Глава II. Физико-химические и эколого-гигиенические характеристики табачного дыма

 

Физико-химический механизм курения состоит в том, что через подожженный и медленно тлеющий табак всасывается воздух. Кислород, содержащийся во вдыхаемом воздухе, проходя через слой тлеющего табака, усиливает его горение, и продукты возгонки вместе с оставшейся частью воздуха поступают в легкие. Для выкуривания сигареты обычно требуется 12-18 затяжек. Табачный дым представляет своеобразную физико-химическую систему, состоящую из воздуха и взвешенных в нем продуктов горения табака. Они представляют собой твердые частицы и капельки жидкости, размеры которых составляют доли микрометра. Число таких частиц в дыме одной сигареты измеряется десятками и сотнями тысяч миллиардов. Все эти частицы направляются в легкие.

Как известно, легкие состоят из множества мельчайших альвеол, суммарная поверхность стенок которых достигает в момент вдоха более 100 м². Но частицы дыма только одна составляющая табака. При курении происходит так называемая сухая перегонка: воздух при затяжке табаком нагревается до высокой температуры и извлекает из него различные вещества, которые вместе с дымом поступают в легкие.

Содержание вредных веществ в табачном дыме зависит от природы табака, способов его предварительной обработки – вяления, сушки, ферментации и др., а в готовых изделиях от сортности.

Наибольшее значение имеют:

· аммиак;

· оксид углерода;

· канцерогенные углеводороды, способствующие возникновению злокачественных опухолей.

По данным фармакологов, при выкуривании одной пачки сигарет средней крепости с общей массой табака 20 г образуется:

· 0, 0012 г синильной кислоты;

· приблизительно столько же сероводорода;

· 0,22 г пиридиновых оснований;

· 0,18 г никотина;

· 0,64 г (0,843 л) аммиака;

· 0,92 г (0,738 л) оксида углерода;

· не менее 1 г концентрата из жидких и твердых продуктов горения и сухой перегонки табака, называемых табачным дегтем. В последнем содержится около сотни химических веществ. В том числе:

· бензпирен;

· бензатрацен;

· радиоактивный изотоп калия;

· мышьяк и ряд ароматических полициклических углеводородов – канцерогенов.

Сигаретные фильтры, к сожалению, не освобождают дым от содержащихся в нем частиц. Наиболее часто употребляемые фильтры задерживают не более 20% содержащихся в дыме веществ. Таким образом, подавляющая масса веществ при сухой перегонке табака поступает в легкие.

Во время курения одной сигареты 20% вредных веществ, содержащихся в табаке, сгорает, 25% задерживается в легких курящего, 5% остается в окурке, а остальные 50% загрязняют окружающую среду. Аэрозоль табака, вдыхаемый курящим, создает в бронхах и альвеолах микроокружение, характеристика которого зависит как от способа курения, так и от вида табака. В табачном дыме содержится более 3 тысяч веществ, которые формируют самые разнообразные токсические сочетания. Дым, производимый при выкуривании одной сигареты, делится на первичный поток, вдыхаемый курильщиком, и вторичный, производимый сигаретой вне затяжек. Именно вторичный поток в основном создает условия для пассивного курения. Вторичный поток, вдыхаемый пассивными курильщиками, содержит газы, концентрации которых значительно превышают самые высокие концентрации газов, зарегистрированные в воздухе промышленных городов. Дым табака состоит из летучих веществ и различных частиц, составляющих 5-10% веса дыма. Диаметр этих частиц составляет от 0,1 до 1 мкм, что способствует их длительному сохранению в воздухе по сравнению с более крупными частицами, которые быстро оседают. Небольшие размеры частиц приводят к более глубокому проникновению в легкие.

Токсичность табачного дыма весьма велика. Основная доля в общей токсичности принадлежит никотину – прозрачной маслянистой жидкости с неприятным запахом, горьким вкусом, легко всасывающейся через слизистую оболочку рта, носа, бронхов и желудка. Содержание никотина в листьях табака колеблется от 1 до 1,5%, но в некоторых сортах достигает 6-8%.

Никотин – чрезвычайно сильный яд, действующий преимущественно на нервную, пищеварительную, дыхательную и сердечно-сосудистую системы.

Нередко говорят, что одна капля никотина может убить лошадь. Это действительно так. Почему же человек переносит в процессе хронического употребления табака огромные его дозы? Во-первых, потому, что в каждой отдельной сигарете доза никотина далека от смертельной (в одной сигарете массой 1 г содержится обычно 10-15 мг никотина, а смертельная доза для человека составляет 1 мг на 1 кг массы тела, т.е. около 50-75 мг для подростка), во-вторых, не приводит к смерти, поскольку поступает в организм постепенно и частично нейтрализуется другим компонентом табачного дыма – формальдегидом. Только при выкуривании нескольких сигарет подряд может наступить шоковое состояние, приводящее к смерти. В третьих, никотиновому яду возникает быстрое привыкание. К тому же он довольно скоро выводится почками из организма. Но следует учесть, что растущий организм примерно в два раза чувствительнее к никотину, чем взрослый. Следовательно, смерть может наступить, если подросток одновременно выкурит полпачки сигарет, ибо в целой пачке как раз и содержится одна смертельная доза никотина. Известны случаи смерти от выкуривания двух-трех сигарет: смерть наступает в результате рефлекторной остановки работы сердца и органов дыхания (вследствие токсического «удара» на соответствующие центры).

Систематическое изучение действия никотина на живой организм дало основание ученым предположить двухфазность реакций на его введение. Вначале следует повышенная раздражимость и возбудимость самых различных систем и органов, а затем это состояние сменяется угнетением. Курящие инстинктивно в процессе потребления никотина чувствуют эту разницу. При утомительной работе люди устраивают частые перекуры с целью взбодриться. Часто при этом возникает психологическая зависимость. Но фактически развивается еще большее утомление организма вследствие угнетающего действия никотина (вторая фаза влияния). Тот, кто считает, что курение может успокоить человека, старается использовать угнетающий момент действия никотина. Так, при каком-нибудь ответственном или неприятном разговоре курящий человек инстинктивно закуривает.

Содержащаяся в дыме окись углерода (СО) соединяясь с гемоглобином (Нb) (образуется патологическая форма – карбоксигемоглобин - НbCO) в эритроцитах, уменьшает их способность переносить кислород и приводит к развитию кислородной недостаточности - гипоксии.

Аммиак – обладает выраженным раздражающим (ирритативным) действием. Этот газ отлично растворяется в воде с образованием щелочного реагирующего раствора, известного под названием нашатырного спирта. Обладая свойствами щелочи, нашатырный спирт раздражает слизистые оболочки полости рта, глотки, гортани и бронхов. Одним из клинических проявлений раздражающего действия аммиака на слизистые оболочки является часто встречающиеся у курильщиков микрокровотечения из десен, а у злостных курильщиков – микрокровохарканья.

Синильная кислота – проникая в кровь, снижает способность клеток воспринимать кислород из притекающей крови. Наступает кислородное голодание. Нервные клетки, как наиболее нуждающиеся по сравнению с остальными в кислороде, первые страдают от гипоксии вызванной действием синильной кислоты. При большой дозе синильной кислоты вслед за сильнейшим возбуждением центральной нервной системы наступает ее паралич, прекращается дыхание, а затем останавливается и сердце.

Конечно, содержание синильной кислоты в дыме сигарет чрезвычайно мало: в дневном «рационе» среднего курильщика ее в 40 раз меньше смертельной дозы, тем не менее, хроническое отравление нервной системы этим ядом, безусловно, сказывается на ее функционировании.

Табачный деготь, являясь концентратом жидких (органические кислоты, эфирные масла, анилин и др.) и твердых (частицы углерода, канцерогены, полоний) веществ, оседает на стенках воздухоносных путей, накапливается в альвеолах. Если регулярно смазывать табачным дегтем кожу животных, то у 95% из них вскоре образуются раковые опухоли. Часть табачного дегтя выделяется при кашле с мокротой, а часть проникает в ткани слизистых оболочек, придавая им темный цвет. Поскольку табачный деготь попадает в дыхательные пути человека, естественно, что у значительной части курящих он может вызвать злокачественный рост тканей. Как показывает статистика, 100 выкуренных сигарет равняются году работы с токсическими веществами, способными вызвать рак. В течение года в легкие заядлого курильщика попадает около килограмма табачного дегтя. Первопричиной рака легких у курящих может являться наличие в табачном дегте одного из наиболее активных радиоэлементов полония.

Кроме прямого токсического влияния содержащихся в дыме вредных веществ необходимо учитывать и косвенное, отрицательное воздействие табачного дыма на организм активных и пассивных курильщиков, а также воздушные среды быта и производства. Одна выкуренная сигарета снижает концентрацию в легких аэроионов в закрытом помещении на 27%. Так называемый индекс свежести, характеризующий свежий воздух, в значительной степени зависит от содержания в воздухе легких ионов, падение концентрации или полное исчезновение которых в воздухе, загрязненном дымом сигарет, приводит к резкому падению индекса свежести.

Бытующее мнение о том, что индивидуальное поведение (в том числе и привычки, отрицательно влияющие на здоровье) является личным делом каждого, глубоко ошибочно. Токсическое действие табачного дыма испытывают не только курящие, но и лица, вдыхающие табачный дым, находясь в задымленных помещениях, так называемые пассивные курильщики (принудительное курение). Непосредственно при курении выделяется главный дымовой поток, поглощаемый курильщиком, и боковой дымовой поток, действующий на окружающих, вынужденных вдыхать табачный дым. В этом боковом потоке содержится немало вредных для здоровья веществ, например, количество бензпирена в нем в 4 раза больше, чем в основном потоке. Специалистами подсчитано, что пассивное курение равноценно выкуриванию одной сигареты через каждые 3-4 часа. Так же установлено, что в плохо вентилируемом закрытом помещении некурящий может вдохнуть за один час столько же дыма, сколько средний курильщик вдыхает, выкуривая одну сигарету. После пребывания в тесных, плохо вентилируемых помещениях, у пассивных курильщиков может умеренно повышаться уровень гемоглобина, с пониженной способностью связывать кислород. Воздействие пассивного курения на здоровых взрослых проявляется в основном раздражением слизистой оболочки носа, глаз, гортани, появлением головной боли, тошноты. Хотя это воздействие не влечет за собой длительных нарушений здоровья, оно, однако, приводит к плохому самочувствию и снижению работоспособности.

В современной литературе имеются данные о том, что пассивное курение может способствовать развитию атеросклероза. Австрийские ученые имитировали среду, типичную для дискотек, ресторанов и других помещений в которых разрешается курить. Участников эксперимента на 15 минут подвергали воздействию табачного дыма и брали у них пробы крови до вдыхания дыма и через 20 и 60 минут после его воздействия. Эксперимент показал, что пассивное курение сильно понижает действие веществ, препятствующих слипанию тромбоцитов, что может способствовать развитию атеросклероза.

Острое отравление при пассивном или активном курении может характеризоваться следующими клиническими симптомами: одышка, головная боль и головокружение, учащение пульса, сердцебиение, шум в ушах, холодный липкий пот, бледность кожных покровов, тошнота и рвота, слабость, гиподинамия, дрожь в конечностях, чувство страха.

 

Вопросы для самоконтроля:

1. Сколько процентов вредных веществ задерживается в легких курильщика при курении одной сигареты?

2. Сколько процентов вредных веществ загрязняют окружающую среду при курении одной сигареты?

3. Что подразумевается под первичным и вторичным потоком при курении табака?

4. Дайте определение пассивному курению.

5. Какой поток дыма при курении табака создает условия для пассивного курения, первичный или вторичный и почему?

6. Какое вещество табачного дыма обладает наибольшей токсичностью?

7. Какое вещество табачного дыма обладает наибольшим раздражающим действием на слизистые оболочки?

8. От чего зависит индекс свежести воздуха в помещениях?