Definicja Dym tytoniowy

Co to znaczy DYM TYTONIOWY, DYM PAPIEROSOWY: Dym tytoniowy jest definicją szerszym, niż dym papierosowy, bo obejmuje także dym z cygar, cygaretek, fajki. Jednak terminy te regularnie stosuje się zamiennie.
Dym tytoniowy i papierosowy, podobnie jak dym pochodzący z innych źródeł, jest aerozolem, na który złożona jest etap cząsteczkowa i etap gazowa. W żarzącym się papierosie w konsekwencji gradientu temp. ma miejsce stan pewnej fizykochemicznej równowagi dynamicznej pomiędzy etapami: gazową i stałą, a fazą, która w normalnych uwarunkowaniach jest fazą ciekłą. Dlatego ustala się ją jako fazę stało-ciekłą i ciekło-gazową. Dla uproszczenia można posłużyć się pojęciami: etap gazowa, etap cząsteczkowa - obie powstają w strefie żarzenia się wałka tytoniowego, której temp. osiąga 900° Celsjusza.
Skład chemiczny dymu tytoniowego zależy między innymi od:
rodzaju tytoniu (nie tylko jego gatunku, odmiany i jakości, ale również długości i szerokości włókna krajanki tytoniowej);
temp. żarzenia (co ma największy wpływ na skład chemiczny dymu. Przyrost temp. skutkuje normalnie powiększenie emisji substancji szkodliwych),
typu papierosa (z ustnikiem, czy bez, gruby, czy cienki, zawierający bibułę barwioną, bądź nie. Na liczbę i skład chemiczny generowanych cząsteczek ważny wpływ ma rodzaj opakowania tak zwany wałka tytoniowego papierosa. Użycie przepuszczalnych dla powietrza bibułek i filtrów może powodować obniżenie ilości emitowanych szkodliwych substancji.),
metody zaciągania się (w trakcie szybkiego i głębokiego - tak zwany nerwowego zaciągania się temp. ognika przekracza nawet 900° Celsjusza. Temp. strefy żarzenia tytoniu w fajce osiąga mało powyżej 600° Celsjusza),
wilgotności (suche papierosy emitują przynajmniej dwa razy więcej nikotyny niż wilgotne!),
dodatków chemicznych do tytoniu.
Przy założeniu, iż przeciętnie palacz tytoniu wchłania z papierosa 500 mg dymu, to wagowo 70% tej ilości stanowi azot i tlen. Pozostałe 30% to w olbrzymiej większości substancje nieobojętne biologicznie, z czego 22% stanowią: tlenek węgla, tlenek azotu, cyjanowodór, akroleina, z kolei pozostałe 8% to etap cząsteczkowa złożona z powyżej 2300 zidentyfikowanych do chwili obecnej związków chemicznych.
W celu wychwycenia i oznaczenia składników dymu tytoniowego, a również w celu unifikacji metod badawczych skonstruowano szczególne aparaty spalające papierosy i inne towary tytoniowe (cygara, cygaretki) w sposób imitujący zachowanie przeciętnego palacza. Dym z tak zwany strumienia głównego (dym wciągany ustami palacza) przechodzi poprzez szczególny gęsty filtr z włókna szklanego, który jest w stanie wychwycić niemal całą fazę cząsteczkową, którą stanowią cząsteczki substancji nielotnych albo półlotnych. Cały dym tytoniowy, a szczególnie etap cząsteczkowa, jest nadzwyczajnie labilny. W bardzo krótkim czasie aerozol wymienia własne właściwości chemiczne w konsekwencji koagulacji mniejszych cząsteczek w większe, kondensacji z parą wodną, reakcji chemicznej pomiędzy wolnymi rodnikami poszczególnych cząsteczek. Błyskawicznie zwiększające się wymiary cząsteczek istotnie wpływają na sposób ich osadzania w niedopałku, filtrze, a również błonach wyściełających drogi oddechowe. Stosunkowo wzrostu rozmiaru cząsteczki zachodzi większe prawdopodobieństwo osadzania się jej na materiale filtracyjnym albo błonach górnych dróg oddechowych. Największe prawdopodobieństwo wydostania się wspólnie z wydechem mają cząsteczki najmniejsze. Osadzone na filtrze z włókna szklanego substancje, po odjęciu wody i nikotyny stanowią tak zwany suchy kondensat dymu tytoniowego, nazywany smołą. Przechodząca poprzez filtr etap gazowa także może być kierowana do aparatów i urządzeń określających zawartość w dymie takich gazów jak: tlenek węgla, cyjanowodór, czy akroleina. W zależności od metody oddziaływania na organizm substancji szkodliwych zawartych w dymie tytoniowym, przyjął się podział na:
substancje toksyczne - na przykład: tlenek węgla, cyjanowodór, amoniak, tlenki azotu;
substancje drażniące - na przykład: akroleina, tlenek siarki, amoniak, formaldehyd;
substancje ciliotoksyczne (blokujące aktywność szeregu enzymów oddechowych, a również ruch rzęsek wyściełających drogi oddechowe) - na przykład: cyjanowodór, akroleina, aldehyd octowy, formaldehyd;
kokancerogeny (substancje nie mające właściwości rakotwórczych, ale wzmacniające ten mechanizm w razie wystąpienia śladowych ilości właściwych kancerogenów) - na przykład: formaldehyd, piren, fluoranten, naftaleny, katechol;
kancerogeny (substancje bezpośrednio rakotwórcze) - na przykład: benzen, dwumetylonitrozoamina, etylometylonitrozoamina, dwuetylonitrozoamina, nitrozopirolidyna, hydrazyna, chlorek winylu;
inicjatory nowotworów (substancje odpowiedzialne za mechanizm powstawania uśpionych ognisk w materiale genetycznym poszczególnych komórek) - na przykład: toluen, fenol, uretan.
W procesie kancerogenezy biorą udział kancerogeny, kokancerogeny i inicjatory nowotworów. By mechanizm ten mógł zaistnieć, związki rakotwórcze muszą przejść odpowiednie przemiany chemiczne w organizmie. Dopiero wtedy kancerogeny są zdolne do reakcji z makrocząsteczkami RNA i DNA zapoczątkowując skomplikowany mechanizm rakowacenia tkanek.
TOKSYCZNE SKŁADNIKI DYMU TYTONIOWEGO:
1. ALKALOIDY:
nikotyna - (C10H14N2) z farmakologicznego punktu widzenia jest w najwyższym stopniu aktywnym składnikiem dymu tytoniowego. Stanowi około 97% wszystkich alkaloidów tytoniu, a jej zawartość w dymie polskich papierosów waha się od 1 do 2 mg na papieros;
nikoteina - stanowi około 2% wszystkich alkaloidów tytoniu;
nikotamina - stanowi 0,5% wszystkich alkaloidów tytoniu;
nikotelina;
anabazyna;
anatabina;
nikotyryna;
kotinina - metabolit nikotyny.
2. SKŁADNIKI Etapy GAZOWEJ:
tlenek węgla - dym tytoniowy zawiera od 1 do 5% CO i jest uważany za jeden z bardziej niebezpiecznych czynników. Ogromne powinowactwo CO do hemoglobiny krwi skutkuje stworzenie karboksyhemoglobiny (COHb), co w sporym stopniu obniża skuteczność mechanizmu krwionośnego jako nośnika tlenu. U nałogowych palaczy stężenie COHb we krwi dochodzi do 15%, co może prowadzić do niedotlenienia wielu tkanek i narządów wrażliwych na brak tlenu (serce, CUN - centralny układ nerwowy);
tlenki azotu - powstają z azotanu obecnego w surowym tytoniu w czasie jego spalania. Tlenek azotu (NO) jest błyskawicznie metabolizowany w żywym organizmie, jest wolnym rodnikiem - zawiera niesparowany elektron, z kolei dwutlenek azotu (NO2 albo N2O4) jest trującym gazem, po dostaniu się do płuc uszkadza błony wyściełające drogi oddechowe. Aż 99% dwutlenku azotu zatrzymywane jest w płucach. W połączeniu z aminami, tlenki azotu są źródłem rakotwórczych nitrozoamin.
cyjanowodór - (HCN - związek wodoru, węgla i azotu), a więc kwas pruski. Źródłem w dymie są białka i aminokwasy liści tytoniowych. Jest faktorem bardzo toksycznym, łatwo wchłanianym poprzez śluzówkę i skórę. Blokuje aktywność szeregu enzymów oddechowych, a również ruch rzęsek wyściełających drogi oddechowe, a więc wykazuje działanie ciliotoksyczne.
akroleina - (aldehyd akrylowy CH2=CH-CHO), a więc propenal o właściwościach szczególnie drażniących. Wspólnie z aldehydem octowym, formaldehydem i cyjanowodorem stanowi efektywny czynnik ciliotoksyczny,
amoniak - (NH3, bezbarwny gaz o ostrym, charakterystycznym zapachu), pochodzi raczej z białek i azotanów liści tytoniowych. Drażni niemiło receptory górnych i dolnych dróg oddechowych i wraz z akroleiną jest uznany za wskaźnik smakowego odczucia ostrości dymu tytoniowego.
3. SKŁADNIKI Etapy CZĄSTECZKOWEJ a więc tak zwany SUBSTANCJE SMOLISTE - obejmujące związki chemiczne należące do:
węglowodorów alifatycznych,
węglowodorów aromatycznych (klasyczne kancerogeny: benzo/a/piren, dwubenzo/a,h/antracen),
fenoli i ich estrów - na przykład fenol (C6H5OH, hydroksybenzen, o charakterystycznym ostrym zapachu, trujący), katechol;
kwasów,
aldehydów - na przykład akroleina (najprostszy aldehyd alifatyczny nienasycony, ma ostry duszący zapach, działa drażniąco na oczy, jest trucizną używaną do produkcji bojowych środków trujących).
ketonów;
alkoholi,
estrów alifatycznych,
związków azotu i siarki - na przykład tlenki azotu.
etap cząsteczkowa tworzy się w procesie termicznym w okresie spalania tytoniu. Na mechanizm ten składają się reakcje i zjawiska fizykochemiczne:
piroliza - mechanizm degradacji cząsteczki pod wpływem dostatecznie wysokiej temp.,
pirosynteza - reakcja chemiczna, gdzie powstaje związek chemiczny z substancji prostszych na drodze pirolizy,
utlenianie - oksydacja, mechanizmy chemiczne przebiegające z oddaniem elektronów poprzez atom albo jon, tzn. ze wzrostem wartościowości dodatniej albo zmniejszeniem wartościowości ujemnej pierwiastka,
zredukowanie - mechanizmy chemiczne przebiegające z pobraniem elektronów poprzez atom albo jon, tzn. ze zmniejszeniem wartościowości dodatniej albo wzrostem wartościowości ujemnej pierwiastka,
destylacja - sposób rozdzielania i oczyszczania ciekłych związków chemicznych,
sublimacja - parowanie substancji stałych,
dekarboksylacja - wyeliminowanie ekipy karboksylowej z cząsteczki,
dehydratacja - odebranie wody albo wodoru i tlenu w relacji atomowym 2:1 ze związku chemicznego.
ORGANOSPECYFICZNE KANCEROGENY Etapy CZĄSTECZKOWEJ DYMU TYTONIOWEGO:
N-Nitrozonornikotyna, nitrozopiperydyna, nitrozopirolidyna - powodujące raka przełyku;
Polon-210, związki niklu, związki kadmu - powodujące raka płuc;
Nitrozoaminy powodujące raka trzustki;
B-naftyloamina, x-aminofluoren, x-aminostylben, o-toluidyna, n-nitrotoluen, di-n-butylonitrozoamina powodujące raka nerek i pęcherza moczowego.
Rak przełyku, płuc, trzustki, nerek i pęcherza moczowego to najczęstsze nowotwory odtytoniowe