотні властивості, слід згадати про показник константи кислотності, рКа.

"Показник константи кислотності - це специфічна характеристика (константа, стала) в хімії, що характеризує ступінь розпаду кислоти (в нашому випадку нікотину) на катіони іонів Гідрогену (Н+) в розчині"

У воді при температурі 25 °C, p_K_1 (для NicH 2 2+ ) і p_K_2 (для NicH + ) рівні 3,10 і 8,01 відповідно.

Схема 2: Розподіл нікотину в аерозолях включає дві форми: (зліва) Nic (вільноосновна), яка має мінливість; (праворуч) NicH + (монопротонований), який є енергонезалежним. Частка вільної основи (α fb ) залежить від кислотно-лужних умов. У воді при 25 ° С, p_K_a = 8,01.

"Для слабких кислот значення рК позитивні, і чим слабкіша кислота, тим більше рК"

Розглянемо ще детальніше, як частка вільної основи залежить від кислотно-лужних умов. Оскільки нікотин має три різні форми, що в сумі складають "одне ціле", то можна припустити, що частка нікотину у формі вільної основи становить αfb 0≤ α fb ≤1:

αfb[Nic][Nic]+[NicH+]\alpha_{fb} \equiv \frac{[Nic]}{[Nic] + [NicH^+]}

де NicH 2 2+ нехтують. Частка нікотину у формі вільної основи аfb може впливати на швидкість руху аерозолю та місце поглинання нікотину з аерозолю, що вдихається (Pankow J. F. (2001)). Hurt R. D.; Robertson C. R. (1998) та Wayne G. F.; Connolly G. N.; Henningfield J. E. (2006) стверджують, що імовірно α fb впливає на потенціал нікотинової залежності.

Таким чином у водному середовищі, нехтуючи NicH 2 2+ми отримуємо інший запис розрахунку аfb:

αfb=11+10pH/Ka\alpha_{fb} = \frac{1}{1 + 10^{-pH} / K_a}

де KaK_a - константа кислотності для NicH + у воді (K 2, як зазначено вище).

Саме через це аfb не може бути однаковим для всіх людей, так як важливе значення відіграє рН, а в кожного воно різне.

4. Залежність організму людини від нікотину

Всі ми сто разів чули вислів «нікотинова залежність». Що ж це таке: міф чи реальність?! На жаль, це доведений факт. Чому і як виникає така залежність?

Люди не можуть самостійно їздити, нам потрібен транспорт, так і нікотин має «помічників» - нікотинові рецептори, що сигналізують про його «приїзд» до організму людини. Як і ми, люди, нікотинові рецептори швидко звикають до приємного. Звичка до постійного надходження нікотину в результаті призводить до виникнення залежності.

Як же все починається? Наші нікотинові рецептори знаходяться у стані спокою, але відкриваються, як тільки "бачать" улюблений нікотин. Йдеться про доставку нікотину від куріння. Це призводить до вивільнення дофаміну та посилення задоволення. Поступово нікотин зменшує чутливість організму (це явище десенситизації) до інших рецепторів. Через тривалу стимуляцію рецептори перестають реагувати як на ацетилхолін, так і на нікотин.

Як тільки активний стан рецептора відновлюється (ресенситизація), виникає бажання запалити та відчуття «чогось бракує». І це не дивно, адже організм вже звикнув до певного рівня дофаміну. Без постійного паління відчуття задоволення не підтримується на "потрібному" рівні.

При хронічній десенситизації збільшується кількість рецепторів, залежно від інтенсивності паління: чим більше палите, тим більше рецепторів утвориться. Якщо нікотин в організм надходить систематично, це призводить до втрати чутливості всіх α4β2–рецепторів. Виникає замкнене коло: чим більше нових рецепторів, тим сильніше хочеться курити, коли вони повертаються у стан спокою після десенситизації (Stahl S. Stahls essential psychopharmacology, 4th ed., 2013).

5. Вплив нікотину на організм людини

Нікотин на наш організм має як позитивний, так і негативний вплив. Щодо цього існує багато різних точок зору. Ми ж хочемо, аби у вас склалася власна думка. Радимо розібратися в механізмах впливу нікотину, його дії на різні органи та самостійно зробити висновки, наскільки це "шкідлива" речовина.

В ході хімічних перетворень нікотин трансформується у вітамін – нікотинову кислоту, більш відому як вітамін РР.

«Нікотин і нікотинова кислота – не слова-синоніми, а різні хімічні речовини. Перша є алкалоїдом, друга – життєво важливим вітаміном. Нікотинова кислота синтезується з нікотину»

Нікотин впливає на всі системи органів людини.

Поглинання нікотину суттєво залежать від рН. При високому (лужному) рН нікотин перебуває у неіонізованому стані, що пов'язано зі здатністю легше проходити через мембрани (Stratton et al., 2001). Нікотин може швидко всмоктуватися в легенях через велику площу поверхні альвеол і дихальних шляхів. Розчинення нікотину в легеневій рідині, яка має фізіологічний pH, полегшує всмоктування. Аналогічно, нікотин краще поглинається слизовою оболонкою ротової порожнини (через лужний рН). Нікотин може добре всмоктуватися в тонкому кишечнику завдяки більш лужному рН та великій площі поверхні. Однак нікотин погано засвоюється зі шлунку через кисле середовище, що призводить до збільшення іонізованого

Нарешті ми дійшли до розуміння, чому для швидкого потрапляння нікотину в організм людини ефективніше курити, а не їсти. У порівнянні з проковтуванням, біодоступність нікотину краща, якщо він надходить через легені або через слизову оболонку рота. Так нікотин досягає системного кровообігу перед тим, як пройти через печінку (метаболізм першого проходження).

Більша частина переробляється до біологічно інертних речовин в печінці, а також в нирках і легенях. Продукти метаболізму і невелика кількість алкалоїду в незміненому вигляді виводяться з сечею в перші 10-15 год.

Вважається, що швидка доставка нікотину обумовлена як прямим впливом на ЦНС, так і стимулюванням нікотинових рецепторів у легенях. Ці результати також дозволяють припустити, що нейронні нікотинові рецептори, пов'язані з підсилювальним ефектом нікотину, можуть бути чутливими до низьких концентрацій нікотину.

Нікотин може виступати агоністом ("братом") нікотинових рецепторів ацетилхоліну, виражених як в периферичній нервовій системі, так і в ЦНС (Henningfield et al. 1996; Vidal 1996; Holladay et al., 1997; Paterson and Norberg 2000). Нікотин взаємодіє з периферійними і центральними н-холінорецепторами. У низькій концентрації збуджує їх, у високій - блокує. Н-холінорецептори вибірково збуджуються малими дозами нікотину. Дія малих доз нікотину майже повністю збігається з ефектами збудження симпатичних та парасимпатичних гангліїв (скупчень нервових волокон).

Парасимпатичні ефекти нікотину виражаються підсиленням слиновиділення, підвищенням тонусу гладкої мускулатури внутрішніх органів, блювотою, проносами, міозом, зменшенням ритму серцевої діяльності (брадикардія). Шляхом збудження симпатичних гангліїв збільшується викид катехоламінів – адреналіну та норадреналіну, внаслідок чого підвищується артеріальний тиск, розвивається задишка. При введенні малих доз нікотину після фази збудження н-холінорецепторів спостерігається стадія їх пригнічення. Проявами цієї стадії є тахікардія, підвищення артеріального тиску, пригнічення дихання, блокада нервово-м’язової провідності.

В ЦНС нікотин впливає на вміст і модулює вивільнення гормону щастя - серотоніну, медіаторів - норадреналіну, ацетилхоліну, дофаміну та інших медіаторів в закінченнях нейронів.

Зменшує виділення соматотропного гормону (відповідає за процеси розвитку і росту людини, особливо до статевого дозрівання) і гонадотропінів, підвищує виділення катехоламінів і аргіпресину. Також нікотин сприяє вивільненню ендорфінів. Дія на ЦНС (збудження або пригнічення) залежить від доз, інтервалів між ними і психологічного стану людини. Невеликі дози збуджують ЦНС, в т.ч. блювотний центр. Нікотин може викликати тремор і судоми, стимулює дихальний центр.

Також нікотин впливає на серцево-судинну систему. Від нікотину серце працює у посиленому режимі й потребує більше кисню. Підвищується секреція бронхіальних залоз, шлункового соку й тонус гладких м'язів бронхів, шлунково-кишкового тракту. Полегшується нервово-м'язова передача. Підвищується вміст в крові жирних кислот.

Як бачимо, шкідливість сигарет не в нікотині. Хоча й нікотином в жодному разі не варто зловживати. Головна проблема саме в тому, що люди отримують дозу нікотину через горіння або нагрівання тютюну. Як би не старалися деякі маркетологи, це надто схожі процеси.

Ну і авжеж, щоб спробувати альтернативу без тютюну, замовляй тест-драйв NOX прямо зараз 👇

Тест-драйв

Підпишись на нашу розсилку

📨 Отримай останні новини на свою електронну пошту