Tabakový dym - zloženie

Tabakový dym - zloženie
Zdroj: bigstockphoto.com

„Fajčenie je zvyk, ktorý sa protiví oku, hnusí sa nosu, škodí mozgu, je to čierny dym, ktorého zápach pripomína dym z priepasti Styx“,Jakub, anglický kráľ. Táto charakteristika fajčenia pochádza z roku 1604 a anglického kráľa Jakuba možno považovať za pravdepodobne prvého bojovníka proti fajčeniu; udeľoval zaň dokonca trest smrti. Turecký sultán Murad uprednostňoval „miernejšie“ tresty, fajčiarom dal odrezať nos. Ruský cár netrestal obete fajčenia telesne, len ich poslal do vyhnanstva na Sibír. V súčasnosti sa fajčiari na vlastnom zdraví trestajú dobrovoľne. Poškodzovanie sa deje dvomi cestami: účinkom nikotínu na ľudský organizmus a pôsobením cigaretového dymu a jeho zložiek na zdravie človeka.

Tabakový dym

Cigaretový dym je dynamickým komplexom viac než 4000 chemických látok vo forme častíc a plynov. Obsahuje látky farmakologicky aktívne, antigénne (schopné vyvolať protilátky), toxické pre bunku, látky spôsobujúce zmeny dedičných vlastností a karcinogénne látky – jeho následky na ľudský organizmus sú teda mnohostranné.

Samotný tabakový dym, i bezdymové tabakové výrobky (tzv. „smokeless“), sú podľa kritérií IARC (International Agency for Research on Cancer) zaradené do skupiny 1, teda medzi dokázané karcinogény. Niektoré chemické látky, ktoré sa nachádzajú v tabakovom dyme, patria jednoznačne medzi dokázané humánne karcinogény (skupina 1), iné látky sú možnými karcinogénmi (skupina 2A, 2B). Najzávažnejšími škodlivými látkami v cigaretovom dyme sú nikotín, karcinogény, oxid uhoľnatý a oxidanty.

Nebezpečné chemické látky v cigaretovom dyme

Nikotín

Je bezfarebný, olejovitý a na vzduchu hnedne. Má ostrú, pálčivú chuť a tabakovej rastline dodáva charakteristickú vôňu. Nikotín patrí medzi prudké rastlinné jedy (alkaloidy), v mozgu sa viaže na acetylcholínové receptory nikotínového typu, zvyšuje produkciu dopamínu a ovplyvňuje mezolimbický systém. Narušuje funkciu vegetatívneho nervstva a môže vyvolať ochrnutie až smrť v dôsledku obrny dýchacieho centra .Výsledkom jeho pôsobenia je, že v stresovej situácii pôsobí relaxačne a v pokoji naopak povzbudzujúco. Okrem účinku na mozog zvyšuje frekvenciu srdca, krvný tlak, dráždi sliznicu dýchacích ciest a u začínajúcich fajčiarov je zodpovedný za nevoľnosť i vracanie. Nadmerná dávka nikotínu môže zvyšovať pozitívne zážitky vyvolané inými druhmi správania (relaxácia, pitie čiernej kávy, uspokojenie hladu i sexuálnych návykov). Človeka zabije nikotín v množstve približne 50 – 60 mg.

Nikotín, uvoľnený účinkom tepla, sa dostane do mozgu v priebehu 10 sekúnd. Aktívna dávka nikotínu je 0,2 mg (čomu zodpovedá koncentrácia v krvi 10 ng/ml). Priemerná cigareta obsahuje 8 – 9 mg nikotínu, z čoho sa do krvného obehu dostane 0,3 – 3 mg a jeho koncentrácia v krvi dosiahne 20 ng/ml. Polčas rozpadu nikotínu v krvi je asi 40 minút. Návykoví fajčiari si preto na udržanie stálej koncentrácie nikotínu v krvi zapaľujú cigaretu každú polhodinu. Vyfajčením 15 až 20 cigariet alebo 3 až 5 cigár získa fajčiar smrteľnú dávku nikotínu, ale k smrteľným otravám prakticky nedochádza, lebo začiatočník po prvých nepríjemných zážitkoch z vyfajčenia zvyšuje počet vyfajčených cigariet alebo cigár len veľmi opatrne. Organizmus si na nikotín privykne zásluhou adaptívnych enzýmov. Nikotín je návyková látka, ktorá spôsobuje, že až 90 percent fajčiarov nedokáže prestať fajčiť napriek znalostiam o škodlivosti tohoto zlozvyku.

Oxid uhoľnatý

Tento bezfarebný nedráždivý plyn bez vône a zápachu vzniká nedokonalým spaľovaním tabaku a cigaretového papiera. Plynná fáza cigaretového dymu obsahuje 1 až 5 percent CO v závislosti od teploty spaľovania, prístupu kyslíka, poréznosti papiera a hustoty tabakovej náplne. Jeho množstvo stúpa, keď cigareta dohorieva. Oxid uhoľnatý je krvný jed, ktorý tlmí transport kyslíka z pľúc do jednotlivých orgánov a tkanív na jednej strane tým, že viaže krvné farbivo hemoglobín 230 krát ľahšie ako kyslík a mení ho na karboxyhemoglobín, ktorý nie je schopný prenášať kyslík a na druhej strane tým, že zvyšuje afinitu zostávajúceho hemoglobínu ku kyslíku, v dôsledku čoho sa prestup kyslíka z oxyhemoglobínu do tkanív spomaľuje. Viaže sa na srdcový sval, mozgové tkanivo a pečeň vo väčšom množstve než na ostatné orgány, vo vyšších koncentráciách zapríčiňuje smrť udusením

Hladina karboxyhemoglobínu v krvi vidieckeho človeka je približne 1 percento, u obyvateľov miest stúpa podľa stupňa zamorenia atmosféry až na 5 percent. U nefajčiarov sa nachádza v množstve 1 – 2 percentá, u fajčiarov v množstve 3 – 6 percent a stúpa s počtom vyfajčených cigariet až na 15 percent. Skupina amerických vedcov vyšetrila 16 649 darcov krvi a zistila, že fajčenie ovplyvňuje hladinu karboxyhemoglobínu v krvi omnoho viac než znečistená atmosféra priemyselných centier a veľkomiest. V biologickom pokuse s dobrovoľníkmi bolo preukázané, že pri vyfajčení jednej cigarety vzniká 13,5 až 20 ml CO v závislosti od druhu cigarety. Organizmus ženy zadržuje cca 90 percent z uvedeného množstva, organizmus muža približne 65 až 76 percent.

Polycyklické aromatické uhľovodíky

K najzhubnejším škodlivinám tabakového dymu patria chemické karcinogény, ktorých špecifické účinky boli preukázané prvýkrát v roku 1939. Vznik moderných fyzikálno-chemických analytických metód umožnil stanovenie ich kvality a kvantity v tabakovom dyme a dechte. Podľa súčasných poznatkov sú v tabakovom dyme prítomné karcinogény charakteru organických a anorganických zlúčenín, vrátane rádioaktívnych prvkov. Patogeneticky najvýznanejšiu skupinu karcinogénov tvoria polycyklické aromatické uhľovodíky (PAU) a ich heterocyklické analógy. PAU sú organické zlúčeniny zložené z 3 a viacerých aromatických kruhov, ktoré obsahujú len uhlík a vodík, vyskytujú sa v životnom prostredí v produktoch spaľovania, v sadziach, popolčeku, škvare i v údených výrobkoch. V tabakovom dyme ich bolo izolovaných viac než 60, deväť má karcinogénny účinok. Ich množstvo sa v cigaretovom dyme pohybuje od 0,3 do 2,5 μg na 100 cigariet, ale v určitých druhoch tabaku boli zistené i hodnoty 5,5 μg. Kondenzované aromatické uhľovodíky (3,4-benzpyrén, benzantracén a iné.). Táto skupina látok má výrazné karcinogénne účinky, poškodzuje  DNA.

Decht

Množstvo tohto žltohnedého kondenzátu (získa sa po ochladení tabakového dymu na nízke teploty), kolíše podľa druhu tabaku od 3 do 40 mg (za 25 rokov a pri fajčení 10 cigariet denne je to viac ako 2,5 kg dechtu). Rôznorodosť a bohatosť súčastí tabakového dechtu nápadne pripomína zloženie kamenouholného dechtu, ktorého karcinogénne účinky experimentálne dokázali japonskí vedci v roku 1915. Obsahuje PAU, fenol, substituované polyfenoly, aldehydy, mastné kyseliny a iné. Používaním cigaretových filtrov sa znižuje podieľ dechtu, najmä benzo(a)pyrénu v cigaretovom dyme.

Kovy

Môžu spôsobovať akútne a chronické otravy.

Kadmium

Patrí medzi toxické, najvýznamnejšie biokumulatívne prvky. Počas života sa hromadí najmä v pečeni (tu sa syntetizuje metalothioneín, ktorý viaže 80 – 90 percent Cd v organizme) a v obličkách, zasahuje do metabolizmu sacharidov, inhibuje sekréciu inzulínu, vedie k zníženiu hladiny cukru v krvi a ku glykozúrii (vylučovanie cukru močom). Jeho prítomnosť je v organizme škodlivá a nežiaduca, nakoľko má karcinogénny, teratogénny a mutagénny činok.

Arzén

Jeho karcinogenita sa vysvetľuje jeho interakciou s napr. aromatickými uhľovodíkmi, kobaltom, niklom a ionizujúcim žiarením počas biochemických pochodov. V organizme sa metabolizuje na toxické látky, najčastejšie oxid arzenitý (erzenik). Jeho zdrojom sú postreky tabakových listov (pesticídy).

Nikel

Nebezpečný je samotný kovový nikel i jeho oxidy. Tetrakarbonyl niklu (zlúčenina niklu s oxidom uhoľnatým) je mimoriadne toxická, prudko jedovatá látka. Inhalácia jej pár vo vyšších koncentráciách vyvoláva nevoľnosť, zvracanie, bolesti hlavy a horúčku. Po 24 hodinách môže dôjsť k cyanóze, vykašliavaniu krvi, edému pľúc a mozgu (smrť) s nálezom na pečeni a obličkách.

Nikel a jeho zlúčeniny môžu spôsobovať ochorenia tráviaceho traktu, ciev a srdca, obličiek, centrálneho nervového systému, kože a vyvolávať alergie. Jeho prítomnosť v cigaretách spôsobuje vznik rakoviny pľúc. Vdychovanie prachu zlúčenín niklu (najmä NiS a NiO) má karcinogénne účinky. Vyfajčením jednej cigarety prichádza do tela 1,1 až 3,1 µg Ni.

Meď

Soli medi dráždia dýchací a tráviaci systém. Popisujú sa im karcinogénne a teratogénne účinky. Smrteľná dávka rozpustných solí medi je asi 10 g.

Aromatické amíny

Fajčenie cigariet spojené s inhaláciou arylamínov môže byť rizikovým faktorom pri vzniku karcinómu močového mechúra.

Nitrobenzén je olejovitá kapalina, vyznačuje sa charakteristickým zápachom po horkých mandliach, trinitrotoluén a trinitrofenol sú výbušniny. Do organizmu sa dostávajú dýchacími cestami, pokožkou alebo tráviacim systémom. Pri požití alkoholu sa môže priebeh otravy zhoršiť uvoľnením nitroderivátov benzénu, príp. ich metabolitov z tukových zásob.

Formaldehyd a iné škodliviny

Formaldehyd je jedovatý plyn. Jeho výpary majú dráždivé a leptavé účinky na dýchací systém a kožu (podľa klasifikácie IARC sa zaraďuje medzi pravdepodobné humánne karcinogény).

Amoniak – bezfarebný, veľmi dráždivý plyn s charakteristickým zápachom, vo vyšších koncentráciách je toxický (koncentrácia 3 500 mg/m3 spôsobuje smrť), vdychovanie amoniaku dráždi sliznice dýchacích ciest (možnosť poleptania a straty čuchu) a je nebezpečný pre oči (oslepnutie).

Kyanid – prchavá kvapalina pálčivej až horkej chuti a charakteristického zápachu, ktorý pripomína horké mandle. Soľ kyseliny kyanovodíkovej, kyselina kyanovodíková a kyanid sú prudko jedovaté látky, ktoré spôsobujú úmrtie v priebehu niekoľkých sekúnd až minút. Jeho rýchla priepustnosť cez bariéru vzduch-krv pri inhalačnej expozícii umožňuje pri dostatočnej koncentrácii okamžitý rozvoj intoxikácie. Vstrebáva sa pľúcami, kožou aj tráviacou sústavou. Smrť spôsobuje zablokovanie enzýmov, ktoré sú nevyhnutné pre využitie kyslíka bunkami. Cieľovým orgánom kyanidov je centrálny nervový systém. Letálna (smrtelná) dávka pre dospelého človeka je 50 mg.

Voľné radikály

Z cigaretového dymy aj zo zápalových buniek priamo poškodzujú tkanivá a zároveň inaktivujú antiproteázy, pričom umožňujú elastáze z neutrofilov ničiť pľúcny elastín.

Rádioizotopy

V tabakovom dyme bol dokázaný celý rad rádioaktívnych izotopov, ktoré sa v biologickom pokuse javia ako karcinogénne. Určité riziko pre fajčiara prináša prítomnosť izotopu polónia a olova, ktoré boli zistené v epiteli dýchacej sústavy človeka a sú stálym zdrojom β a α žiarenia.

Ďalšie dráždivé látky

V tabakových výrobkoch sa nachádzajú vo veľkom množstve a sú chemicky veľmi rozdielne. Sú obsiahnuté v koloidných časticiach alebo v plynnej časti tabakového dymu. K najúčinnejším patrí acetaldehyd, akroleín, metanol, acetón a mnohé iné. Narušujú sliznicu dýchacieho systému, tlmia aktivitu pohyblivých riasiniek viacradového epitelu dýchacích ciest a tak vyvolávajú ich akútne a chronické zápaly. Tieto látky vytvárajú podmienky pre vznik nádorových i nenádorových ochorení dýchacieho ústrojenstva.

Fázy cigaretového dymu

Cigaretový dym je koncentrovaným aerosólom, v ktorom sú v plynnom prostredí rozptýlené pevné a kvapalné častice.

Rozlišujeme 2 fázy cigaretového dymu: hmotnú a plynnú.

Hmotná (partikulárna) fáza cigaretového dymu tvorí približne 8 percent z cigaretového dymu.

Obsahuje 10 – 20 percent vody,

3 – 5 percent alifatických uhľovodíkov a zbytok tvoria aromatické uhľovodíky, karbonylové zlúčeniny, nikotínové alkaloidy, fenoly, stearíny, ťažké kovy, rádioaktívne látky, pesticídy, aditíva a ďalšie.

Plynná fáza zahŕňa 92 percent cigaretového dymu.

Pozostáva zo 73 percent dusíka, 10 percent kyslíka, 9,5 percenta oxidu uhličitého, 4,2 percenta oxidu uhoľnatého a v menšej miere z vodíka, vzácnych plynov, kyanovodíka, amoniaku, sírovodíka, kancerogénov typu prchavých nitrozamínov, oxidov dusíka, síry, prchavých uhľovodíkov, alkoholov, aldehydov a iných látok.

Druhy dymu

Rozoznávame 2 druhy dymu: hlavný a vedľajší prúd

Hlavný prúd (zmes plynov, nekondenzovaných pár a tekutých i pevných častíc) sa nazýva dym z cigarety; fajčiar ho aktívne vdychuje do dýchacích ciest a pľúc. Pri vstupe do úst fajčiara je to koncentrovaný aerosól, ktorého hlavnou súčasťou sú dusík, kyslík, oxid uhoľnatý, vodík, metán, argón a prchavé látky (aldehydy, ketóny, alkoholy). Približne 10 percent z celkového obsahu dymu tvoria jemne rozptýlené tekuté častice s veľkosťou 0,1 až 1 μg, ktoré môžu prenikať až do najmenších bronchiolov a obsahujú najviac kancerogénnych látok a ostatných škodlivín.

Filter

Dym z cigarety, ktorý fajčiar vdychuje a vydychuje, prechádza cez filter z acetátu a celulózy alebo z bavlny, ktorého cieľom je zachytávať decht. Najlepšie cigaretové filtre zachytávajú maximálne 50 až 60 percent frakcie cigaretového dymu, ktorá obsahuje okrem iného karcinogén 3,4 benzpyrén. Dýchacie cesty fajčiara inhalujúceho dym z cigarety však zachytia 90 až 98 percent tejto frakcie. Najúčinnejším filtrom na konci každej cigarety sú vlastné pľúca fajčiara!

Porovnanie cigara – cigareta

Cigara na rozdiel od cigarety nemá filter a tak fajčiar priamo do pľúc vdychuje cigarový dym. Dym z cigary je ťažký, alkalický, dráždivý, preto ho fajčiari neinhalujú, „nešlukujú“.

Dráždi na kašeľ a môže vyvolať nutkanie na vracanie. Dym z cigariet pôsobí na sliznice ústnej dutiny, hrtana, priedušiek a pľúc. Je znesiteľnejší, ľahší, slabo kyslý, takmer neutrálny, preto ho fajčiari môžu hlboko vdychovať.Fajčenie cigarety je škodlivejšie ako fajčenie cigár alebo fajok.

Vedľajší prúd

Je to dym unikajúci z horiaceho konca cigarety medzi jednotlivými ťahmi. Jeho chemická skladba je rozdielna, obsahuje potenciálne jedovaté plyny (oxid uhoľnatý, amoniak, dimetylnitrózoamín, formaldehyd, kyanovodík a akroleín) vo vyšších koncentráciách ako v hlavnom dyme. V prachovej fáze sa nachádza decht, nikotín, benzén a benzo(a)pyrény.

Autor článku: MVDr. Tatiana Kimáková, PhD., časopis Bedeker zdravia

Dátum zverejnenia: