کتاب دود سیگار
تازه‌های علمی در تعدیل آسیب‌های ناشی از دود سیگار

فصل اول: چگونگی جذب و انتشار نیکوتین موجود در محصولات و داروهای نیکوتینی و تاثیر آن بر بدن انسان(۱)

چکیده

نیکوتین به عنوان یکی از مهم ترین اجزای دود سیگار حداقل به دو علت برای بدن خطرناک است: این ماده از یک سو مستقیماً متابولیسم عادی بدن را تحت تاثیر قرار می دهد و از سوی دیگر با ایجاد وابستگی و اعتیاد، باعث مصرف دائمی سیگار و ورود انواع دیگر مواد سمی موجود در دود سیگار به بدن می شود. از نظر شیمیایی نیکوتین به دو شکل غیریونیزه (بدون بار) و یونیزه (باردار) وجود دارد. تنها شکل بدون بار این ترکیب به راحتی از غشاهای سلولی عبور می کند و جذب سلول ها می شود. هرچه شرایط قلیایی تر باشد، مقدار جذب نیکوتین نیز بیشتر می شود. مهم ترین راه جذب نیکوتین شش ها هستند. این اندام به دلیل سطح تماس بسیار زیاد با دود سیگار و همچنین وجود شرایط نسبتاً قلیایی، موجب افزایش بسیار سریع و شدید غلظت نیکوتین خون هنگام مصرف فراورده های تنباکو و توتون می شود. نیکوتین پس از جذب در خون به بسیاری از بافت های درونی بدن راه می یابد اما مغز به دلیل داشتن گیرنده های مخصوص، این ماده را به طور خاص جذب می کند. ایجاد وابستگی و اعتیاد به مصرف سیگار نیز ناشی از مسیر جذب مغزی است. نیکوتین از راه پوست، دهان و روده کوچک نیز قابل جذب است اما سرعت و مقدار جذب از این طریق کمتر است. به همین دلیل مصرف داروها و محصولات دارویی نیکوتین دار که از راه پوست یا دستگاه گوارش مصرف می شوند به تعدیل آسیب های ناشی از نیکوتین و همچنین به ترک سیگار کمک می کند.

مقدمه

با وجود اینکه استعمال یا مصرف سیگار اثرات منفی بسیاری بر سلامت انسان دارد، اما استفاده از تنباکو به خصوص به صورت سیگار، روزبه روز در سراسر جهان رو به افزایش است. مواد سمی فراوانی در دود سیگار وجود دارد که باعث انواع بیماری ها می شوند. نیکوتین موجود در دود سیگار سمی ترین این ترکیبات نیست، اما به دلیل آنکه فوق العاده اعتیادآور است باعث وابستگی و اعتیاد فرد به سیگار می شود. نتیجه وابستگی به سیگار، تداوم ورود انواع ترکیبات سمی دود سیگار به بدن و نهایتاً ایجاد انواع بیماری ها و مرگ زودرس است؛ به طوری که می توان از تنباکو به عنوان یکی از مهم ترین عوامل مرگ ناشی از سرطان نام برد. با آنکه تلاش فراوانی انجام می شود تا افراد سیگاری سیگار را ترک کنند، اما به دلیل خاصیت اعتیادآوری نیکوتین کمتر افرادی موفق به چنین کاری می شوند.

نیکوتین چیست؟

نیکوتین یک ترکیب طبیعی است که در گیاهانی مانند گوجه فرنگی، سیب زمینی، فلفل سبز و عمدتاً تنباکو وجود دارد[۱]. این ترکیب اولین بار در سال ۱۸۲۸ به عنوان ترکیب اصلی از تنباکو جدا شد[۲]. ساختار شیمیایی آن در سال ۱۸۹۲ اعلام شد و این ساختار در سال ۱۸۹۵ با ساخت مصنوعی آن تایید گردید[۳] (شکل ۱ـ۱). نیکوتین خالص مایعی شفاف با بوی خاص است که در مجاورت هوا به رنگ قهوه ای تبدیل می شود[۴].

اثر pH بر ساختار شیمیایی و قابلیت جذب نیکوتین

نیکوتین می تواند به دو شکل مولکولی قابل تبدیل به همدیگر شامل حالت یونیزه و غیریونیزه وجود داشته باشد [۵] (شکل ۱ ـ ۱):

۱. حالت یونیزه (باردار یا پروتونه) که دارای یک یا دو بار مثبت است: این حالت در pH های اسیدی کمتر از ۶ حالت غالب نیکوتین است. pH دود نوعی تنباکو که در بیشتر سیگارها نیز وجود دارد حدود ۵/۵ ـ ۶ (اسیدی) است و در این pH بیشتر نیکوتین به حالت یونیزه و دارای بار مثبت است[۶].
۲. حالت غیریونیزه (بدون بار یا حالت بازی): نیکوتین pH های قلیایی بیشتر از ۷ دیده می شود. pH دود تنباکو، پیپ و سیگارهای اروپایی در همین حدود است[۷]. محققان نشان داده اند در خون که pH آن اغلب حدود ۴ /۷ است، ۶۹ درصد نیکوتین در حالت یونیزه و ۳۱ درصد آن به صورت غیریونیزه است[۵]. هرچه pH قلیایی تر شود (به سمت اعداد بزرگ تر برود) سهم حالت یونیزه نیکوتین کمتر و به مقدار حالت غیریونیزه آن اضافه می شود.

شکل ۱ ـ ۱ ـ سه ساختار مولکولی مختلف نیکوتین که با تغییر pH به سادگی به یکدیگر تبدیل می شوند. هرچه pH محیط کمتر(یا اسیدی تر) شود، غلظت یون هیدروژن (H+) در محیط بیشتر می شود. این یون ها با اضافه شدن به مولکول نیکوتین در محل اتم های نیتروژن، بار مثبت خود را به مولکول نیکوتین منتقل می کنند. با ادامه کاهش pH، برحسب تعداد یون های هیدروژنی که متصل می شود، نیکوتین دارای یک یا دو بار مثبت می شود.

اما اهمیت این دو شکل مولکولی نیکوتین در چیست؟ از آنجایی که خواص نیکوتین بدون بار به خواص چربی ها نزدیک تر است، این حالت مولکولی نیکوتین به راحتی در چربی حل می شود[۸]. چون لایه میانی غشای سلول ها از جنس چربی است، فقط مولکول هایی که خواص چربی ها را دارند می توانند بدون واسطه و به راحتی از آن عبور کنند. لذا در شرایط قلیایی که مولکول نیکوتین عمدتاً بدون بار است واجد چنین خواصی است، به طوری که به راحتی از غشای سلولی جذب می شود (شکل ۲ـ ۱). در حبابچه های شش ها pH حدود ۴/ ۷ است. از طرفی آن بخش از دود سیگار که در آب حل می شود دارای pH معادل ۵ /۸ است[۹]. در pHهای قلیایی همان طور که اشاره شد بخش قابل توجهی از نیکوتین به حالت بدون بار است و به سرعت جذب سلول های دیواره شش ها می شود و به خون راه می یابد. علاوه بر سطح وسیع شش ها که سطح تماس و جذب نیکوتین را زیاد می کند، عامل pH هم یکی از عواملی است که جذب شدید نیکوتین را از شش ها موجب می شود.

شکل ۲ ـ ۱ ـ عبور نیکوتین غیریونیزه از غشای سلولی: به جز غشایی که سلول را محاط می کند (غشای سلولی یا غشای پلاسمایی)، غشای اجزای درون سلولی (اندامک ها) نیز رفتاری مشابه غشای پلاسمایی در جذب نیکوتین غیریونیزه نشان می دهند. جذب سلولی نیکوتین می تواند در سلول های پوست، دهان، روده کوچک و دیواره شش ها رخ دهد و پس از راهیابی نیکوتین به خون، به دیگر سلول های بدن نیز جذب شود.

در شرایط اسیدی بیشتر مولکول های غیریونیزه نیکوتین نیز به حالت یونیزه درمی آیند. نیکوتین یونیزه تمایلی به چربی ها ندارد و نمی تواند به آسانی از غشای سلولی عبور کند[۸]. به همین دلیل نیکوتین در معده که pH آن اسیدی است جذب نمی شود و همان طور که اشاره شد این ترکیب فقط در حالت یونیزه جذب می شود[۵].

راه های جذب نیکوتین

بسته به مسیر مصرف یا تماس نیکوتین با بدن، راه های جذب این ترکیب متفاوت خواهد بود، لذا نیکوتین ممکن است از راه پوست، لوله گوارش یا شش جذب شود [۱۰].
نیکوتین غیریونیزه از راه پوست به خوبی جذب می شود و اهمیت جذب پوستی آن، ابتدا در افرادی که گیاه تنباکو را درو می کردند، دیده شد. این افراد به بیماری خاصی به نام «بیماری تنباکوی سبز» دچار می شدند که علت آن مسمومیت با نیکوتینی است که در اثر تماس پوستی با گیاه تنباکو جذب بدن فرد می شود [۱۱]. از خصوصیت جذب پوستی نیکوتین می توان در داروهای موضعی پوستی برای درمان اعتیاد به سیگار نیز استفاده کرد [۱۲]، مشروط بر اینکه سرعت آزاد شدن نیکوتین، از دارو به بدن، تحت کنترل باشد [۱۳].
نیکوتین از راه دهان هم به کندی جذب می شود. جذب دهانی این ماده بیشتر در مورد کسانی اهمیت دارد که دود سیگار را در دهان نگه می دارند و به ریه ها نمی کشند [۸] یا کسانی که برگ تنباکو را دود نمی کنند بلکه آن را می جوند. علاوه بر این در قرص های زیرزبانی نیز نیکوتین از راه دهان جذب می شود. در هنگام استفاده از راه دهان، غلظت نیکوتین خون به آهستگی زیاد می شود [۱۴، ۱۵] (شکل ۳ ـ ۱).
گاهی ترکیب حاوی نیکوتین مانند موارد فوق تنها در دهان نگه داشته نمی شود، بلکه خورده می شود، مانند کودکانی که بدون توجه سیگار می خورند یا کسانی که برای مصارف درمانی یا گاهی برای خودکشی نیکوتین می خورند (نیکوتین در مقدار کم اعتیادآور است ولی در مقادیر زیاد سمی خطرناک و کشنده است). در این شرایط، همان گونه که پیش از این ذکر شد به دلیل خاصیت اسیدی معده، جذب نیکوتین از معده خیلی ناچیز است، اما در روده کوچک به دلیل محیط قلیایی تر و سطح تماس بیشتر، جذب آن بهتر انجام می شود. به همین دلیل پس از خوردن کپسول ها یا محلول نیکوتین، اوج غلظتی نیکوتین در خون حدود یک ساعت پس از مصرف دارو مشاهده می شود. این زمان در واقع مقدار زمان لازم برای رسیدن دارو به روده کوچک است تا جذب شود [۱۶، ۱۷].

شکل ۳ ـ ۱ ـ مقایسه تغییرات غلظت نیکوتین در خون هنگام جذب نیکوتین از راه دهان و شش ها: زمان صفر، زمان شروع مصرف نیکوتین است. مقدار نیکوتینی که در سیگار (به اندازه نه دقیقه کشیدن آن) وجود دارد، تقریباً برابر با مقدار آن در دو تکه آدامس نیکوتین دار است. در جذب دهانی نیکوتین، غلظت این ماده به کندی و در طی ۳۰ دقیقه به حداکثر مقدار خود می رسد و به آرامی هم کم می شود. اما جذب نیکوتین از راه شش ها از همان ثانیه های اول شروع می شود و پس از ۱۰ دقیقه به حداکثر مقدار خود می رسد که حدود دو برابر مقدار حداکثر در جذب دهانی است. سپس این مقدار به سرعت کاهش می یابد [برگرفته از منبع ۸].

در افراد سیگاری، با اینکه مقدار کمی نیکوتین از راه دهان جذب می شود، اما راه اصلی جذب دود سیگار از طریق شش هاست [۱۸]. محققان نشان داده اند که در کسانی که هنگام سیگار کشیدن دود آن را به شش ها نمی کشند بلکه در دهان نگه می دارند، غلظت نیکوتین در خون حداکثر ۵/۲ ـ ۸ نانوگرم در هر میلی لیتر خون فرد است. اما در کسانی که با پک های عمیق دود سیگار را به شش های خود فرومی برند غلظت نیکوتین به ۳۰ ـ ۴۰ نانوگرم در هر میلی لیتر خون فرد می رسد [۱۹]. زمانی که دود تنباکو به راه های هوایی کوچک و حبابچه های شش ها می رسد، ۸۰ ـ ۹۰ درصد نیکوتین آن به سرعت جذب خون می شود، به طوری که اوج غلظتی نیکوتین خون بلافاصله پس از اتمام مصرف سیگار دیده می شود [۸، ۲۰] (شکل ۳ ـ ۱). همان گونه که پیش تر گفته شد سطح وسیع حبابچه ها و راه های هوایی کوچک و همچنین pH قلیایی شش ها، دو عامل عمده موجب جذب سریع و شدید نیکوتین در این اندام است. شدت جذب ششی آن قدر زیاد است که طبق گزارش حتی زنان غیرسیگاری که همسران سیگاری دارند نیز ۶۰ ـ ۸۰ درصد نیکوتین دود سیگار هوای اطراف خود را از طریق شش ها جذب می کنند [۲۱].
مقدار جذب نیکوتین از راه مصرف سیگار به عوامل متعدد دیگری نیز بستگی دارد که به طور اجمال به آن ها اشاره می شود[۸]:

۱. هرچه حجم دودی که در هر پک وارد شش ها می شود بیشتر باشد مقدار نیکوتین بیشتری نیز وارد شش ها شده و جذب می شود.
۲. هرچه تنفس هنگام یک پک عمیق تر باشد دود به آخرین حبابچه های شش ها می رسد و سطح تماس دود با سلول های ششی بیشتر و جذب نیکوتین هم بیشتر می شود.
۳. اگر پس از یک پک، دود مدت زیادی در شش ها حبس شود، زمان کافی برای جذب بیشتر نیکوتین فراهم می شود.
۴. مقدار رقت دود سیگار در فضای اتاق بر مقدار جذب نیکوتین آن از طریق شش های افراد غیرسیگاری موثر است. هرچه فضا کوچک تر باشد دود سیگار، غلیظ تر و جذب آن از طریق تنفس بیشتر می شود.
۵. هرچه غلظت نیکوتین در تنباکو بیشتر باشد جذب آن هم بیشتر است. غلظت نیکوتین موجود در برگ گیاه تنباکو بسته به نوع محصول تنباکو و فرایند آماده سازی آن فرق دارد.
به دلایلی مانند موارد فوق، در پژوهش های علمی نمی توان برای تخمین مقدار جذب نیکوتین از راه مصرف سیگار، فقط از یک دستگاه پک زن مکانیکی استفاده کرد [۲۲].

باید توجه داشت که عوامل ذکرشده نه تنها بر جذب نیکوتین بلکه بر مقدار جذب مواد دیگر موجود در دود سیگار نیز موثرند، اما در اینجا به دلیل اهمیت خاصیت اعتیادآوری نیکوتین فقط درباره آن بحث می شود.

بازجذب ادراری نیکوتین از ادرار

اگرچه نیکوتین از راه ادرار دفع می شود، ولی قبل از دفع ادرار و در بازه زمانی که ادرار در مثانه جمع می شود ممکن است نیکوتین موجود در آن از طریق سلول های دیواره مثانه دوباره جذب خون شود (بازجذب). مقدار این بازجذب به خاصیت اسیدی یا قلیایی بودن ادرار (pH ادرار) بستگی دارد. اگر pH ادرار بین ۸ ـ ۹ باشد (خاصیت قلیایی) نیکوتین به صورت غیریونیزه است و در این شرایط به راحتی از راه دیواره مثانه جذب خون می شود. اگر pH ادرار کمتر از ۶ باشد بیشتر نیکوتین در حالت یونیزه است و نمی تواند دو بار به خون جذب شود و در نتیجه همراه ادرار دفع می گردد [۲۳].

انتشار بافتی نیکوتین

همان گونه که پیش تر گفته شد در ۴ /۷ pH خون، حدود ۳۱ درصد نیکوتین به شکل غیریونیزه است. بسیاری از بافت های بدن به نیکوتین غیریونیزه اجازه ورود می دهند (جذب بافتی)، اما بررسی نمونه های بافتی افراد سیگاری گویای این است که بیشترین تمایل برای جذب بافتی نیکوتین مربوط به بافت های کبد، کلیه، طحال و شش هاست. در کبد نیکوتین در اثر آنزیم های کبدی به محصولاتی تبدیل می شود (متابولیسم نیکوتین) که از طریق جریان خون در بدن پخش می شوند. کمترین تمایل نیکوتینی نیز مربوط به بافت های چربی است [۲۴]. غلظت نیکوتین در بافت ماهیچه اسکلتی مشابه غلظت خونی آن است [۸]. تحقیقات نشان می دهد که نیکوتین به طور ویژه ای و با تمایل زیاد به بافت مغزی متصل می شود، زیرا مولکول های خاصی بر غشای سلول های عصبی وجود دارند که نقش گیرنده های مولکول نیکوتین را ایفا می کنند. در اصل، این گیرنده ها مسئول اتصال به ماده ای موسوم به استیل کولین می باشند که از سلول عصبی همسایه آزاد می شود ساخته شده اند، و با اتصال استیل کولین به این گیرنده ها یک سلسله واکنش های بیوشیمیایی در سلول عصبی رخ می دهد که نتیجه آن انتقال پیام عصبی از یک سلول عصبی به سلول دیگر است. از آنجایی که نیکوتین هم می تواند به این گیرنده ها متصل شود، بر کیفیت پیام های عصبی تاثیر می گذارد. تحقیقات نشان می دهد که تعداد این گیرنده ها بر سلول های مغزی افراد سیگاری به دلیل مصرف دائمی سیگار به مراتب بیشتر از افراد غیرسیگاری است [۲۵ و ۲۶]. خون شش های فرد سیگاری که مملو از نیکوتین (و مواد دیگر دود سیگار) است بلافاصله به بطن چپ و از آنجا در اثر عمل تلمبه ای قلب به تمام بدن و مغز فرستاده می شود. به همین دلیل فاصله زمانی بین استعمال دود سیگار و رسیدن نیکوتین آن به مغز ۸ ـ ۲۰ ثانیه است. بنابراین سرعت رسیدن نیکوتین از طریق شش ها به مغز بسیار بالاست. اما اگر ورود نیکوتین به خون آهسته تر صورت بگیرد غلظت نیکوتین مغز کمتر و اعتیاد به این ماده هم کمتر خواهد بود. نمودارهای شکل ۳ ـ ۱ نشان می دهند که جذب نیکوتین از راه دهان، غلظت نیکوتین خون را خیلی کندتر و کمتر از دود کردن سیگار افزایش می دهد. بنابراین آدامس های نیکوتین دار و داروهای نیکوتین دار که رها کردن نیکوتین را در خون به کندی انجام می دهند عوارض اعتیادآور کمتری از خود نشان می دهند [۸] و به همین دلیل در هنگام ترک سیگار به عنوان جایگزین برای آن استفاده می شوند (جدول ۱ ـ ۱).

جدول ۱ ـ ۱ ـ مقایسه جذب نیکوتین از راه های مختلف دارویی و غیردارویی: محصولات دارویی مانند برچسب های پوستی، آدامس ها یا اسپری های نیکوتین دار در انواع مختلف تهیه یا به مقادیر مختلف مصرف می شوند. به همین دلیل اعداد مختلفی برای آن ها گزارش شده است. همان گونه که مشاهده می شود بیشترین و سریع ترین جذب نیکوتین مربوط به استعمال دود سیگار است.

* لازم است تاکید شود که آدامس، اسپری بینی، قرص های زیرزبانی و محصولات نیکوتین دار دیگری که در این جدول آورده شده اند همگی دارای نیکوتین هستند و توسط شرکت های دارویی تهیه می شوند و جنبه درمانی دارند.
** چسب های پوستی با نام های نیکوترول(۲)، نیکودرم(۳) و هابیترول(۴) به بازارعرضه می شوند.

علاوه بر این استفاده از این محصولات دارویی محاسن دیگری نیز دارد؛ در مقایسه با دود سیگار که حاوی مقدار زیادی سموم شیمیایی خطرناک به همراه نیکوتین است، این محصولات دارای نیکوتین به مقدار کنترل شده هستند و مواد افزودنی دیگر آن ها کاملاً شناخته شده و تحت کنترل می باشند. همچنین از آنجا که مصرف این محصولات با ایجاد دود همراه نیست برای سلامت اطرافیان خطرناک نیستند و به این ترتیب این مواد می توانند به عنوان عوامل تعدیل کننده آسیب های فردی و اجتماعی ناشی از دود سیگار در نظر گرفته شوند.
به جز بافت های گفته شده، غلظت نیکوتین در شیره معده و بزاق نیز به دلیل اسیدی بودن محیط و عدم جذب نیکوتین یونیزه زیاد است. غلظت نیکوتین در شیره معده و بزاق افرادی که از طریق پوست نیکوتین جذب می کنند به ترتیب ۶۱ و ۱۱ برابر خون آن ها و در افرادی که سیگار مصرف می کنند این مقادیر به ترتیب ۵۳ و ۸۷ برابر خون شخص است [ ۲۷ و ۲۸].
نیکوتین همچنین می تواند به سادگی از جفت نیز عبور کند. به همین دلیل در مادران سیگاری که باردار هستند، در خون جنین و مایع آمنیوتیک (مایعی که جنین در آن شناور است) نیز نیکوتین یافت می شود. تحقیقات نشان می دهد که غلظت نیکوتین در خون جنین حتی کمی بیشتر از خون مادر سیگاری است[۲۹ و ۳۰].
در اینجا لازم است بار دیگر تاکید شود که علت اهمیت مبحث جذب نیکوتین در آن است که این ماده حداقل به دو دلیل برای بدن خطرساز است: اول اینکه مستقیماً از نظر شیمیایی و متابولیسمی در بدن اختلالاتی ایجاد می کند که به ضرر سلامت است (در این مقاله درباره آن بحث نشده است). دوم آنکه از نظر عصبی و روانی وابستگی به مصرف دائم (اعتیاد) ایجاد می کند. نتیجه این است با مصرف مداوم محصولات تنباکو، به همراه نیکوتین، انواع مختلف مواد شیمیایی خطرناک دود تنباکو که جزء سموم شیمیایی دسته بندی می شوند به طور پیوسته به بدن وارد می شوند. آسیب هایی که این مواد به بدن وارد می کنند به آسیب های ناشی از نیکوتین افزوده می شود و در مجموع بدن در شرایط مسمومیت های دائمی قرار می گیرد.
به طور خلاصه از مباحث مطرح شده می توان نتیجه گرفت که مقدار جذب نیکوتین و سرعت این جذب بستگی به چگونگی مصرف آن دارد. از آنجا که سریع ترین و بیشترین جذب از راه شش ها انجام می شود، مصرف کنندگان نیکوتین بیشتر تمایل دارند آن را با استنشاق به ریه های خود ببرند. به همین دلیل تنباکو به عنوان مهم ترین منبع نیکوتین، به صورت سیگار، قلیان و پیپ، سوزانده و دود آن به ریه ها کشیده می شود. این راه دقیقاً خطرناک ترین راه مصرف نیکوتین است، به خصوص در مورد تنباکوی پیپ که به دلیل pH قلیایی، غلظت قابل جذب نیکوتین در آن زیاد است. این در حالی است که کندی جذب نیکوتین از راه دستگاه گوارش و پوست، ضمن کم کردن وابستگی عصبی به این ماده، روش های جایگزین مناسبی برای ترک مصرف آن فراهم می آورد. محصولات دارویی نیکوتین دار مزایای دیگری نیز دارند، از جمله اینکه دارای دیگر مواد سمی شیمیایی حاصل از سوختن تنباکو نیستند، دود نمی کنند و مصرف آن ها موجب مزاحمت و زیان های جسمی برای دیگران نمی شود. به این ترتیب، این محصولات دارویی به تعدیل آسیب های ناشی از دود سیگار کمک شایانی می کند.
امروزه شرکت های دارویی، انواع محصولات و دارو های نیکوتین دار را به صورت چسب های پوستی، کپسول ها یا محلول های خوراکی، قرص های زیرزبانی و آدامس برای کمک به ترک سیگار تولید و عرضه می کنند.