Nikotyna

Nikotyna

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) (S)-3-[2-(N-metylopirolidyno)]pirydyna
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	C10H14N2
Masa molowa	162,23 g/mol
Wygląd	bezbarwna ciecz brunatniejąca na powietrzu[1]
Identyfikacja
Numer CAS	54-11-5
PubChem	89594
DrugBank	DB00184
SMILES CN1CCCC1C2=CN=CC=C2
InChI InChI=1S/C10H14N2/c1-12-7-3-5-10(12)9-4-2-6-11-8-9/h2,4,6,8,10H,3,5,7H2,1H3/t10-/m0/s1 InChIKey SNICXCGAKADSCV-JTQLQIEISA-N
Właściwości Gęstość 1,0097 g/cm³ (20 °C)[2]; ciecz Rozpuszczalność w wodzie mieszalna[2] w innych rozpuszczalnikach bardzo dobrze rozpuszczalna w etanolu, eterze dietylowym i chloroformie[2] Temperatura topnienia −79 °C[2] Temperatura wrzenia 246 °C[2] Zasadowość (pKb) pKa1 = 8,02 pKa2 = 3,12[2] Współczynnik załamania 1,5282 (589 nm, 20 °C)[2] Skręcalność właściwa [α]D −169°
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2016-04-11] Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Niebezpieczeństwo Zwroty H H301, H310, H411 Zwroty P P280, P301+P310, P361, P302+P350, P405, P501[4] Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[3] Silnie toksyczny (T+) Groźny dla środowiska (N) Zwroty R R25, R27, R51/53 Zwroty S S36/37, S45, S61 NFPA 704 Na podstawie podanego źródła[5] 1 4 0   Numer RTECS QS5250000
Podobne związki
Podobne związki	pirydyna, pirolidyna, kotynina
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Klasyfikacja medyczna
ATC	N07BA01
Legalność w Polsce	substancja niesklasyfikowana
Farmakokinetyka Okres półtrwania 2 h[6]

Nikotyna – organiczny związek chemiczny z grupy alkaloidów pirydynowych. Naturalnie występuje w liściach i korzeniach tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum)^[1].

Zbudowana jest z dwóch pierścieni heterocyklicznych, pirydyny i pirolidyny, której atom węgla w pozycji 2 stanowi centrum chiralne (naturalnie występująca nikotyna jest enancjomerem o konfiguracji S).

Działanie na organizm ludzki

Związek psychoaktywny^[7]. Powszechnie podawaną dawką LD50 dla człowieka jest ok. 0,8 mg/kg masy ciała – doustnie (60 mg przyjęte przez dorosłego). Wartość ta została jednak ustalona jeszcze w XIX wieku, w drodze badań o ograniczonej wiarygodności, może więc odbiegać od rzeczywistości; znane są liczne przypadki przeżycia znacznie większych dawek. W świetle nowszych badań, bardziej prawdopodobna wydaje się LD₅₀ w przedziale 6,5–13 mg/kg masy ciała, co czyniłoby ją zbliżoną do tej dla psów (LD₅₀ dla myszy wynosi 3,3 mg/kg masy ciała, a dla szczurów – ponad 50 mg/kg)^[8].

Zawartość nikotyny w tytoniu papierosowym jest rzędu 1–2% suchej masy^[9][10], natomiast w dymie papierosowym rzędu 0,2–1 mg/papieros (w zależności od rodzaju i marki papierosów).

Do końca XX w. uważano, że czysta nikotyna nie prowadzi do rozwoju nowotworów^[11][12]. W pierwszej dekadzie XXI w. pojawiły się jednak prace podważające ten pogląd^{[12][13][14][15][16]}, wywołując debatę wśród naukowców na temat jej właściwości rakotwórczych^[17].

Istnieją bardzo rozbieżne opinie w świecie nauki co do potencjału uzależniającego nikotyny. Według niektórych doniesień, właściwości uzależniające wyizolowanej nikotyny nie są znaczące^[18], a decydujący wpływ na silne uzależnienie od papierosów ma występowanie w dymie tytoniowym inhibitorów monoaminooksydazy (w szczególności harman i norharman). Inne badania zaprzeczają tej tezie^[19][20][21].

Nikotyna jest silnym agonistą receptorów N-acetylocholinowych. W niskich dawkach (1–3 mg) wykazuje działanie stymulujące, co jest głównym powodem, dla którego palenie tytoniu sprawia przyjemność. Nikotyna działa na organizm człowieka na wiele różnych sposobów, gdyż wiąże się trwale i blokuje działanie kilkudziesięciu różnego rodzaju enzymów. W małych dawkach działa ona stymulująco, powodując wzmożone wydzielanie adrenaliny, co powoduje wszystkie związane z tym objawy (zanik bólu i głodu, przyspieszone bicie serca, rozszerzone źrenice itp). W większych dawkach powoduje trwałe zablokowanie działania układu nerwowego, gdyż wiąże się ona trwale z receptorami nikotynowymi w komórkach nerwowych zaburzając ich metabolizm. Pojawia się uczucie lekkości, następnie zmiana percepcji, zmiana postrzegania otoczenia, światłowstręt, zmęczenie, brak energii, uczucie oderwania od rzeczywistości, myślotok, wymioty, biegunka. W jeszcze większych dawkach występuje zamroczenie pola widzenia i pojawić się mogą halucynacje – zazwyczaj czarno-białe „wizjonerskie” obrazy. W ekstremalnie wysokich dawkach następuje utrata przytomności, drgawki i zgon.

W przypadku palenia papierosa nikotyna działa niemal natychmiast po zażyciu, ok. 7 sekund (czas potrzebny na przedostanie się nikotyny szlakiem jama ustna – płuca – krew krążenia małego – serce – aorta – tętnice mózgu). Biologiczny okres półtrwania nikotyny w mózgu wynosi ok. 2 h^[6]. W organizmie człowieka 70–80% nikotyny ulega w wątrobie przemianie do kotyniny. Innymi metabolitami są N-tlenek nikotyny (4–7%) oraz N-tlenek kotyniny^[22][23].

Nikotyna zwiększa wydzielanie wazopresyny^[24] oraz angiotensyny II i endoteliny-1, które zwiększają ryzyko stanu prozakrzepowego^[25].

Mechanizm uzależnienia od nikotyny tłumaczony jest, podobnie jak w przypadku wielu innych substancji uzależniających, od podwyższenia poziomu dopaminy w mózgu. Potwierdzone to zostało w badaniach na myszach, przy czym zarejestrowano także wpływ tego procesu na procesy decyzyjne^[26].

Historia

Nazwa nikotyny pochodzi od nazwiska dyplomaty Jeana Nicota, który w XVI wieku wprowadził tytoń na dworze francuskim; pierwotnie oznaczała ona gatunek rośliny, nie zaś zawartą w niej substancję^[27]. Nikotyna została pierwszy raz wyizolowana w 1828 roku^[28][29], jej chemiczna budowa odkryta w roku 1843, a otrzymana została po raz pierwszy w 1904 roku^{[potrzebny przypis]}.

Nikotyna jako lek

W 1979 roku neurobiolog UCLA Marie-Françoise Chesselet wykazała, że nikotyna podwyższa poziomy dopaminy, neuroprzekaźnika koniecznego dla wzbudzenia stanu uwagi, a także w kontrolowaniu ruchu^[30]. Chesselet stwierdziła, że nawet niewielka dawka nikotyny stymuluje uwolnienie dopaminy w ciele prążkowanym, hamując ruchy, które w innym wypadku wymknęłyby się spod kontroli^[30].

W 2018 roku Paul Newhouse na wystąpieniu w czasie Global Forum on Nicotine przedstawił wyniki badań wskazujące, że nikotyna może być stosowana w leczeniu chorób neurodegeneracyjnych mózgu takich jak łagodne zaburzenia poznawcze, choroba Alzheimera i zespół Downa^[31]. Dzięki nikotynie pacjenci mieli lepszą pamięć krótkotrwałą, byli bardziej skoncentrowani i osiągali lepsze wyniki w zadaniach wymagających sprawności intelektualnej^[31]. Poza tym stwierdzono, że nikotyna może działać jak antyoksydant, chroniąc komórki mózgu przed szkodliwymi wolnymi rodnikami^[31].

Przypisy

1. Podręczny słownik chemiczny, RomualdR. Hassa (red.), JanuszJ. Mrzigod (red.), JanuszJ. Nowakowski (red.), Katowice: Videograf II, 2004, s. 266, ISBN 83-7183-240-0 .
2. CRC Handbook of Chemistry and Physics, William M.W.M. Haynes (red.), wyd. 95, Boca Raton: CRC Press, 2014, s. 3-408, 5-101, ISBN 978-1-4822-0867-2  (ang.).
3. Nikotyna, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2015-04-10]  (ang.).
4. (S)-(–)-Nicotine, karta charakterystyki wydana na obszar Polski, Alfa Aesar (Thermo Fisher Scientific), numer katalogowy A12398 [dostęp 2016-04-11] .
5. Nikotyna (nr N3876) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2016-04-11]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
6. M.M. Nakajima M.M., T.T. Yokoi T.T., Interindividual Variability in Nicotine Metabolism: C-Oxidation and Glucuronidation, „Drug Metabolism and Pharmacokinetics”, 20 (4), 2005, s. 227–235, DOI: 10.2133/dmpk.20.227, PMID: 16141602 .
7. psychoactive substance, [w:] NCI's Dictionary of Cancer Terms [online], National Cancer Institute .url
8. BerndB. Mayer BerndB., How much nicotine kills a human? Tracing back the generally accepted lethal dose to dubious self-experiments in the nineteenth century, „Archives of Toxicology”, 88 (1), 2014, s. 5–7, DOI: 10.1007/s00204-013-1127-0, PMID: 24091634, PMCID: PMC3880486 [dostęp 2023-05-16]  (ang.).
9. L.A.L.A. Ciolino L.A.L.A. i inni, Reversed phase ion-pair liquid chromatographic determination of nicotine in commercial tobacco products. 2. Cigarettes, „Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 9, 47, 1999, s. 3713–3717, DOI: 10.1021/jf990050r, PMID: 10552710  (ang.).
10. Jae GonJ.G. Lee Jae GonJ.G. i inni, Fast analysis of nicotine in tobacco using double-shot pyrolysis--gas chromatography--mass spectrometry, „Journal of Agricultural and Food Chemistry”, 55 (4), 2007, s. 1097–1102, DOI: 10.1021/jf062486u, PMID: 17256957 .
11. S.S.S.S. Hecht S.S.S.S., Tobacco smoke carcinogens and lung cancer, „Journal of the National Cancer Institute”, 91 (14), 1999, s. 1194–1210, DOI: 10.1093/jnci/91.14.1194, PMID: 10413421 .
12. W.K.W.K. Wu W.K.W.K., C.H.C.H. Cho C.H.C.H., The pharmacological actions of nicotine on the gastrointestinal tract, „Journal of Pharmacological Sciences”, 94 (4), 2004, s. 348–358, DOI: 10.1254/jphs.94.348, PMID: 15107574 .
13. Y.N.Y.N. Ye Y.N.Y.N. i inni, Nicotine promoted colon cancer growth via epidermal growth factor receptor, c-Src, and 5-lipoxygenase-mediated signal pathway, „Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics”, 308 (1), 2004, s. 66–72, DOI: 10.1124/jpet.103.058321, PMID: 14569062 .
14. H.P.H.P. Wong H.P.H.P. i inni, Nicotine promotes colon tumor growth and angiogenesis through beta-adrenergic activation, „Toxicological Sciences”, 97 (2), 2007, s. 279–287, DOI: 10.1093/toxsci/kfm060, PMID: 17369603 .
15. RebeccaR. Davis RebeccaR. i inni, Nicotine promotes tumor growth and metastasis in mouse models of lung cancer, „PLoS One”, 4 (10), 2009, e7524, DOI: 10.1371/journal.pone.0007524, PMID: 19841737, PMCID: PMC2759510 .
16. K.M.K.M. Chu K.M.K.M., C.H.C.H. Cho C.H.C.H., V.Y.V.Y. Shin V.Y.V.Y., Nicotine and gastrointestinal disorders: its role in ulceration and cancer development, „Current Pharmaceutical Design”, 19 (1), 2013, s. 5–10, DOI: 10.2174/1381612811306010005, PMID: 22950507 .
17. A.A. Cardinale A.A. i inni, Nicotine: specific role in angiogenesis, proliferation and apoptosis, „Critical Reviews in Toxicology”, 42 (1), 2012, s. 68–89, DOI: 10.3109/10408444.2011.623150, PMID: 22050423 .
18. KarineK. Guillem KarineK. i inni, Monoamine oxidase inhibition dramatically increases the motivation to self-administer nicotine in rats, „The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience”, 25 (38), 2005, s. 8593–8600, DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2139-05.2005, PMID: 16177026, PMCID: PMC6725504 .
19. Kenneth A.K.A. Perkins Kenneth A.K.A., Joshua L.J.L. Karelitz Joshua L.J.L., Reinforcement enhancing effects of nicotine via smoking, „Psychopharmacology”, 228 (3), 2013, s. 479–486, DOI: 10.1007/s00213-013-3054-4, PMID: 23494236, PMCID: PMC3707934 [dostęp 2023-05-16]  (ang.).
20. RachelR. Grana RachelR., NealN. Benowitz NealN., Stanton A.S.A. Glantz Stanton A.S.A., E-Cigarettes: A Scientific Review, „Circulation”, 129 (19), 2014, s. 1972–1986, DOI: 10.1161/CIRCULATIONAHA.114.007667, PMID: 24821826, PMCID: PMC4018182 [dostęp 2023-05-16]  (ang.).
21. Lorena M.L.M. Siqueira Lorena M.L.M. i inni, Nicotine and Tobacco as Substances of Abuse in Children and Adolescents, „Pediatrics”, 139 (1), 2017, art. nr e20163436, DOI: 10.1542/peds.2016-3436  (ang.).
22. Nicotine Pathway, Pharmacokinetics [online] [dostęp 2011-09-01] .
23. W.W. Piekoszewski W.W. i inni, Opracowanie metody oznaczanie metabolitów nikotyny w moczu, „Przegląd Lekarski”, 66 (10), 2009, s. 593–597, PMID: 20301889 .
24. William J.W.J. Marshall William J.W.J., Clinical Chemistry, Edinburgh: Mosby, 2007, s. 17, ISBN 978-0-7234-3328-6 .
25. MarekM. Naruszewicz MarekM., Wpływ palenia tytoniu na hemostatyczne czynniki ryzyka chorób sercowo-naczyniowych [online], Pamiętaj o sercu – Narodowy Program Profilaktyki i Leczenia Chorób Układu Sercowo-Naczyniowego POLKARD [dostęp 2009-11-30] .
26. MalouM. Dongelmans MalouM. i inni, Chronic nicotine increases midbrain dopamine neuron activity and biases individual strategies towards reduced exploration in mice, „Nature Communications”, 12 (1), 2021, s. 6945, DOI: 10.1038/s41467-021-27268-7, PMID: 34836948, PMCID: PMC8635406 [dostęp 2023-05-16]  (ang.).
27. MirosławM. Dworniczak MirosławM., Głód nikotyny, „Wiedza i Życie”, 5/2022, s. 39 .
28. JaromirJ. Budzianowski JaromirJ., Tytoń – niegdyś roślina lecznicza. Czy zawiera substancje o właściwościach leczniczych?, „Przegląd Lekarski”, 70 (10), 2013, s. 865–868, PMID: 24501813 .
29. Nikotyna, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2021-07-30] .
30. Nikotyna - cudowny lek? [online], Mootropy.pl [dostęp 2020-11-22] .
31. Nikotyna może leczyć. [dostęp 2020-04-24].

Przeczytaj ostrzeżenie dotyczące informacji medycznych i pokrewnych zamieszczonych w Wikipedii.

Kontrola autorytatywna (rodzaj indywiduum chemicznego):

• LCCN: sh85091817
• J9U: 987007531422205171

Encyklopedie internetowe:

• PWN: 3947755
• Britannica: science/nicotine
• DSDE: nikotin