Влияние табакокурения на здоровье человека - излюбленная тема журналистов. Существуют тысячи брошюр, статей и книг о том, как вредно курение и как избавиться от никотиновой зависимости. Как правило, авторы ограничиваются рассмотрением психологического аспекта или акцентируют внимание читателя исключительно на тяжелых медицинских последствиях курения. И, как правило, никто не описывает механизм возникновения никотиновой зависимости или взаимодействия табака с организмом на молекулярном уровне. Я постараюсь устранить этот недостаток литературы о курении.
Немного об истории табака
Всем известно, что к употреблению табака европейцев приучили американские индейцы. Вскоре после экспедиций Колумба в конце XV века испанцы начали выращивать табак. Своим научным названием (лат. Nicotiana) табак обязан французскому послу в Португалии Жаку Нико, знаменитому популяризатору табака второй половины XVI века. Авторитет Нико был настолько велик, что табак быстро стал использоваться не только в развлекательных целях, но и в медицинской практике. Так, в 1571 году испанский врач Николас Монардес написал книгу о лекарственных растениях, в которой утверждал, что табак лечит 36 болезней.
Всем известно, что к употреблению табака европейцев приучили американские индейцы. Вскоре после экспедиций Колумба в конце XV века испанцы начали выращивать табак. Своим научным названием (лат. Nicotiana) табак обязан французскому послу в Португалии Жаку Нико, знаменитому популяризатору табака второй половины XVI века. Авторитет Нико был настолько велик, что табак быстро стал использоваться не только в развлекательных целях, но и в медицинской практике. Так, в 1571 году испанский врач Николас Монардес написал книгу о лекарственных растениях, в которой утверждал, что табак лечит 36 болезней.
Борьба с табакокурением началась в XVII веке. Король Англии Яков I одним из первых начал проводить антитабачную политику. В трактате "Против табака" в 1604 году он назвал табак "обычаем, отвратительным для зрения, отвратительным для обоняния, вредным для мозга и опасным для легких". За этим трактатом последовало 40-кратное увеличение пошлины на табак. В Османской империи курение было запрещено в 1633 году указом султана Мурада IV и каралось смертной казнью, но вскоре запрет был заменен налогом. Во многих других европейских и азиатских странах довольно долгое время существовали препятствия для распространения табака, а также различные наказания вплоть до казни.
В 1828 году ученые из Гейдельберга выделили никотин в чистом виде и пришли к выводу, что он является сильным ядом. Вскоре после этого никотин стали использовать в качестве инсектицида. Сигареты появились примерно в то же время, но все еще были менее популярны, чем сигары. Несмотря на глобальное распространение табака, табакокурение еще не было признано мировой проблемой. Так, к 1889 году в мире было зафиксировано всего 140 случаев рака легких. В том же году английский физиолог Джон Ньюпорт Лэнгли описал влияние никотина на проводимость нервных ганглиев: никотин блокировал передачу импульсов в симпатической нервной системе.
В начале XX века сигареты стали основным табачным изделием, а крупнейшие в мире табачные компании базировались в США. В 1912 году онколог Исаак Адлер впервые указал на связь между курением и раком легких. Рак легких оставался редким заболеванием вплоть до Первой мировой войны, после которой курение стало широко распространенной привычкой благодаря включению сигарет в армейский паек.
В 1930-х годах связь между курением и раком легких, а также сокращением продолжительности жизни была убедительно доказана. Тем не менее, популярность табака продолжала расти беспрецедентными темпами. Только в 1980-х годах никотиновая зависимость была признана во всем мире, после чего были введены ограничения на рекламу и распространение табачных изделий. Именно в 1980-х годах органы здравоохранения по всему миру начали борьбу с табакокурением, несмотря на это табачная индустрия по-прежнему процветает и растет с каждым годом.
В 1930-х годах связь между курением и раком легких, а также сокращением продолжительности жизни была убедительно доказана. Тем не менее, популярность табака продолжала расти беспрецедентными темпами. Только в 1980-х годах никотиновая зависимость была признана во всем мире, после чего были введены ограничения на рекламу и распространение табачных изделий. Именно в 1980-х годах органы здравоохранения по всему миру начали борьбу с табакокурением, несмотря на это табачная индустрия по-прежнему процветает и растет с каждым годом.
Как возникает никотиновая зависимость?
Табак, безусловно, не стал бы таким популярным, если бы не вызывал зависимость. Однако механизм воздействия никотина на нервную систему стал известен сравнительно недавно. Чтобы понять этот механизм, сначала нужно знать, как передаются нервные импульсы.
В результате энергозависимого вывода из клетки трех ионов Na+ в обмен на ввод двух ионов K+ нейроны создают на своей мембране электрохимический градиент - клетка поляризуется (отрицательный заряд накапливается внутри, а положительный - снаружи). При стимуляции клетки происходит деполяризация: в клеточной мембране открываются каналы, выравнивая концентрацию Na+ по обе стороны от нее.
Открытие каналов в одном месте запускает цепную деполяризацию во всей клетке. Если бы натриевые каналы оставались открытыми, нейрон был бы постоянно деполяризован. Однако это не так, поскольку натриевые каналы открываются лишь на несколько миллисекунд, а за ними следует открытие других каналов, выводящих К+ из клеток, что способствует реполяризации. Волнообразное открытие натриевых и калиевых каналов называется потенциалом действия (ПД).
Табак, безусловно, не стал бы таким популярным, если бы не вызывал зависимость. Однако механизм воздействия никотина на нервную систему стал известен сравнительно недавно. Чтобы понять этот механизм, сначала нужно знать, как передаются нервные импульсы.
В результате энергозависимого вывода из клетки трех ионов Na+ в обмен на ввод двух ионов K+ нейроны создают на своей мембране электрохимический градиент - клетка поляризуется (отрицательный заряд накапливается внутри, а положительный - снаружи). При стимуляции клетки происходит деполяризация: в клеточной мембране открываются каналы, выравнивая концентрацию Na+ по обе стороны от нее.
Открытие каналов в одном месте запускает цепную деполяризацию во всей клетке. Если бы натриевые каналы оставались открытыми, нейрон был бы постоянно деполяризован. Однако это не так, поскольку натриевые каналы открываются лишь на несколько миллисекунд, а за ними следует открытие других каналов, выводящих К+ из клеток, что способствует реполяризации. Волнообразное открытие натриевых и калиевых каналов называется потенциалом действия (ПД).
Передача потенциала действия от одного нейрона к другому отличается от внутриклеточной передачи. Когда потенциал действия достигает контакта двух нейронов, в возбужденную клетку поступает не Na+, а много ионов Ca2+, которые сигнализируют о высвобождении нейротрансмиттеров в межклеточную щель. Нейротрансмиттеры, связываясь с ионными каналами (рецепторами) на мембране принимающей клетки, запускают в ней потенциал действия.
Никотин структурно похож на один из самых распространенных нейромедиаторов в организме - ацетилхолин (АХ) - и имитирует его, поэтому некоторые клеточные АХ-рецепторы стали называться никотиновыми.
Когда организм полагается на никотин, поступающий извне, а не на АХ, возникает зависимость. Более конкретно, никотиновая зависимость вызвана замещением АЧ в тегументе, также известном как центр удовольствия. При естественной концентрации Атш возбуждение и подавление центра удовольствия сбалансированы.
Но при регулярном употреблении никотина нейроны адаптируются: в синапсах становится меньше никотиновых рецепторов, что приводит к подавлению тегментума (α4β2), при том что количество рецепторов, приводящих к его активации (α7), остается прежним. Стоит также учесть, что никотин очень стабилен и поэтому приводит к гораздо более длительной стимуляции центра удовольствия, чем АЧ, который разрушается в синапсах за считанные миллисекунды.
Когда организм полагается на никотин, поступающий извне, а не на АХ, возникает зависимость. Более конкретно, никотиновая зависимость вызвана замещением АЧ в тегументе, также известном как центр удовольствия. При естественной концентрации Атш возбуждение и подавление центра удовольствия сбалансированы.
Но при регулярном употреблении никотина нейроны адаптируются: в синапсах становится меньше никотиновых рецепторов, что приводит к подавлению тегментума (α4β2), при том что количество рецепторов, приводящих к его активации (α7), остается прежним. Стоит также учесть, что никотин очень стабилен и поэтому приводит к гораздо более длительной стимуляции центра удовольствия, чем АЧ, который разрушается в синапсах за считанные миллисекунды.
Стимуляция тегумента является ключевым моментом в формировании зависимостей различного рода и поведения в целом. Но приятные ощущения, вызываемые никотином, - это лишь одна сторона медали. Не стоит забывать и об абстинентном синдроме, из-за которого большинство курильщиков, решивших бросить курить, снова и снова срываются.
Абстинентный синдром заключается в потере концентрации, тревоге, депрессии, бессоннице и повышенном аппетите при отказе от никотина. Часто можно услышать, что сигареты помогают справиться со стрессом, но стресс и абстинентный синдром очень похожи по физиологии, что заставляет усомниться в седативных свойствах никотина. На сегодняшний день точно неизвестно, как именно отказ от никотина приводит к абстинентному синдрому. Тем не менее, очевидно, что важную роль в его возникновении играет центр недовольства - хабенула, которая подавляет тегментум, когда мы не получаем желаемого. Эта часть мозга также сильно зависит от никотиновых рецепторов, и вполне вероятно, что и там происходит нейроадаптация, приводящая к неприятнымощущениям при недостатке никотина.
Абстинентный синдром заключается в потере концентрации, тревоге, депрессии, бессоннице и повышенном аппетите при отказе от никотина. Часто можно услышать, что сигареты помогают справиться со стрессом, но стресс и абстинентный синдром очень похожи по физиологии, что заставляет усомниться в седативных свойствах никотина. На сегодняшний день точно неизвестно, как именно отказ от никотина приводит к абстинентному синдрому. Тем не менее, очевидно, что важную роль в его возникновении играет центр недовольства - хабенула, которая подавляет тегментум, когда мы не получаем желаемого. Эта часть мозга также сильно зависит от никотиновых рецепторов, и вполне вероятно, что и там происходит нейроадаптация, приводящая к неприятнымощущениям при недостатке никотина.
Физиологические эффекты никотина
Никотин можно потреблять разными способами, но наиболее распространенным является курение сигарет. При курении большая часть никотина сгорает в пламени, но небольшое количество вдыхаемого никотина компенсируется огромной площадью поверхности легких, через которые он всасывается в кровь. При жевании табака концентрация никотина в слюне на 6 порядков выше, чем концентрация в легочной жидкости после одной сигареты.
Никотин, попадая в организм тем или иным способом, стимулирует никотиновые рецепторы не только в мозге, но и во всех других тканях. В легких никотин стимулирует деление клеток слизистой оболочки, активируя соответствующий рецептор. Чрезмерное деление клеток в сочетании с повреждением ДНК, вызванным табачными канцерогенами, может привести к развитию карциномы легких. Аналогичные явления наблюдаются в клетках всего организма, в результате чего потребление никотина (даже не в процессе курения) повышает риск развития рака груди, матки и пищеварительного тракта.
Никотин можно потреблять разными способами, но наиболее распространенным является курение сигарет. При курении большая часть никотина сгорает в пламени, но небольшое количество вдыхаемого никотина компенсируется огромной площадью поверхности легких, через которые он всасывается в кровь. При жевании табака концентрация никотина в слюне на 6 порядков выше, чем концентрация в легочной жидкости после одной сигареты.
Никотин, попадая в организм тем или иным способом, стимулирует никотиновые рецепторы не только в мозге, но и во всех других тканях. В легких никотин стимулирует деление клеток слизистой оболочки, активируя соответствующий рецептор. Чрезмерное деление клеток в сочетании с повреждением ДНК, вызванным табачными канцерогенами, может привести к развитию карциномы легких. Аналогичные явления наблюдаются в клетках всего организма, в результате чего потребление никотина (даже не в процессе курения) повышает риск развития рака груди, матки и пищеварительного тракта.
Крайне интересно влияние табачного дыма и никотина на иммунную систему. В зависимости от частоты курения, стажа курения и индивидуальных особенностей табачный дым может как стимулировать, так и подавлять иммунную систему. Например, табачный дым богат реактивными видами кислорода, которые вызывают хроническое воспаление легких, а значит, в целом стимулируют иммунную систему. Хотя некоторые исследования показали, что табачный дым активирует иммунные Т-клетки, это не означает, что табак полезен для иммунитета: медицинская статистика показывает, что курильщики чаще и серьезнее страдают от простуды, пневмонии и туберкулеза, чем некурящие. Кроме того, другие исследования, больше посвященные противовирусному иммунитету, показали, что табачный дым снижает сопротивляемость организма вирусам.
Курение также влияет на течение аутоиммунных заболеваний. Известно, что курение обостряет ревматоидный артрит, болезнь Крона и способствует развитию эмфиземы легких. Совсем недавно люди начали понимать причины этого: активированные Т-клетки начинают вырабатывать антитела к эластину, структурному белку легких, артерий и кожи. Такие антитела направлены против собственной иммунной системы курильщика. Аутоиммунный аспект - один из примеров необратимого воздействия табачного дыма на здоровье, поскольку антитела, возникнув однажды, будут продолжать синтезироваться даже спустя годы после отказа от курения.
Курение также влияет на течение аутоиммунных заболеваний. Известно, что курение обостряет ревматоидный артрит, болезнь Крона и способствует развитию эмфиземы легких. Совсем недавно люди начали понимать причины этого: активированные Т-клетки начинают вырабатывать антитела к эластину, структурному белку легких, артерий и кожи. Такие антитела направлены против собственной иммунной системы курильщика. Аутоиммунный аспект - один из примеров необратимого воздействия табачного дыма на здоровье, поскольку антитела, возникнув однажды, будут продолжать синтезироваться даже спустя годы после отказа от курения.
Часто можно услышать, что курение приводит к сердечно-сосудистым заболеваниям. В значительной степени эти заболевания провоцируются уже упомянутыми факторами: окислительным стрессом и воспалением.
Активные формы кислорода, содержащиеся в табачном дыме, снижают активность фермента, отвечающего за расслабление сосудов и снижение артериального давления, - NO-синтазы. Этот фермент вырабатывает оксид азота NO, который вступает в реакцию с реактивными видами кислорода с образованием токсичной молекулы пероксинитрита. Таким образом, снижая уровень NO, курение приводит к гипертонии, основной причине коронарных заболеваний. По такому же механизму курение вызывает импотенцию: Дефицит NO приводит к сужению сосудов и снижению кровотока во всех органах.
Активные формы кислорода, содержащиеся в табачном дыме, снижают активность фермента, отвечающего за расслабление сосудов и снижение артериального давления, - NO-синтазы. Этот фермент вырабатывает оксид азота NO, который вступает в реакцию с реактивными видами кислорода с образованием токсичной молекулы пероксинитрита. Таким образом, снижая уровень NO, курение приводит к гипертонии, основной причине коронарных заболеваний. По такому же механизму курение вызывает импотенцию: Дефицит NO приводит к сужению сосудов и снижению кровотока во всех органах.
Еще одна проблема, с которой могут столкнуться только курильщики-мужчины, - потеря мужской Y-хромосомы. Шведские ученые обнаружили, что в крови курильщиков содержится на 3-4 клетки больше тех, которые утратили эту сугубо мужскую часть генома. Это явление может быть связано с общей генетической нестабильностью, вызванной мутагенами табачного дыма, и, вполне вероятно, способствует развитию рака.
Хроническое воспаление легких у курильщиков активизирует белые кровяные клетки во всем организме, в том числе и в крови. На фоне этого воспаления происходит снижение количества эндотелиальных прогениторных клеток, которые обеспечивают восстановление поврежденных сосудов и повышают свертываемость крови.
Как победить никотиновую зависимость?
В развитых странах половина курильщиков ежегодно пытаются бросить курить, но удается это лишь 2%. Такой низкий процент успеха объясняется тем, что курильщики обычно решают бросить внезапно и пытаются сделать это, не прибегая к вспомогательным средствам.
Наиболее популярным способом лечения никотиновой зависимости является никотинозаместительная терапия. В ее основе лежит идея о том, что прием никотина в контролируемых, неуклонно снижающихся дозах в конечном итоге приведет к избавлению от зависимости. Первым препаратом для такой терапии стала никотиновая жевательная резинка, выпущенная в 1971 году шведской компанией Nicorette.
Сегодня в аптеках продаются десятки препаратов разных фирм, основанных на одном и том же механизме действия: никотиновые пластыри, ингаляторы, пастилки, спреи и, конечно, жвачка. Ряд исследований показал, что никотинозаместительная терапия в два раза эффективнее плацебо и поможет бросить курить на три процента больше курильщиков.
Хроническое воспаление легких у курильщиков активизирует белые кровяные клетки во всем организме, в том числе и в крови. На фоне этого воспаления происходит снижение количества эндотелиальных прогениторных клеток, которые обеспечивают восстановление поврежденных сосудов и повышают свертываемость крови.
Как победить никотиновую зависимость?
В развитых странах половина курильщиков ежегодно пытаются бросить курить, но удается это лишь 2%. Такой низкий процент успеха объясняется тем, что курильщики обычно решают бросить внезапно и пытаются сделать это, не прибегая к вспомогательным средствам.
Наиболее популярным способом лечения никотиновой зависимости является никотинозаместительная терапия. В ее основе лежит идея о том, что прием никотина в контролируемых, неуклонно снижающихся дозах в конечном итоге приведет к избавлению от зависимости. Первым препаратом для такой терапии стала никотиновая жевательная резинка, выпущенная в 1971 году шведской компанией Nicorette.
Сегодня в аптеках продаются десятки препаратов разных фирм, основанных на одном и том же механизме действия: никотиновые пластыри, ингаляторы, пастилки, спреи и, конечно, жвачка. Ряд исследований показал, что никотинозаместительная терапия в два раза эффективнее плацебо и поможет бросить курить на три процента больше курильщиков.
Гораздо менее известны другие, иногда гораздо более эффективные средства от курения.
Одним из таких лекарств является цитицин, алкалоид растения. Это растение известно народной медицине уже много веков, а во время Второй мировой войны люди стали рассматривать его в качестве заменителя табака. Цитицин появился на рынке даже раньше никотиновой жвачки - в 1964 году его начали выпускать в Болгарии под маркой Tabex.
Цитицин, как и никотин, может связываться с никотиновыми рецепторами в мозге. Но, во-первых, он связывается с ними сильнее, то есть не пускает никотин, а во-вторых, активирует их слабее. Таким образом, цитизин предотвращает усиление зависимости, даже если человек продолжает употреблять никотин. Если человек бросил курить и испытывает дискомфорт, то цитизин стимулирует центр удовольствия достаточно, чтобы устранить синдром отмены, но не настолько, чтобы сформировать новую зависимость.
Одним из таких лекарств является цитицин, алкалоид растения. Это растение известно народной медицине уже много веков, а во время Второй мировой войны люди стали рассматривать его в качестве заменителя табака. Цитицин появился на рынке даже раньше никотиновой жвачки - в 1964 году его начали выпускать в Болгарии под маркой Tabex.
Цитицин, как и никотин, может связываться с никотиновыми рецепторами в мозге. Но, во-первых, он связывается с ними сильнее, то есть не пускает никотин, а во-вторых, активирует их слабее. Таким образом, цитизин предотвращает усиление зависимости, даже если человек продолжает употреблять никотин. Если человек бросил курить и испытывает дискомфорт, то цитизин стимулирует центр удовольствия достаточно, чтобы устранить синдром отмены, но не настолько, чтобы сформировать новую зависимость.
Этот препарат не имеет широкого распространения за пределами Центральной и Восточной Европы. По данным 2011 года, цитизин в 3,5 раза эффективнее никотинозаместительной терапии. Однако следует учесть, что в целом по гражданину было проведено меньше исследований, чем по другим препаратам, что фактически препятствует его распространению в мире.
Варениклин, препарат крупной фармацевтической корпорации Pfizer, имеет схожий механизм действия и доступен с 2006 года. Варениклин прошел тщательные клинические испытания и продается по всему миру. Его эффективность при длительной терапии несколько выше, чем у аналогов, а сам препарат стоит значительно дороже никотиновой жвачки и цитизина.
Варениклин, препарат крупной фармацевтической корпорации Pfizer, имеет схожий механизм действия и доступен с 2006 года. Варениклин прошел тщательные клинические испытания и продается по всему миру. Его эффективность при длительной терапии несколько выше, чем у аналогов, а сам препарат стоит значительно дороже никотиновой жвачки и цитизина.
Посмотреть вложение tQdpqIMjux.jpeg
Еще одним распространенным средством от никотиновой зависимости является бупропион. Этот препарат выпускается с 1989 года и позиционируется в первую очередь как антидепрессант. Его способность облегчать отказ от курения - лишь побочный эффект: бупропион связывает никотиновые рецепторы в мозге, но не активирует их. По эффективности это вещество сравнимо с никотинозаместительной терапией.
Заключение
Действие всех описанных препаратов основано на связывании никотиновых рецепторов в мозге. В последние годы активно развивается принципиально иной подход к лечению никотиновой зависимости - никотиновая вакцинация.
Подобные вакцины могут помочь не только от никотиновой, но и от любой другой химической зависимости (кроме алкогольной). Обычно организм не вырабатывает антитела против мелких молекул психоактивных веществ, поэтому в вакцинах эти молекулы соединяются с более крупными белками, которые и вызывают иммунный ответ.
Уже были проведены успешные испытания вакцин против никотина, метамфетамина, кокаина и опиатов. При вакцинации побочные эффекты лечения выражены гораздо слабее, а эффект более стабилен, чем при медикаментозной терапии. Но есть и недостатки: на четверть наркоманов вакцина вообще не действует. Кроме того, против никотиновой вакцинации может отпугнуть ее продолжительность: курс состоит из 4-5 инъекций в течение трех месяцев.
Генетический подход к исследованию никотиновой зависимости в последнее время стал очень популярен. Масштабные исследования генома курильщиков уже выявили тысячи мутаций, которые влияют на вероятность начать или бросить курить и определяют тяжесть никотиновой зависимости. Полученные данные могут помочь создать новые препараты для отказа от курения или выбрать наиболее эффективные из уже имеющихся.
Генетический подход к исследованию никотиновой зависимости в последнее время стал очень популярен. Масштабные исследования генома курильщиков уже выявили тысячи мутаций, которые влияют на вероятность начать или бросить курить и определяют тяжесть никотиновой зависимости. Полученные данные могут помочь создать новые препараты для отказа от курения или выбрать наиболее эффективные из уже имеющихся.
