Химический состав сигареты
…Представим ситуацию: к вам на улице подходит незнакомец, предлагает пилюлю неизвестного происхождения и действия. Вы её съедаете, чувствуете улучшение самочувствия. И так – каждый день. Пока однажды врач не скажет, что вы смертельно больны. Потому что каждый день очень продолжительное время вы в малых дозах употребляли яд. Глупости? А ведь именно так и происходит, только в роли незнакомца выступают табачные компании, а вожделенная пилюля – та же сигарета. Ведь большинство, в сущности, даже и не задумывается, какие вещества при курении поступают в организм и как в дальнейшем сказываются на здоровье курильщика и окружающих его людей. Временное – до следующей дозы – снятие напряжения никак не вещает о глобальных переменах в организме. А ведь яд при регулярном потреблении имеет свойство накапливаться в организме. По чуть-чуть, день за днём, химический состав сигареты всё в больших и больших количествах скапливается в организме человека, вступает в связь на клеточном уровне, становится частью биохимии человека… И разрушает его изнутри.
Итак, разберём по полочкам, в разрезе и по составу предмет, вызвавший столь массовое явление, как курение: сигарету.
Сигарета в пассивном состоянии состоит из начинки (табачные смеси), обёртки (бумага) и фильтра. В процессе курения происходит постепенное сжигание табака и бумаги и ингаляция дыма сигареты. Главный поток дыма, вдыхаемый курящим, составляет при курении сигарет без фильтра 32%, а с фильтром – 23% от общего количества дыма. Большая часть дыма выделяется в окружающую среду, где его вдыхают некурящие – так называемые пассивные курильщики.
Рассмотрим немного поподробнее состав и воздействие табачного дыма – активного компонента сигареты.
Дым сигареты состоит из газообразных составляющих и твёрдых частиц. К газовым компонентам табачного дыма относятся оксид и диоксид углерода, акролеин, ацетальдегид, аммоний, ацетон, нитробензол, изопрен, сероводород, цианистый водород и другие вещества. Содержащая твердые частицы фаза табачного дыма включает в основном никотин, воду и смолу – табачный деготь. В состав смолы входят полициклические ароматические углеводороды, вызывающие рак, в том числе нитрозоамины, ароматические амины, изопреноид, пирен, бенз(а)пирен, антрацен, хризен, флюорантен и др. Также смола содержит простые и сложные фенолы, крезолы, нафтолы, нафталены и др. В этой же фазе содержатся кремний, кальций, титан, стронций, таллий, полоний. Таким образом, помимо веществ газовой фазы и специфических компонентов в состав табачного дыма входят ионы многих металлов и радиоактивные соединения калия, свинца, полония, стронция и прочее.
К настоящему времени выявлено, что табачные изделия содержат около 4000 химических соединений, а табачный дым – около 5000 химических соединений, из которых примерно 60 вызывают рак и около 2\3 наносят разрушающий вред нашему организму.
Далее следует список веществ и их свойств – всё то, что перекочёвывает с дымом из сигареты в организм человека.
Антрацен (бенз(а)трацен)
Конденсированный ароматический углеводород, сырьё для получения антрахинона, многочисленных красителей, например ализарина. При вдыхании пыли или паров антрацена происходит отек век, раздражение слизистых оболочек горла, носа. При длительном воздействии обнаруживается снижение прироста массы тела, возникают фибромные заболевания у женщин.
Акролеин
Обладает резким запахом, раздражает слизистые и вызывает слезотечение. Провоцирует развитие астмы. Относится к веществам общетоксического действия, 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.
Алюминий
При хранении питьевой воды в алюминиевой таре в течение длительного времени возникает риск заработать анемию, цистит, а также снизить восприятие информации и концентрацию внимания. Алюминий имеет свойство накапливаться в коре головного мозга.
Аммиак
Токсичное и ядовитое вещество с резким запахом. Используется для производства моющих средств и в промышленной химии. Основной компонент нашатырного спирта. Вдыхание аммиака вызывает раздражение слизистой оболочки бронхов, слезотечение.
Аммоний
Ионизированная форма аммиака – NH4+. Используется в очистителях для унитаза, негативно сказывается на лёгких.
Ацетальдегид
Канцероген, токсин. Окисляется в крови кислородом до уксусной кислоты. Крайне вреден для здоровья будущего ребёнка, может послужить причиной генных мутаций, нарушает обмен веществ, гормонов, простагландинов и так далее. Но главное, что он воздействует на центральную нервную систему будущего ребенка, обуславливая умственную отсталость и нестабильность психики. В сигаретном дыму ацетальдегида конечно поменьше, чем в алкоголе, но стоит ли рисковать?..
Ацетон
Широко применяемый растворитель органических веществ. По фармакологическим свойствам ацетон относится к числу веществ, проявляющих наркотическое действие. После поступления ацетона в кровь часть его переходит в головной мозг, селезенку, печень, поджелудочную железу, почки, легкие и сердце. При вдыхании паров ацетона происходит кислородное голодание мозга. Имеет свойство накапливаться в организме. А т. к. выводится он из организма медленно, возможны хронические отравления.
Бензин
Под влиянием паров бензина замедляется пульс, понижается кровяное давление. При хроническом отравлении наступает утомляемость, похудение, учащаются заболевания верхних дыхательных путей, расстройства печени, глазные заболевания.
Бензол
Бензол – органический растворитель, обладает достаточно сильным приятным запахом (от него и пошло название «ароматические углеводороды»). Входит в состав бензина, широко применяется в промышленности, является исходным сырьём для производства лекарств, различных пластмасс, синтетической резины, красителей. Канцероген и токсин. При краткосрочном вдыхании паров бензола мгновенного отравления не возникает, поэтому порядок работ с бензолом до недавнего времени особо не регламентировался. В больших дозах бензол вызывает тошноту и головокружение, а в некоторых тяжёлых случаях отравление бензолом может вести к смертельному исходу. Пары могут проникать через неповрежденную кожу. При длительном воздействии бензола на организм человека в малых дозах, последствия также могут быть весьма серьёзными. Хроническое отравление бензолом может стать причиной лейкемии (рака крови) и анемии (недостатка гемоглобина в крови).
Бутадиен
Бутадиен легко окисляется воздухом с образованием перекисных соединений, ускоряющих полимеризацию. Полимеризацией бутадиена получают синтетический каучук. Канцероген. Попадая в организм человека, нарушает все биологические функции организма, генетически изменяя ежедневно миллионы клеток человека. Ломает все защитные функции и вызывает рак, а также сопутствующие заболевания.
Бутан
Горючий газ. Ядовитый, как и любой органический газ. В основном применяется как топливо для зажигалок.
Висмут
Некоторые соединения висмута применяются в медицине как обеззараживающее и подсушивающее средство. Умеренно токсичный элемент. Висмут в организме человека депонируется в почках, печени, селезенке, костной ткани. Выводится висмут через желудочно-кишечный тракт, с мочой и потом. Процесс выведения очень длительный. Канцерогенность висмута не установлена.
Гексамин
Лекарственное вещество, а также компонент сухого топлива. При высоких дозах вызывает поражения желудка и мочевого пузыря.
Гидразин
Применяется как инсектицид и один из горючих компонентов ракетного топлива.
ДДД
Инсектицид – препарат, применяемый для борьбы с вредными насекомыми. Сильно воздействует на наследственность.
ДДТ
Инсектицид. Результат воздействия может сказаться не сразу, а через определенное время после контакта с источником. Помимо уничтожения вредных насекомых, у ДДТ обнаружились побочные действия: уничтожение птиц и мелких млекопитающих, отравление окружающей среды.
Диметилфенол
Угнетает высшие нервные центры, действует наркотически, вызывает дистрофические изменения в печени, миокарде легких, а также распад эритроцитов в крови.
Железо
Ингаляция железа может приводить к развитию рака дыхательных органов.
Изопрен
Синтетический продукт, очень напоминающий натуральную резину. Сырье для получения каучуков. Изопрен в высоких концентрациях действует как наркотик, в малых концентрациях раздражает слизистые оболочки.
Индол
Гетероциклическое ароматическое соединение, воздействует на нервную систему и психику человека (входит в состав ЛСД)
Кадмий
Тяжелый металл. Электролит для батареек. Очень токсичен. При попадании в кровь вызывает тяжелейшие отравления. Последствия воздействия кадмия оказываются наиболее выраженными у тех людей, у которых имеется дефицит цинка и кальция в пище. Накапливается кадмий в почках, токсическим действием на которые он обладает. Способствует снижению минеральной плотности костной ткани. В результате этого кадмий вмешивается в течение беременности, повышая риск недостаточной массы тела плода и преждевременных родов.
Калий
Основной элемент в каждой живой клетке. Но одно дело – поглощать его с пищей, и совсем другое – когда он оседает в лёгких в составе смолы.
Канцерогены
Канцерогены – вещества или физические агенты (излучение), способные вызвать мутации или активации клеток, то есть запускающие механизм канцерогенеза. В итоге возникают и развиваются злокачественные новообразования.
Канцерогены табачного дыма имеют разную химическую природу. Они состоят из 44 отдельных веществ, 12 групп или смесей химических веществ и 13 условий, способствующих воздействию. Девять из этих 44 веществ присутствуют в основном потоке табачного дыма. Это кадмий, никель, мышьяк, хром, бензол, 2-нафтил-амин, винил хлорид, 4-3 аминобифенил, бериллий. Кроме собственно канцерогенов, табачный дым также содержит так называемые ко-канцерогены, то есть вещества, которые способствуют реализации действия канцерогенов. К ним относится, например, катехол.
Карбазол
Применяется в производстве инсектицидов. Сильный яд.
Катехол (пирокатехин, пирокатехол)
Используется главным образом как химический реактив. Применяют как проявитель в фотографии, в производстве красителей, лекарственных веществ (например, адреналина). Является ко-канцерогеном.
Металлы
76 металлов находится в табачном дыме, включая никель, кадмий, мышьяк, ртуть, хром и свинец. Мышьяк, хром и их соединения достоверно вызывают развитие онкологических заболеваний у людей. Соединения кадмия и никеля предположительно также являются канцерогенами. Содержание металлов в табачном листе зависит от условий возделывания табака, состава удобрений, а также погодных условий. К примеру, дожди увеличивают содержание металлов в листьях табака.
Марганец
Соединения марганца, применяемые во многих отраслях промышленности, могут оказывать токсическое действие на организм. Поступая в организм главным образом через дыхательные пути, марганец оседает на лёгких в виде смол, накапливается в паренхиматозных органах (печень, селезёнка), костях и мышцах и выводится медленно, в течение многих лет. Предельно допустимая концентрация соединений марганца в воздухе – 0,3 мг/м3. При выраженных отравлениях наблюдается поражение нервной системы с характерным синдромом марганцевого паркинсонизма.
Медь
Мягкий, ковкий и пластичный металл красного цвета. Вместо пользы организму засоряет лёгкие курильщика.
Метан
Ядовитый горючий газ. Продукт разложения органических веществ. Основной компонент канализационного газа. Используется в качестве дешёвого топлива для бензиновых двигателей. Отравление метаном: сильные головные боли, обезвоживание, рвота, затруднение дыхания.
Метанол
Одноатомный спирт. Основной компонент ракетного топлива для жидкостных двигателей. Сильнейший яд, действующий на нервную и сосудистую системы. Токсическое действие метанола обусловлено так называемым «летальным синтезом» – метаболическим окислением в организме до очень ядовитого формальдегида. Приём внутрь 5-10 мл метанола приводит к тяжёлому отравлению (одно из последствий – слепота), а 30 мл и более – к смерти.
Мышьяк
Яд мгновенного действия. В сверхмалых дозах используется в медицине.
Натрий
Основное назначение натрия – поддержание водно-солевого баланса в клетках человеческого организма, нормализация нервно-мышечной деятельности и функции почек. Кроме того, он сохраняет минеральные вещества в крови в растворимом состоянии. Это если он попадает в организм как часть пищи. В виде дёгтя в лёгких он вряд ли столь полезен…
Нафтиламин
Является метгемоглобинообразователем (вызывает гемолитическую анемию). Приводит к кислородному голоданию мозга, частым головным болям, угнетению нервно-психической деятельности.
Никель
Относится к группе веществ, провоцирующих развитие астмы, а также способствует развитию рака. Вдыхание частиц никеля приводит к развитию бронхиолита, то есть воспаления самых мелких бронхов. В организме скапливается в мочеполовой системе, может быть причиной простатита.
Никотин
Основное для табачных изделий вещество, из-за которого их употребляют. Никотин является естественной защитой табачного растения от поедания насекомыми. Опаснейший и сильнодействующий яд. Является тяжёлым естественным наркотиком с очень высоким уровнем привыкания. В малых концентрациях на млекопитающих действует возбуждающе. Легко проникает в кровь, накапливается в самых жизненно важных органах, приводя к нарушению их функций. Приводит к поражению ЦНС, кровеносной и сердечно-сосудистой системы, печени, почек, дыхательных путей. Основная причина возникновения раковых опухолей. Отравление никотином характеризуется: головной болью, головокружением, тошнотой, рвотой. В тяжелых случаях потеря сознания и судороги, паралич нервной системы и смерть. Хроническое отравление – никотинизм, характеризуется ослаблением памяти, снижением работоспособности.
Нитробензол
Убийственно токсичный газ. При вдыхании в больших концентрациях почти мгновенная потеря сознания и смерть в течение нескольких минут (яд нервнопаралитического действия). При малых концентрациях – возбуждение, подобное алкогольному; затем слабость, сонливость, мышечные подергивания, отсутствие аппетита, тошнота. Длительное вдыхание вызывает необратимые изменения кровеносных сосудов, особенно мозга.
Нитрозамины
Это группа канцерогенов, образующихся из алкалоидов табака. Они являются этиологическим фактором злокачественных опухолей легких, пищевода, поджелудочной железы, ротовой полости у людей, потребляющих табак. При взаимодействии с нитрозаминами молекулы ДНК изменяют свою структуру, что служит началом для злокачественного роста. Современные сигареты, несмотря на кажущееся снижение содержания смол, обусловливают большее поступление в организм курильщика нитрозаминов. И со снижением поступления в организм курильщика полициклических ароматических углеводородов и увеличением поступления нитрозаминов связано изменение структуры заболеваемости раком легких, со снижением частоты плоскоклеточного рака и ростом числа случаев аденокарциномы.
Нитрометан
При вдыхании – учащение пульса, увеличение объема дыхания, ослабление внимания, кашель, хрипы в легких. В концентрированном состоянии вызывает сильнейшее наркотическое опьянение, необратимые поражения головного мозга с психической травмой и смерть.
Оксиды азота
Все оксиды азота физиологически активны и относятся к третьему классу опасности. В табачном дыме в довольно высоких концентрациях содержится несколько соединений азота с кислородом – оксид азота и более опасный диоксид азота. Результатом их воздействия может стать повреждение лёгких, ведущее к эмфиземе.
Оксид азота (NO) образуется в организме эндогенно и участвует в регуляции просвета сосудов и дыхательных путей. При поступлении извне (с табачным дымом) оксида азота его эндогенный синтез в тканях снижается, и сосуды и дыхательные пути сужаются. При этом «сигаретные» порции оксида азота ненадолго расширяют бронхи, способствуя наибольшему насыщению лёгких табачным дымом.
Диоксид азота (NО2) делает организм менее устойчивым к респираторным заболеваниям, что может привести к развитию, например, бронхита. Нитраты и нитриты, образующиеся в крови при отравлении оксидами азота, заставляют сосуды расширяться и понижают кровяное давление. Нитриты же образуют метгемоглобин – стойкое соединение с гемоглобином, препятствующее переносу и поступлению кислорода в клетки организма, что ведёт к кислородной недостаточности. Кроме того, диоксид азота влияет на работу иммунной системы, особенно у детей, повышая чувствительность организма к патогенным микроорганизмам и вирусам, и усугубляет воздействие канцерогенов, содействуя появлению злокачественных новообразований.
Оксиды азота при поступлении в дыхательные пути с табачным дымом усиливают усвоение организмом никотина и способствуют формированию никотиновой зависимости.
Пирен (бенз(а)пирен)
Токсичный продукт сгорания многих органических веществ. Помимо сигарет присутствует в бензине и керосине. Отлично растворяется в человеческой крови. Снижает гемоглобин крови и повышает содержание белка и сахара в моче. Воздействие малых доз вызывает слабость, головную боль, проблемы с печенью и вероятность лейкоцитоза. При более серьёзном воздействии – судороги, спазмы дыхательных путей, парезы конечностей.
Полоний-210
Мягкий металл серебристо-белого цвета немного легче свинца. Первый по порядку атомных номеров элемент без стабильных изотопов. Получают его в ядерных реакторах путём облучения изотопов висмута. Из-за своего альфа-излучения довольно токсичен.