Біохімія курця

Біохімія курця
- "Мам, Я не курив, я просто з хлопцями поруч стояв!"- "Ага, а ген LRRN3 тобі теж хлопці експресували?"

На думку всесвітньої організації охорони здоров'я, куріння досі є однією з основних загроз здоров'ю людей, а нікотинова залежність вважається дуже важкою. На пачках сигарет "кричать" про небезпеку страхітливі ілюстрації можливих наслідків куріння. Однак що насправді відбувається на молекулярному рівні в організмі після вдиху сигаретного диму? Про те, що міститься в сигаретах і тютюновому димі крім нікотину, а також про способи обчислити курця.

Гра в анаграми-нікотин, котинін…

Під час куріння частинки диму доставляють нікотин в легені, де він швидко абсорбується, тобто всмоктується в кров, і надходить в мале коло кровообігу. Далі нікотин потрапляє у велике коло кровообігу і так виявляється в мозку, де зв'язується з нікотиновими ацетилхоліновими рецепторами, які зазвичай пов'язують медіатор ацетилхолін. Стимуляція цих рецепторів призводить до вивільнення нейромедіатора – дофаміну.

Дофамін є невід'ємною частиною" системи заохочення " нашого мозку і виділяється у великих кількостях під час приємних подій – навіть під час вживання смачної їжі. В результаті людина знову і знову відчуває бажання повторювати дію, яке в минулому призвело до викиду дофаміну. І, таким чином, зв'язування нікотину з рецепторами дофамінергічних нейронів – виділяють дофамін) - важливий етап на шляху формування залежності від куріння, більш детально описаного раніше в іншій статті в рамках проекту "коли розсіється дим".

Велика частина нікотину, що потрапив в організм курця, метаболізується в печінці до котиніну, структурно дуже схожого на нікотин. Незважаючи на схожість з нікотином, котинін має низку особливостей, що дозволяють використовувати його в якості біомаркера впливу куріння – речовини, концентрація якого в людському біоматеріалі може вказати, курить людина чи ні. Важливою характеристикою біомаркера є період його напіввиведення-час, за який речовина втратить приблизно половину своєї фармакологічної дії. Нікотин має відносно короткий період напіввиведення (близько 10-11 годин), в той час як котинін характеризується більш тривалими значеннями (близько 17-20 годин) і може виявлятися ще протягом декількох днів після надходження нікотину в організм.

Рівень вмісту нікотину і його метаболіту, котиніну, може бути оцінений в крові, сечі, слині, а також у волоссі і нігтях. Дослідження сечі-один з найбільш зручних способів через те, що це неінвазивний аналіз, але вимірювання нікотину і котиніну в волоссі і слині можуть забезпечити більш точне визначення курця (в тому числі пасивного). Незважаючи на свою відносну точність аналізи на нікотин і котинін все-таки грунтуються лише на одному компоненті сигарет, а їх результати можуть сильно варіюватися в залежності від індивідуальних особливостей людини. Крім цього, подібні біомаркери не дають уявлення про біохімічні зміни всередині організму у відповідь на надходження сигаретного диму.

11 друзів нікотину

Більш точно визначити статус курця може допомогти аналіз транскриптома-сукупності молекул мРНК (рибонуклеїнової кислоти), що утворюються в результаті транскрипції генів. Важливо, щоб такі маркери були високоспецифічними і чутливими незалежно від індивідуальних особливостей людини, відмінностей між лабораторіями, в яких проводяться дослідження, і методів виділення нуклеїнових кислот.

Вчені дослідницького центру Philip Morris International за допомогою аналізу великих масивів даних визначили 11 маркерів, заснованих на рівні експресії генів: LRRN3, SASH1, PALLD, RGL1, TNFRSF17, CDKN1C, IGJ, RRM2, ID3, SERPING1, FUCA1. Виявилося, що за допомогою них можна з високою точністю не тільки визначити, чи курить людина, але і навіть відрізнити людину, яка ніколи не курла від колишнього курця.

До проведення досліджень за участю добровольців велика частина дослідів здійснюється на лабораторних тварин, так як випробування за участю людей пов'язані з більш жорстким регулюванням етичних і правових аспектів дослідження. Крім того, лабораторні модельні організми відрізняються порівняно швидкими циклом життя і розвитком патологій, завдяки чому з ними зручніше працювати.

Дослідження проводили на лабораторних мишах, частина яких піддавалася впливу сигаретного диму протягом семи місяців, частина імітувала відмову від куріння (після двох місяців впливу сигаретним димом миші знову дихали фільтрованим повітрям), а інші миші були Зсжниками – їх захистили від тютюнового диму. Виявилося, що шість з 11 генів універсальні і для людини, і для мишей, і з їх допомогою можна було сформувати досить точний профіль експресії генів курця.

Токсичні товариші

Визначення профілю курця на основі експресії його генів поки що не є повсюдно поширеним аналізом, проте дослідження в цій області ведуться, і, можливо, у відносно незабаром подібний тест буде доступний для всіх бажаючих. Але і оцінкою рівня нікотину і котиніну дослідження, пов'язані з вивченням впливу куріння на організм, не обмежуються – вимірюються і деякі інші компоненти сигаретного диму поряд з вивченням ряду біохімічних показників організму.

В першу чергу, разом з тютюновим димом курець вдихає чадний газ. Для людини чадний газ токсичний-через нього ж найчастіше люди отримують серйозне отруєння або навіть гинуть під час пожеж. У нормі гемоглобін зв'язується з киснем і вуглекислим газом і, переносячи їх в крові по всьому організму, забезпечує таким чином процес дихання. У присутності високих концентрацій чадного газу комплекс між гемоглобіном і киснем (оксигемоглобін) не може утворитися, так як зв'язок між чадним газом і гемоглобіном незворотна, а їх комплекс, карбоксигемоглобін, значно міцніше. В результаті порушується транспортування кисню і клітинне дихання. У курців рівень карбоксигемоглобіну підвищений. Уже при десятивідсотковому рівні вмісту карбоксигемоглобіну в крові людина може відчувати сильні головні болі і нудоту.

Нікотин-основний алкалоїд тютюну, проте крім нього в тютюні присутні деякі інші алкалоїди. Найбільш поширені з них-норнікотін, анатабін і анабазін. Вважається, що більшість таких алкалоїдів утворюється або в ході діяльності бактерій, або в процесі обробки тютюну. Ці сполуки відповідальні за утворення специфічних для тютюну N-нітрозамінів – хімічно стабільних сполук, що надають канцерогенну і мутагенну дію. Найбільш поширені в тютюні N-нітрозаміни – 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон (NNK), N'-нитрозонорникотин (NNN), N'-нитрозоанатабин (NAT), N'-нитрозоанабазин (NAB), 4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанол (NNAL) і деякі інші. Нітрозаміни можуть зустрічатися в деяких косметичних засобах і навіть продуктах харчування, проте їх вміст в сигаретах і тютюновому димі значно вище. Будучи канцерогенами, в організмі людини нітрозаміни можуть сприяти розвитку онкологічних захворювань.

Крім N-нітрозамінів канцерогенною і мутагенною дією володіють також поліциклічні ароматичні вуглеводні (ПАУ) – органічні сполуки, що складаються з двох і більше ароматичних кілець з атомів вуглецю. ПАУ утворюються в результаті неповного згоряння багатьох природних органічних речовин, таких як нафта, деревина або тютюн, і зустрічаються у всьому навколишньому середовищі. У тютюновому димі виявляється кілька сотень різних ПАУ. Дані з'єднання в повітрі знаходяться, як правило, в складі складних сумішей. З урахуванням цього для оцінки ступеня забруднення повітря або організму ПАУ найчастіше в якості одиничного індикатора використовується бензо[a]пірен. Цей ПАУ найбільш добре вивчений і є одним з найсильніших канцерогенів серед інших сполук його ряду.

Переглядів: 3107
Коментувати:
Введіть цифри


likari_doveli_shho_kЛікарі довели, що куріння викликає зменшення мозку
08:36 14.12.2023
prozhivannya_na_orenПроживання на орендованій квартирі прискорює біологічне старіння скоріше ніж безробіття чи куріння
09:56 12.10.2023
yak_mittya_i_pidlog_Як миття і підлог і інша робота по дому врятує від інсульту: варто дізнатися!
20:32 30.09.2023
vejping_zmenshue_rozВейпінг зменшує розмір чоловічих яєчок
09:10 07.09.2023
pochatok_i_zakriplenПочаток і закріплення куріння у підлітків пов'язали з симетричними областями мозку
11:16 21.08.2023
gazova_plita_viyavilГазова плита виявилася шкідливішою, ніж пасивне куріння
11:31 24.06.2023
eksperiment_pokazav_Експеримент показав, як «божевільні боби» впливають на рухливість сперматозоїдів
16:14 31.05.2023
likari_rozpovili_yakЛікарі розповіли, як можна визначити свій рівень холестерину
12:40 05.12.2022
os_shho_zrobit_ditinОсь що зробить дитину імпульсивною та агресивною: нове дослідження
13:06 24.11.2022
navit_odna_sigareta_Навіть одна сигарета блокує вироблення естрогену в мозку жінок
11:40 21.10.2022

Ми в соцмережах:

♥ В "Закладки"
Популярне

























QRcode Наш Топ-100
Новини тижня (стрічка новин)
Смачні рецепти страв
Корисні штуки
Музика для відпочинку:
 
Архив
Інтереcно - (С) 2020 Всі права збережено
Використання будь-яких матеріалів, розміщених на сайті, дозволяється за умови посилання на Інтереcно обов'язково.