(–) – nikotin [1] [2] | |||
---|---|---|---|
| |||
Tábornok | |||
Szisztematikus név |
( S )-3- (1-metil-2-pirrolidinil)-piridin | ||
Chem. képlet | C10H14N2 _ _ _ _ _ | ||
Fizikai tulajdonságok | |||
Moláris tömeg | 162,23 g/ mol | ||
Sűrűség | 1,01 g/cm³ | ||
Ionizációs energia | 8,01 ± 0,01 eV [3] | ||
Termikus tulajdonságok | |||
Hőfok | |||
• olvadás | -79 °C | ||
• forralás | 247 °C | ||
• bomlás | 482±1℉ [3] | ||
• villog | 101 °C | ||
• spontán gyulladás | 244 °C | ||
Robbanási határok | 0,75-4% | ||
Entalpia | |||
• oktatás | 39,3 kJ/mol | ||
Gőznyomás | 5,1 Pa | ||
Kémiai tulajdonságok | |||
Oldhatóság | |||
• vízben | összekevert | ||
• etanolban | 5 g/100 ml | ||
Optikai tulajdonságok | |||
Törésmutató | 1,5882 | ||
Osztályozás | |||
Reg. CAS szám | 54-11-5 | ||
PubChem | 89594 | ||
Reg. EINECS szám | 200-193-3 | ||
MOSOLYOK | N=1C=CC=C(C1)C2N(C)CCC2 | ||
InChI | InChI=1S/C10H14N2/c1-12-7-3-5-10(12)9-4-2-6-11-8-9/h2,4,6,8,10H,3,5,7H2, 1H3/t10-/m0/s1SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N | ||
RTECS | QS5250000 | ||
CHEBI | 17688 | ||
ChemSpider | 80863 | ||
Biztonság | |||
LD 50 |
50 mg/kg (patkányok, szájon át); 0,33 mg/kg (egér szájon át); 0,3 mg/kg (egerek, IM) |
||
Toxicitás | erősen mérgező, ganglionméreg, hatással van a központi idegrendszerre ; rendkívül mérgező a hidegvérű állatokra és rovarokra | ||
Rövid karakter. veszély (H) | H301 , H310 , H400 , H411 | ||
elővigyázatossági intézkedések. (P) | P273 , P280 , P301+P310 , P302+P350 , P310 | ||
GHS piktogramok | |||
NFPA 704 | egy négy 0 | ||
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve. | |||
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon |
A nikotin (a lat. Nicotiána - Tobacco szóból ) egy mérgező piridin - alkaloid , amely a nadálytőfélék ( Solanaceae ) családjába tartozó növényekben található , főként a dohány leveleiben és szárában (0,3-5 tömegszázalék szárazanyag-koncentráció), bogarban (2-14% ). ), kisebb mennyiségben - paradicsomban , burgonyában , padlizsánban , zöldpaprikában . A nikotin alkaloidok ( anabazin és mások) a kokalevélben is jelen vannak . A nikotin bioszintézise a gyökerekben, a nikotin felhalmozódása pedig a levelekben történik. A nikotin mérgező egyes rovarokra ; ennek eredményeként a nikotint korábban széles körben használták rovarölő szerként , és jelenleg a nikotin szintetikus analógjait, az úgynevezett neonikotinoidokat továbbra is ugyanabban a minőségben használják .
A nikotin rendszeres használat mellett függőséget okoz [4] .
A nikotin szervezetre gyakorolt hatásának fiziológiája és biomechanizmusa összefügg a nikotinnak az azokat tartalmazó kolinerg idegszinapszisok H-kolinerg receptoraival való kölcsönhatásával, és ennek eredményeként a paraszimpatikus idegrendszer egyes részeinek gerjesztésével (a hatások attól függenek). az adagról: kis adagokban serkenti a szinapszis receptorokat, hozzájuk kötődve, például dohányosoknál, a szívösszehúzódások (szívverések) gyakoriságának és erősségének növekedése, fokozott nyálfolyás és bélmozgás stb., nagy dózisban, éppen ellenkezőleg, kompetitív módon blokkolja az acetilkolin hatásának receptorait) [5] . A halálos egyszeri adag akut mérgezés esetén 0,5-1 g [6] (egy cigaretta , a márkától és típusától függően, általában 0,1-1,0 mg nikotint tartalmaz, anélkül, hogy figyelembe vesszük a dohányzás során égés során bekövetkező veszteséget) [5 ] ] [7] [8] .
2014-től kutatási adatok állnak rendelkezésre a nikotin bizonyos típusú rosszindulatú daganatok kockázatához való hozzájárulásáról, amelyeket 2015-ig csak in vitro kísérletekben azonosítottak, és élő szervezetekben végzett klinikai vizsgálatokkal nem erősítették meg [9 ] [10] .
A nikotin lenyelése és a dohányzás szív- és érrendszeri betegségekkel, születési rendellenességekkel és mérgezéssel jár [10] .
Amikor a nők dohányoznak a terhesség alatt, fennáll annak a veszélye, hogy a születendő gyermekben 2-es típusú cukorbetegség , elhízás , magas vérnyomás , különféle idegrendszeri viselkedési rendellenességek, légzési zavarok és meddőség alakul ki későbbi életében [11] [12] [13] .
A "nikotin" elnevezés a Nicotiana tabacum dohány latin nevéből származik , amelyet Jean Nicot , a portugál udvari francia nagykövet tiszteletére alkottak meg, aki 1560-ban dohányt küldött Medici Katalin királynőnek , és ezt ajánlotta. migrén elleni gyógyszerként [14] [15] .
A nikotin nyers formájában régóta ismert. A "dohányolaj" első említése Jacques Goori francia alkimistához, Paracelsus követőjéhez fűződik , aki szorgalmasan kereste a lehetőséget az Amerikából hozott növények tanulmányozására. " Instruction sur l'herbe petum " (1572) című munkája tartalmazza a dohánylevél lepárlásának első leírását . A 17. és 18. századi források a bőrbetegségek külső gyógymódjaként említett "dohányolajat" akkoriban így nyerték. A nikotin dohánylevélből történő előállításának részletes leírása egy másik francia kémikus, Nicolas Lefebvre " Traité de la chymie " (1660) című könyvében található . Az anyagok szétválasztásának elvének szemléltetésére és annak orvosi jelentősége miatt részletesen leír egy folyamatot, amely lényegében vízgőzdesztilláció . A folyamat eredményeként a párolgó víz a nikotint gőzzel elszállítja, és a fogadólombikban két réteg képződik, vizes és szerves. A szerves réteget elválasztották, megtisztították, és az asztma , a lépgyulladás és az epilepszia leküzdésére használták [16] .
Louis Nicolas Vauquelin francia analitikus vegyész 1809-ben publikált egy tanulmányt a virginiai dohány alapos elemzéséről. E munka részeként Vauquelinnek sikerült izolálnia egy viszonylag tiszta nikotinmintát, valamint izolált almasavat , amelyhez a dohányban a nikotin kötődik. A kiváló analitikai munka ellenére Vauquelint nem tekintik a nikotin felfedezőjének, mivel nem ismert fel egy alkaloidot a nikotinban, de úgy gondolta, hogy az anyag fő tulajdonságai az ammónia keverékéhez kapcsolódnak, míg maguk az alkaloidok bázisok [16] .
A nikotint Christian Wilhelm Posselt és Carl Ludwig Reimann német kémikusok fedezték fel . 1828-ban dolgozatot nyújtottak be a dohány aktív elvéről, és elnyerték a Heidelbergi Egyetem éves díját a legjobb munkáért. Posselt és Reimann kutatását kritizálták, mert sok vegyész nem volt hajlandó elhinni, hogy az alkaloid folyadék lehet , de egy speciálisan létrehozott bizottság újra ellenőrizte és megerősítette az eredményeket [16] .
1843-ban Louis Melsens talált egy empirikus képletet a nikotinra. A nikotin szerkezetét széles körben vitatták a 80-as években és a 90-es évek elején a XIX. században, és 1893-ban Adolf Pinner német kémikus állapította meg . A szerkezet megerősítéséhez ennek az anyagnak a szintézisére volt szükség: Ame Pict valósította meg 1904-ben. Pictet egy cikksorozatban nemcsak a természetes nikotinnal azonos szintetikus nikotin előállításának módszerét publikálta, hanem annak két oxidációs termékét, a nikotirint és a dihidronikotirint is. Sajnos a szintézis egyes szakaszai nagyon zord körülmények között zajlottak, ami megkérdőjelezheti a Pictet-szintézis, mint a szerkezet megerősítésének módszerének értékét. Egy későbbi szintézis (1928), enyhe körülmények között azonban megerősítette a megállapított képlet helyességét [16] .
Az optikailag aktív ( S )-nikotin első szintézisét 1982-ben hajtották végre. Optikailag aktív szubsztituált pirrolidin szolgált kiindulási anyagként , és a szintézis során jött létre a piridingyűrű [17] .
A nikotint egy szenzációs mérgezéses esethez hozzák összefüggésbe Belgiumban 1850-ben, amikor Bokarme grófot megvádolták felesége bátyjának megmérgezésével. Tanácsadóként Jean Serve Stas belga vegyész működött közre , aki egy nehéz elemzés során nemcsak azt állapította meg, hogy a mérgezést nikotin okozta, hanem kidolgozott egy módszert az alkaloidok kimutatására , amelyet kis módosításokkal a mai napig használnak. az analitikus kémiában ma [16] .
A nyomozásban részt vett Mathieu Orfila francia kémikus is , aki az esetről értesülve és állatokon végzett toxikológiai kísérleteket a Stas-módszerhez hasonló módszerrel állt elő az alkaloidok meghatározására. Sőt, a nyomozás vége és a tárgyalás közötti időszakban Orfila közzétette eredményeit, míg Stas az ügy szakértőjeként hallgatásra kényszerült. A belga sajtó csalással vádolta Orfilát, de Stas publikációiban ennek ellenére megadta Orfilát, jelezve, hogy ő maga a felfedező [16] .
A nikotin keserű ízű, higroszkópos olajos folyadék, amely alap formájában könnyen elegyedik vízzel ( 60 °C alatti és 210°C feletti hőmérsékleten) .
A nikotin könnyen oldódik szerves oldószerekben és vízben. A 7,89-82 % koncentrációjú vizes oldatok 89-82155 °C hőmérsékleten zavarossá válnak , ezen a hőmérsékleten törésmutatójuk és fajlagos forgásuk megváltozik . A 7,89% alatti és 82% feletti koncentrációjú oldatok hőmérséklettől függetlenül homogének [18] .
A tiszta nikotin a fény polarizációs síkját balra forgatja, (α) D =169.
A nikotin sűrűsége 1,009 g/cm 3 [18] .
A nikotin molekula piridin és pirrolidin gyűrűkből áll. A pirrolidingyűrű „burok” konformációt vesz fel a piridingyűrű és az N - metilcsoport transz - elrendezésével [19] .
Bázisként (p K b ( pirrolidin ) = 8,02, p K b ( piridin ) = 3,12) a nikotin savakkal reagál, és sókat képez ( általában szilárd és vízben oldódó). A nikotin szorpciója a biológiai membránokon pH - függő , és a nyálkahártyák esetében felgyorsul magas pH-értékeknél, amikor a nikotin molekulának nincs töltése. Fiziológiás pH-értékeken a nikotin 69%-ban protonált . A nikotin alacsony polaritású és jól oldódik alacsony polaritású közegben, így jól felszívódik a bőrön keresztül, és a vér-agy gáton keresztül behatol az agyszövetbe [19] .
A nikotin könnyen oxidálódik a melegvérű állatok szervezetében élettanilag fontos és aktív nikotinsavvá - PP-vitaminná , míg a pirrolidin ciklust karboxilcsoport helyettesíti . Ezenkívül különféle oxidálószerek és ultraibolya sugárzás hatására a nikotin metilaminná és nikotin-oxiddá oxidálódik [20] .
Amint a nikotin bejut a szervezetbe, gyorsan terjed a vérben , és átjuthat a vér-agy gáton . Átlagosan 7 másodpercre van szükség a dohányfüst belélegzése után, mire a nikotin eléri az agyat . A nikotin felezési ideje a szervezetből körülbelül két óra [21] . A dohányzás során a dohányfüsttel belélegzett nikotin a dohánylevélben található nikotin kis részét teszi ki (az anyag nagy része eléget). A dohányzás során a szervezet által felszívódó nikotin mennyisége számos tényezőtől függ, beleértve a dohány típusát, azt, hogy az összes füstöt belélegzik-e, és hogy használnak-e szűrőt. A rágódohány és a tubák esetében, amelyeket a szájba helyeznek, és az orron keresztül rágnak vagy szívnak be, a szervezetbe jutó nikotin mennyisége sokkal nagyobb, mint dohányzáskor. A nikotint a májban a citokróm P450 enzim metabolizálja (főleg a CYP2A6 , de a CYP2B6 ). A fő metabolit a kotinin .
A nikotin a nikotinos acetilkolin receptorokra hat : a nikotinban lévő pirrolidingyűrű protonált nitrogénatomja utánozza az acetilkolin kvaterner nitrogénatomját, a piridin nitrogénatomja pedig Lewis-bázis jellegű, akárcsak az acetilkolin ketocsoportjának oxigénje [22] . Alacsony koncentrációban fokozza ezen receptorok aktivitását, ami többek között az adrenalin (epinefrin) stimuláló hormon mennyiségének növekedéséhez vezet. Az adrenalin felszabadulása megnövekedett szívveréshez, fokozott vérnyomáshoz és légzéshez, valamint magasabb vércukorszinthez vezet.
A szimpatikus idegrendszer a mellékvesevelőn a splanchnicus idegeken keresztül hatva serkenti az adrenalin felszabadulását. Az acetilkolin , amelyet ezen idegek preganglionáris szimpatikus rostjai termelnek, a nikotinos acetilkolin receptorokra hat, és sejtdepolarizációt és kalcium beáramlást okoz a feszültségfüggő kalciumcsatornákon keresztül . A kalcium kiváltja a kromaffin szemcsék exocitózisát , ezáltal elősegíti az adrenalin (és a noradrenalin ) felszabadulását a vérbe .
A kotinin a nikotin felszívódásának mellékterméke, amely akár 48 órán keresztül is a vérben marad, és felhasználható annak jelzésére, hogy egy személy dohányzásnak vagy más nikotinhasználatnak van-e kitéve. Nagy dózisokban a nikotin a nikotin-acetilkolin receptor blokkolásához vezet, ami a nikotin toxicitásának oka és rovarölő hatású .
Többek között a nikotin növeli a dopaminszintet az agy örömközpontjaiban . Megállapították, hogy a dohányzás gátolja a monoamin-oxidázt , egy olyan enzimet , amely a monoamin neurotranszmitterek (például a dopamin) lebontásáért felelős az agyban. Úgy gondolják, hogy a nikotin maga nem gátolja a monoamin-oxidáz termelését, ezért a dohányfüst más összetevői felelősek. A megnövekedett dopamintartalom izgatja az agy örömközpontjait, ugyanazok az agyközpontok felelősek a " test fájdalomküszöbéért " ezért nyitva marad a kérdés, hogy a dohányzó ember élvezi-e.
Erős toxicitása ellenére kis adagokban (például dohányzáskor ) alkalmazva a nikotin pszichostimulánsként hat . A nikotin hangulatra gyakorolt hatása változó. Azáltal, hogy glükózt szabadít fel a májból és adrenalint (epinefrint) a mellékvese velőből , izgalmat okoz. Szubjektív szempontból ez a relaxáció, a nyugalom és az élénkség érzésében, valamint a mérsékelten eufórikus állapotban nyilvánul meg.
A nikotin használata a testtömeg csökkenéséhez vezet, csökkenti az étvágyat a POMC neuronjainak stimulálása következtében [23] , és növeli a vércukorszintet (glükóz, amely az agy hipotalamuszában a jóllakottsági és éhségérzeti központokra hat, tompítja az éhségérzetet ).
A nikotin elsősorban a májban metabolizálódik oxidáció és N-demetiláció útján. Ebben az esetben a pirrolidin gyűrű elszakad és a piridin gyűrű N-metilezése következik be, és a nikotin oxidációja kotininhez vezet. Ezek a metabolitok a vizelettel ürülnek ki a szervezetből.
A nikotin addiktív és mérgező [ 18] , és a dohányban található nikotin nagyobb függőséget okoz, mint a heroin . A függőség kialakulásának valószínűsége egyszeri dohányzás után 32% (a következő legfüggőséget okozó heroin esetében - 23% ) [4] .
Amerikai szakértők szerint az Egyesült Államok lakosságának körülbelül 20% -a szív nikotint tartalmazó termékeket , míg a cigaretták több mint felét mentális zavarokkal küzdő emberek szívják el, ennek 60-80% -a ADHD -vel , skizofréniával és bipoláris zavarral diagnosztizált ember [24]. .
A történelem során a nikotint gyakran használták gyógyászati célokra. A nikotin felhasználása különböző betegségek kezelésére is fejlesztés alatt áll. A leggyakoribb irány a nikotin bejuttatása a szervezetbe alternatív utakon a nikotinfüggőség kezelésére . A nikotin más területeken történő alkalmazásának lehetőségét vizsgálják, például fájdalomcsillapítóként , figyelemzavar , Alzheimer-kór , Parkinson-kór , vastagbélgyulladás , herpesz , tuberkulózis [15] és skizofrénia [25] kezelésére . 2020-ban francia tudósok megpróbálták bizonyítani a nikotin megelőző és terápiás szerepét a COVID-19 betegséggel kapcsolatban [26] .
A 20. század elején a nikotin volt a fő növényvédelmi rovarirtó szer. Erre a célra a nikotint tiszta anyag formájában használták fel, ennek szulfátja , dohánypora és a tiszta, emlősökre is mérgező anyag volt a legnagyobb aktivitással . A nikotin inszekticid hatásának oka ugyanaz, mint a toxicitás oka: nagy dózisban blokkolja a nikotin acetilkolin receptorokat . Később a nikotint szintetikus analógjai váltották fel: imidakloprid , acetamiprid és mások [27] .
A mezőgazdaságban agrotoxinként nikotin-szulfátot, dohányport, füstöt, főzetet, kivonatot, valamint indokuszt, nikotin-szulfát frissen oltott mésszel vagy kalcium -arzenáttal keverékét használták [18] .
A nikotin rendkívül mérgező a hidegvérű állatokra . Neurotoxinként működik, az idegrendszer bénulását okozza ( légzésleállás, szívműködés leállása, halál ).
Nagy dózisban mérgező és melegvérű állatokra . Az átlagos halálos dózis embernél 6,5-13 mg/kg orálisan [28] , patkányoknál 140 mg/kg a bőrön keresztül, egereknél 0,8 mg/kg intravénásan és 5,9 mg/kg intraperitoneálisan [29] .
A nikotin dohányzással történő ismételt használata testi és lelki függőséget okoz [30] . A cigaretta formájában történő hosszú távú használat betegségeket és működési zavarokat okozhat, például hiperglikémiát , artériás magas vérnyomást , érelmeszesedést , tachycardiát , aritmiát , angina pectorist , koszorúér-betegséget , szívelégtelenséget és szívinfarktust [31]. . A kátrányokkal kombinálva a nikotin hozzájárul az onkológiai betegségek kialakulásához, beleértve a tüdőrák [31] [32] , a nyelv és a gégerák kialakulását. Elősegíti a fogíny- és szájgyulladás kialakulását .
Vannak olyan tanulmányok, amelyek bizonyítják a nikotin kifejezett nootróp hatását az acetilkolin a felszabadulása miatt [33] .
A mentális zavarokkal küzdő betegeknél fokozott a dohányzásfüggőség. Világszerte számos tanulmány állítja, hogy a skizofrén betegek nagyobb valószínűséggel dohányoznak (20 különböző országban összesen 7593 skizofrén beteget vizsgáltak, akiknek 62%-a dohányzott) [34] . 2006-ban az Egyesült Államokban a skizofréniában szenvedők legalább 80%-a dohányzik, szemben a nemdohányzók 20%-ával (az NCI szerint ) [35] . Számos hipotézis létezik ennek a függőségnek az okaival kapcsolatban, amelyek a rendellenesség tüneteinek való ellenállásra és az antipszichotikumok negatív hatásaival szembeni ellenállásra magyarázzák . Egy hipotézis szerint maga a nikotin károsítja a pszichét [36] .
Egy tanulmány szerint az egerekbe adott nikotin-injekciók csökkentették a DNMT1 DNS - metilező enzim koncentrációját és növelték a GABA - termelő GAD67 enzim expresszióját a rágcsálók prefrontális kéregében [37] . Azt javasolja, hogy a betegek cigarettafüggősége részben azzal magyarázható, hogy a nikotin képes megfordítani az emelkedett DNMT1-szint negatív epigenetikai hatásait. Nem világos azonban, hogy a mentális zavarok a DNMT1 és a GAD67 egyensúlyhiányához vezetnek-e, amely korrekciót igényel, és az általuk szedett antipszichotikumok számos paramétert megváltoztatnak, beleértve a GABAerg hatást is [38] .
Egy 2017-es tanulmány szerint a nikotin megszünteti a skizofréniára jellemző hipofrontalitást - elégtelen agyi véráramlást a prefrontális kéregben , így a kutatók szerint elméletileg a nikotinnak jótékony terápiás hatása lehet a skizofrén betegeknél [25] . Egy új gyógyszer, az α7- nikotin acetilkolin receptor részleges agonistája, a GTS -21 (DMBX-A) vizsgálata folyamatban van [39] .
A nikotin számos mechanizmuson keresztül közvetlen szerepet játszik a karcinogenezisben, beleértve a tumornövekedést elősegítő transzkripciós faktorok aktivitásának növelését, az apoptózis csökkentését és a daganatok angiogenezisének fokozását. Ezenkívül számos rosszindulatú daganatban megtalálhatók a nikotinos acetilkolin receptorok specifikus típusai – például az alfa 7 receptorok, amelyeket nikotin stimulál –, és úgy gondolják, hogy szerepet játszanak a daganat progressziójában.12 Az alfa 7 nikotin acetilkolin receptorok blokkolása bizonyos rákos megbetegedések növekedésének csökkenése. Ezek az eredmények azonban in vitro vizsgálatokból származnak, és az általuk felvetett aggályok nem tükröződnek az in vivo vizsgálatokban. Annak ellenére, hogy a nikotinpótló terápiát már 30 éve forgalomba hozták, a mai napig nem hozták összefüggésbe a rák kockázatának "valódi" növekedésével.
Az alkaloidok fő típusai | |
---|---|
pirrolidin | Gigrin |
Tropan | |
Piperidin | |
Kinolizidin | |
piridin | |
izokinolin | |
kinolin | |
Indol | |
Purin | |
Fenil-etil-amin | |
Terpének | |
Egyéb |
Cigaretta | |
---|---|
Fajták |
|
Alkatrészek |
|
berendezési tárgyak |
|
Dohányzási kultúra | |
Egészségügyi hatás |
|
dohányipar |
|
Jogi szabályozás |
|
Dohányzásellenes ünnepek | |
Listák |
|
|
Szótárak és enciklopédiák | |
---|---|
Bibliográfiai katalógusokban |