导读:“吸烟有害健康”已成为全人类的共识,我国人口基数大,拥有上亿数量的“烟民”,其中又以男性居多。众所周知,烟草中的主要神经活性物质是尼古丁(Nicotine),即俗称的烟碱,它也是导致吸烟成瘾的重要物质。烟草如何产生尼古丁?尼古丁进入人体后又发生了什么?为什么戒烟如此困难?想要知道答案,那就跟随本文一起去了解烟草中的化学。
图1新鲜烟草(左)和戒烟警示图(右)
一、烟草的药用价值
烟草原产于美洲大地,印第安人发现其具有可使神经兴奋的物质,他们会在部落会议和祭祀活动中吸食烟草产生的烟雾,因此他们也成了最早的“烟民”。16世纪时,烟草才第一次通过殖民者被引入欧洲,起初只是作为一种装饰性植物。法国外交官Jean Nicot发现了它的药用价值并促进了烟草在欧洲的普及,那时烟草可用于治疗冻疮、蠕虫病、牙痛、偏头痛等,此外它还能被加工成多种多样的形式,例如酊剂、膏剂、咀嚼叶片、泡茶饮用等,这也在很大程度上促进了烟草的流行。
二、烟草的化学成分
从化学角度来看,烟草与其他植物类似,都含有氨基酸、糖和脂质。除了这些初级代谢物质,植物往往还会合成一些额外的次级代谢物质,这些物质虽然与植物自身的代谢并无直接关系却也发挥着重要的生态功能。烟草中典型的次级代谢物是尼古丁,除烟草外其他茄科植物甚至与烟草毫无关系的植物都可以合成尼古丁。尼古丁对哺乳动物具有一定毒性,中毒症状包括恶心、腹痛、晕眩和血压上升等,就人类而言其口服致死剂量以体重计算为0.5-1.0 mg/kg。
图2尼古丁的结构和不同种类植物中的尼古丁含量
尼古丁在干燥烟草中的含量最高可达9%,与烟草相比人们作为蔬菜食用的植物中尼古丁含量是极其微不足道的。尼古丁含有一种手性异构体,两者在含量上相差极大,我们通常所说的尼古丁是指其(S)-异构体,除此之外烟草中还含有降烟碱(nornicotine)、新烟草碱(anatabine)和假木贼碱(anabasine)等其他类型的生物碱。在烟草干燥和发酵过程中,烟草叶子中的某些生物碱会逐渐分解,进而生成其它多种类型的生物碱(蓝色部分)。
图3烟草中含有的主要生物碱
三、烟草是如何合成尼古丁的?
尼古丁在烟草体内的生物合成是科学家们借助同位素标记法研究出来的,烟草借助三种氨基酸(天冬氨酸、鸟氨酸和蛋氨酸)和甘油醛在酶的作用下经过一系列