Никотин. Пара слов про его биохимию⁠⁠

Минздрав, конечно, предупреждает, но делает это как-то неубедительно... Давайте посмотрим на никотин глазами биохимика? Вредно ли это вещество? (Ну, такое себе...) Если говорить о вреде курения, то в сигарете большой список вредных веществ. И никотин — не самое страшное из них, это правда. Но всё равно совершенно не подарок организму. Разберёмся!

В общем-то да, может и убить. :-( Полулетальная доза, DL50 никотина = 0,3 мг/кг. Средний вес лошади — 500 кг. Т.е. никотина "нужно" всего-то 0,3x500 = 150 мг... Примерно. DL50 рассчитываются всё-таки  для мышей и крыс, чаще всего. Не для лошадей.

Никотин (S)-3-(1-метил-2-пирролидинил)пиридин — азотсодержащее вещество природного происхождения со слабоосновными свойствами. В некоторых растениях содержание никотина особенно велико. Такие вещества вообще называют «Алкалоиды». Некоторые из них относительно безвредны, например, кофеин, DL50 = 120 мг/кг. А хотите про кофеин поговорим в следующий раз? Но у никотина DL50 = 0,33 мг/кг, поэтому сложно заподозрить его в «безвредности».

Зачем никотин растениям? Всё предельно просто: убивать животных, конечно же. В первую очередь — насекомых и холоднокровных животных. Большинство из них — враги растений (т.к. питаются ими). Т. е., ничего личного. Просто вопрос выживания.

С насекомыми дело понятное, но что насчёт человеков? Скажем так: никотин - очень многогранное по своему действию вещество. Причина — он умеет взаимодействовать с Н-холинорецепторами. Это — подвид рецепторов, которые участвуют в передаче нервного импульса через синапсы. Они активируются ацетилхолином (АЦХ, нейромедиатор такой). НО — так уж получилось! — в природе есть ещё одно вещество, которое умеет эти синапсы активировать. И это как раз никотин! Он и АЦХ, оказывается, ПОХОЖИ друг на друга!

На первый взгляд схожести маловато будет? Давайте тогда так: взглянем на их структуры и увидим сходство. Причём сходство критически важное. Настолько, что литера «Н» в названии рецепторов АЦХ (Н-холинорецепторы) обозначает именно «никотин». (Если не хочется вникать в подробности, быстренько принимаем тезис про сходство на веру и листаем на две картинки вниз). Красным кружочком я обвела структурно схожие фрагменты:

Азот пирролидинового кольца в никотине имитирует четвертичный атом азота в ацетилхолине, а атом азота пиридина - донор электронных пар, как и кислород кетогруппы ацетилхолина. У обеих молекул электронная плотность такова, что с рецептором они связываются одинаково хорошо. Так уж вышло, что АЦХ имеет сразу два "ключа" к двум "замкам" рецептора, и у никотина тоже имеется два похожие ключа! И оба они одновременно подходят! Куда там Жене Лукашину с его подошедшим ключом к чужой квартире в Ленинграде. Более того, в ряде случаев никотин связывается даже лучше, чем АЦХ, и это ещё одна проблема, связанная с никотином… Если по-простому (не хотите всматриваться в их структуры), то выглядит это вот так:

Это приводит к разным физиологическим последствиям, но в первую очередь - стимуляции центра удовольствия. Не напрямую: воздействие на Н-холинорецепторы запускает каскад высвобождения и работы разных нейромедиаторов (дофамин, глутамат и др.) И уж они-то стараются, активируют ЦУ (там реально сложный механизм, включающий не только само удовольствие, но и т.н. "ожидание удовольствия" (предвкушение), но это однозначно отдельная тема. Для простоты - удовольствие, всё). А вы думали, отчего хочется никотина в организм закинуть? Чувство удовольствия - вот подлинный двигатель для многих действий человека.

Вообще говоря, ЦУ — это несколько структур мозга, но сейчас это не принципиально. Важно другое: при нормальной (естественной) концентрации АЦХ возбуждение и подавление ЦУ уравновешены. При никотиновом вмешательстве этот хрупкий баланс возбуждения/торможения рушится.

К слову: «игры» с ЦУ вообще опасны. В этом плане очень показательны опыты Джеймса-Милнера с крысами. Если вкрации вкратце, тем вживили электроды в ЦУ и научили нажимать кнопку, включающую ток, т. е. проводить прямую электростимуляцию ЦУ. Крысы нажимали на кнопку, игнорируя еду и воду, опасность, самок, т. е. действовали против всех врождённых инстинктов. И погибали, как правило, от обезвоживания.

Человек испытывает от курения (один из способов доставки никотина в организм) удовольствие...

Так удовольствие - это ж хорошо!
Аноним из интернета.

...но при этом развивается и зависимость. Люди, конечно, не крысы, и о необходимых вещах/действиях не забудут. Но при «недополученной» дозе никотина человек будет ощущать потерю концентрации, тревожность, депрессию и т. п. Никотин уже встроился в биохимические конвейеры, если его не хватает - то и конвейеры работают не ахти как. То есть, ничего хорошего :-(

Казалось бы, ну и ладно! Просто нужно регулярно получать никотин, и, соответственно, удовольствие. Но... ещё одно "но". Никотиновые рецепторы расположены повсюду, не только в ЦНС (кроме скелетных мышц, там есть небольшое отличие, всего на 2 аминокислоты, но эта разница критична: никотин к ним почти не присоединяется. Такая малость - всего две аминокислоты, но "ключи" к "замкам" уже не подходят. Это — хорошая новость. :-) Но в остальном…

Лёгкие: воздействие на никотиновые рецепторы стимулирует деление клеток слизистой оболочки.

Иммунитет: подавляет иммунный ответ на вирусы и бактерии. При этом, активирует производство антител к собственным белкам организма.

Репродуктивная система: никотин отрицательно воздействует на структуры семенников и уровень полового гормона тестостерона.

Эндокринная система: под действием никотина снижается чувствительность клеток к инсулину (гормону, регулирующему углеводный обмен).

Пруф (PubMed).

...и это только несколько примеров. Ещё раз: Н-ацетилхолиновые рецепторы есть ВЕЗДЕ в организме. И только в скелетных мышцах они не взаимодействуют с никотином. Все остальные органы и системы, так или иначе, испытывают влияние никотина.

А польза от никотина бывает? Удивительно, но да, бывает. Никотин влияет на многие процессы в ЦНС, и не все из них деструктивные. Например, никотин стимулирует процесс запоминания и даже может, вероятно, работать, как профилактическое средство болезни Альцгеймера и других дегенеративных процессов мозга. Сейчас исследуются и другие возможные положительные эффекты никотина. НО: именно никотина, а не смеси опасных и ядовитых веществ, поставляемых сигаретой при курении. Вдобавок, если лекарственные свойства никотина когда-нибудь будут доказаны, то доставлять в организм его будут, разумеется, не сигаретами/сигарами, а таблетками и инъекциями. Т.е. никакого удовольствия... И, скорее всего, будут использовать вещества, похожие на никотин, но лишённые его вредных эффектов.

Сейчас никотин как лекарство используется только для одной цели: лечения никотиновой зависимости. Принцип простой: планомерное снижение дозы никотина до нуля со временем возвращает биохимию организма в обычное состояние.

Эй, а как же никотиновая кислота (витамин B3)?!
Ещё один аноним из интернета.

Никотиновая кислота — действительно витамин, но в организме из никотина не образуется, и полученный организмом никотин НИКОГДА не преобразуется в эту кислоту. В организме просто нет такого фермента, чтобы осуществлять превращение "никотин => никотиновая кислота". Метаболит никотина — не никотиновая кислота, а котинин. И ничего полезного в котинине нет. Такие дела.

Резюмируем. Никотин оказывает разностороннее и многогранное действие на организм. Вред никотина доказан (см. выше). Польза никотина исследуется, возможно она тоже есть. Но доставка никотина в организм из табака в любом случае не оправдана: кроме никотина из этого сырья в организм попадает много однозначно вредных веществ. Вейпы: их вред дискутируется, список вредных веществ в жидкостях для вейпа, очевидно, меньше, чем таковой у сигарет. Но никотин-то, основное действующее вещество, никуда не делся! Следовательно, вредно. Если какая-то польза никотина будет доказана, то в качестве лекарств уж наверное будут использовать вещества, похожие на никотин, но лишённые его вредных эффектов (что сделать сложно, и успех зависит от многого, ну да это - вызов учёным).

Первоисточник: наш уютненький канал "Биохимикум" на Яндекс.Дзене. Текст мой, тег "моё", картинки частично мои (ага, на этот раз пришлось самой кое-что рисовать), частично - коллег, частично - из инета.

NB. Иногда в том же инете попадаются статьи о "безусловной пользе никотина", даже со ссылками на "типа научные пруфы". Следует понимать, что а) статьям/пруфам в маргинализованных изданиях доверие должно быть небольшое, б) гораздо больше серьёзных статей в серьёзных изданиях о вреде никотина.

Ещё NB. Запрет курения в общественных местах и прочее ущемление священных прав курильщиков травиться - оправданы, имхо. При курении вредные вещества распространяются с током воздуха, и у рядом стоящих людей нет физиологической возможности отфильтровать их. Приходится запрещать, хоть многим это и не нравится. Доводы про "воздух и так загазован машинами/заводами" не состоятельны, т.к. никакое загрязнение воздуха не даёт основания локально загрязнять его ещё больше. Почти нигде, ни одно государство не запрещает наносить себе вред. Но - только и исключительно себе. Другим - логично запрещено.

И ещё NB. Для курильщика отказ от курения - тяжёлый труд, поскольку бороться приходится не просто с "хотелками", а с собственной биохимией. Это всегда вызывает уважение. И это возможно, т.к. биохимия человека в этом вопросе поддаётся коррекции.