A dohánycserjék a hagyomány szerint Amerikából származnak. A szárított dohánylevéllel az európaiak közül Kolumbusz találkozott elôször 1492-ben, amikor Amerika földjére lépett. A dohánytermékeket több, mint 380 éve forgalmazzák a civilizált világban. Az utóbbi évszázadokban a dohánytermékeket túlnyomórészt dohányzás, azaz az égô termék szívása útján használták fel.
Ez alatt az idô alatt bebizonyosodott, hogy a dohányzásnak számos egészségkárosító hatása van. E hatások egy része csak a felhasználót, azaz a dohányzó személyt (a továbbiakban a dohányost) károsítja, más része azonban a vele egy légtérben tartózkodókat, a passzív dohányosokat is, sôt a légcsere révén a dohányos nem csak közvetlen, hanem távolabbi környezetét is veszélyezteti.
A környezetet károsító hatások a dohányos elkülönítésével, a dohányzás helyének korlátozásával jelentôs mértékben csökkenthetôk. A dohányosok egészségvédelmére a dohánytermékeket gyártó cégek számos módosítást vezettek be. Közülük több, így a dohányárúk egészségkárosító összetevôi mennyiségének csökkentése, valamint a dohányfüst káros kátránytermékeinek eltávolítása, tehát a különbözô filterek bevezetése, valóban hatásosnak bizonyult.
Azonban a dohányosok védelme saját aktív közremûködésük nélkül egy bizonyos ponton túl nem fokozható. A leghatásosabb védelem természetesen a teljes leszokás lenne. Általában ez azonban különbözô okok miatt nem vagy csak részben valósítható meg.
A dohányos szervezetének a szokásos anyagcsere folyamatokon kívül a dohányzásból származó anyagokat is le kell bontania, mégpedig a dohányzás káros következményei miatt nehézkesebben mûködô, kisebb hatékonyságú szervezettel. Könnyen belátható, hogy a dohányosok a tápanyagokat rosszabb hatásfokkal bontják le, tehát kevesebb energiát tudnak hasznosítani, mint a nem-dohányzók. Ez a folyamat más, egészséget károsító hatás nélkül, önmagában is elôbb vagy utóbb a szervezet leromlásához vezethet.
Úgy tûnik, hogy egyes vitaminok célzott szedésével egyrészt a dohányos szervezetében rossz hatásfokkal mûködô anyagcsere folyamatok hatékonysága növelhetô, másrészt a dohányzás során a szervezetbe kerülô vagy annak hatására a szervezetben keletkezô ártalmas anyagok, elsôsorban a szervezetet veszélyeztetô szabad gyökök káros hatásai kivédhetôk.
Az elôbbi hatóanyag típusba elsôsorban egyes vízben oldható vitaminok tartoznak, ugyanis ezekbôl keletkeznek a szervezet anyagcsere folyamataiban a reagens szerepét betöltô koenzimek, tehát e vitaminok jelenléte mindenképpen a szervezet mûködésének hatékonyságát növelheti.
Az utóbbi hatóanyag típusba tartozó vitaminok (pl. az E vitaminok) általában vízben nem oldódnak és az ide sorolható antioxidáns hatású más koenzimek szintén apolárosak. Ezek az anyagok legalább részben hatástalanítani tudják a dohányfüst egészségre káros komponenseit, elsôsorban a szervezetet veszélyeztetô szabad gyököket.
Ilyen készítmények az aktív dohányosok egészségkárosodását jelentôs mértékben csökkenthetik. Ezen készítmények rendszeres szedésével tehát olyan egyének is tevékenyen hozzájárulhatnak egészségük megóvásához, akik különbözô okok miatt nem tudnak vagy nem kívánnak szenvedélyükrôl leszokni. Itt kell azonban megjegyeznünk, hogy a dohányzás valamennyi káros hatása alól csak leszokással lehet mentesülni.
Célunk az, hogy a kémiai, biokémiai és orvosi háttér felvázolásával ötleteket adjunk arra vonatkozóan, hogy milyen vitaminokat, illetve milyen vitamin jellegû készítményeket szedjenek a dohányosok egészségük megóvása érdekében, bemutassuk, hogy milyen elônyöket várhatnak ilyen készítmények használatától, ugyanakkor bemutassuk ezek használhatóságának korlátait.
Célunk eléréséhez ismertetnünk kell a dohánycserjék, a dohány termékek, valamint a dohányfüst hatóanyagainak szerkezetét, keletkezését és az emberi szervezetre gyakorolt - az esetek túlnyomó többségében káros - hatásait, azaz hatástani (farmakológiai) tulajdonságait. Csak ezen ismeretek birtokában indokolhatjuk meg tudományos igénnyel a különbözô vitaminok, illetve vitamin készítmények alkalmazásának elônyeit.
Az áttekintés során gyakran általánosításra és egyszerûsítésre kényszerülünk. Nem foglalkozunk a különbözô dohánycserjék és azokból származó dohánytermékek hatóanyag összetétel különbségeivel, a különbözô dohány finomítási eljárások okozta variációkkal, és nem részletezzük a különbözô dohányipari termékek egyediségét, például a szivarok és a filteres, illetve filter nélküli cigaretták egyéni tulajdonságait, stb.
A könyvben típusok szerint tárgyaljuk azokat a hatóanyagokat, amelyek gyakorlatilag minden dohány típusban elôfordulnak és ezek szerkezet-hatás összefüggéseinek bemutatásával ismertetjük az emberi szervezet mûködésére gyakorolt, általában negatív hatásukat.
Mindenek elôtt ahhoz, hogy megértsük a dohányzás veszélyeit, meg kell ismernünk az emberi szervezetben lejátszódó anyagcsere folyamatok néhány jellemzôjét.
Általánosságban elmondhatjuk, hogy az emberi szervezetben a mûködéshez szükséges anyagcsere folyamatok lényegében nem különböznek a más élô szervezetekben lejátszódó folyamatoktól. Természetesen nagy különbségek vannak az egyes élôlény típusok között. Vannak olyan anyagcsere folyamatok csak egyes élôlényekre jellemzôk (például a fotoszintézis a növényekre) és igazán nagy különbségek vannak az anyagcsere folyamatok összehangolásában, azaz szabályozásában is.
Az élô szervezeteket felépítô szerves molekulákat biomolekuláknak nevezzük. Négy alapvetô biomolekula típust ismerünk, a fehérjéket, a szénhidrátokat, a nukleinsavakat és a lipideket.
A fehérjék közismerten aminosavakból felépülô óriás molekulák. Az élô szervezetek egyes szöveteinek, például az izomszövet felépítésében a fehérjék fontos szerepet játszanak. Legnagyobb jelentôségük abban van, hogy egyes képviselôik, az enzimek katalizátorként mûködnek közre az élô szervezetekben lejátszódó, a biomolekulákat felépítô és lebontó szerves kémiai reakciókban, azaz az elsôdleges anyagcsere folyamatokban. Ez azt jelenti, hogy az enzimek lehetôvé teszik azt, hogy az egyes anyagcsere folyamatok energiaigénye aránylag kicsi legyen, tehát a reakció viszonylag könnyen végbemenjen. Mivel az élô szervezetek valamennyi tulajdonságát végeredményben a bennük lezajló kémiai reakciók összessége szabja meg, elmondható, hogy az élô szervezetet fehérjekészlete (enzimkészlete) jellemzi, annak átörökítése (a nukleinsavak közvetítésével) saját reprodukcióját jelenti.
Egyes fehérjék, különösen az enzimek térszerkezetének (konfor-mációjának) igen nagy szerepe van a katalizáló hatásban. E térszerkezet biztosításában sokszor sók, gyakran mikroelemeket tartalmazó sók játszanak szerepet. Ez az oka annak, hogy a multivitamin készítmények egyre több mikroelemet (pl. rezet, cinket, szelént, stb.) tartalmaznak.
A szénhidrátok, más néven cukrok és poliszacharidok funkciói is széleskörûen ismertek. Egyesek tartalék tápanyagok, ilyen például a keményítô, mások, köztük a cellulóz, szerkezeti anyagok. Az egyszerû cukrok, különösen a hat szénatomos glükóz (szôlôcukor) és annak bomlásterméke a három szénatomos glicerinaldehid jelentôs szerepet játszanak az anyagcsere folyamatokban.
A nukleinsavak az élô szervezetek örökítô anyagai. Két jellegzetes csoportjuk, az RNS, különösen a DNS képviselôi talán a legismertebb biomolekulák. A nukleinsavak a fehérjék bioszintézisét végzô biomolekulák. A DNS hordozza a szervezet fehérjekészletének átörökítésére vonatkozó valamennyi genetikai információt, amely segítségével bonyolítják le a különbözô RNS típusok a genetikai információ a fehérjekészlet bioszintézisét.
A lipidek biomolekula csoportjába a nagyon apoláros, víztaszító, azaz zsíroldékony, másnéven lipofil tulajdonságú szerves vegyületek tartoznak. A lipidek általában tartalék tápanyagok (pl. a háj), de vannak közöttük vitaminok (A, D, E és K vitaminok) és szervezet mûködését összehangoló anyagok, azaz hormonok (pl. nemi hormonok) is.
A lipidek között egy része lúgos fôzéskor elhidrolizálódik, ezeket a vegyületeket összetett lipideknek nevezzük. Az összetett lipidek közé tartoznak a zsírok és az olajok. A egyszerû lipidek nem hidrolizálhatók. Közéjük tartoznak a zsírban oldódó vitaminok és a szteroid hormonok.
Majdnem minden élôlény olyan vegyületeket is tartalmaz, amelyek feladata nem a szervezet anyagának felépítése, hanem valami más funkciója van. Ez a feladat lehet az anyagcsere folyamatokat segítô vagy szabályozó funkció, illetve valamilyen módon a szervezet védemének szolgálata. Ezeket az anyagokat másodlagos anyagcsere termékeknek más néven szekunder metabolitoknak nevezzük.
A másodlagos anyagcsere termékek közé igen változatos kémiai felépítésû szerves vegyületek tartoznak. Mindegyikükre jellemzô, hogy az élô szervezetekben valamelyik biomolekulából, azaz elsôdleges anyagcsere termékbôl keletkeznek.
Az anyagcsere folyamatok, tehát a biomolekulák lebomlása és felépülése, az élô szervezet alapegységeiben, a sejtekben játszódnak le. Minden élôlényre, sôt az egyes élôlények különbözô szöveteire is, más és más sejttípus jellemzô. Egyes célsejtek felépítésétôl eltekintve elmondhatjuk, hogy egy sejt különbözô alegységeket, úgynevezett sejtorganellumokat tartalmaz, amelyeket membránok választanak el egymástól.
A membránokat különleges szerkezetû molekulák építik fel. Ezen molekulák egyik részlete erôsen vízoldékony, azaz hidrofil, ezt a tulajdonságot polárosnak nevezzük. Ugyanannak a molekulának másik részlete víztaszító (hidrofôb, más néven lipofil), csak zsírokban oldódik, tehát apoláros természetû. A poláros és apoláros molekularészletet egyaránt tartalmazó molekulákat felületaktív (amfipatikus, detergens) molekuláknak nevezzük.
A felületaktív molekulák poláros vagy apoláros felületeken irányított adszorpcióra képesek, ezen alapul a reklámokból is unalomig ismert “mély” mosóhatás. A detergens molekulák egymáshoz is irányítottan kapcsolódnak, ilyen síkszerû, irányítottan összekapcsolódott, bimolekuláris rétegek a membránok.
A membránok az élô szervezetek sejtjeit vagy sejtrészleteit (organellumait) úgy választják el egymástól, hogy a membránba ékelôdött és azon áthatoló (integráns) fehérjék útján bizonyos korlátozott kapcsolatot is lehetôvé tesznek. A membránok, amelyek lipideken és fehérjéken kívül kötött állapotban lévô szénhidrátokat is tartalmaznak, jelentôs szerepet játszanak az anyagcsere folyamatokban. A membránok belsô, hidrofób részében apoláros molekulák (pl. zsírban oldódó vitaminok) tárolhatók.
A membránokon keresztül csak a nagyon kis méretû molekulák (pl. vízmolekulák), valamint a nem nagy méretû, erôsen apoláros molekulák képesek akadály nélkül áthaladni. A bonyolultabb szerkezetû molekulák nagy része számára az áthaladás nem lehetséges. Bizonyos molekulák úgy képesek átjutni, hogy az egyik integráns fehérje egyik, többnyire meghatározott, oldalához kötôdnek és a fehérje térszerkezetének (konformációjának) megváltozása a membrán túloldalára szállítja ôket. Megjegyezzük, hogy a membrán-transzport (a membránon keresztül szállító) folyamatok általában a passzív diffúzió szabályainak engedelmeskednek, az áthaladás csak a töményebb oldatból a hígabb oldat irányába lehetséges. Ellentétes irányú transzport (aktív transzport) külön energia befektetést igényel.
Az eukarióta sejt felépítésének vázlata
A membránok igen érzékenyek különbözô behatásokra. Különösen könnyen tönkremennek oxidáció hatására, illetve szabad gyökök jelenlétében. Ha a membránon áthaladó anyagszállító folyamatokban, a transzport folyamatokban bármilyen zavar keletkezik, a sejt mûködése súlyosan károsodik. Ha a plazmamembrán megsérül, a sejt elpusztul. A szabad gyökök hatására a sejt membránjait oxidáció útján roncsoló hidrogén-peroxid (H2O2) keletkezik, így teszi tönkre a sejteket. A szabad gyökök egyéb káros hatásaira késôbb visszatérünk.
Az emberi sejt magas fejlettségû, mert sejtmaggal rendelkezik. Az ilyen sejteket tartalmazó élôlényeket eukariótáknak nevezzük, szemben a sejtmaggal még nem rendelkezô, kevésbé fejlett élô szervezetekkel, prokariótákkal, például a mikroorganizmusokkal.
A sejtet a citoplazma, más néven citoszol tölti ki. A sejtorganellumok közül az alapvetô anyagcsere folyamatok szempontjából igen fontos a kettôs membránnal rendelkezô mitokondrium, a sejtlégzés, a tápanyagokból származô energia beépítésének és használatának színtere. Az eukariótákban a sejtmag elkülönítve tartalmazza az öröklést biztosító DNS tartalmat.
Az élô szervezetben lejátszódó folyamatokra is érvényesek a fizikai kémia törvényei. Az élô szervezetek anyagcseréje, a metabolizmus folytonos átalakulások sorozata. A lebontó (a katabolizmusban résztvevô) és bioszintetikus (az anabolizmusban résztvevô) folyamatok nem azonos úton és nem teljesen azonos enzimkészlettel mûködnek, ez teszi lehetôvé, hogy a környezettel egyszerû kémiai egyensúlyban nem lévô élôlény állandóan fenntartsa szervezeti állandóságát.
Az élô szervezet ugyanis egyensúly szempontjából nyitott rendszer, állandósága valójában stacionárius (steady state) állapot, ezért a környezettel állandó energia- és anyag-kicserélôdésben van. A felvett energia mindig több, mint a leadott. Ez fedezi az élô szervezet fenntartásának energiaszükségletét. Az élô szervezetekben tehát állandó az energiafelvétel.
Az energiafelvétel szempontjából az élôlények két csoportra oszthatók. Az autotróf szervezetek a napenergia (egyes esetekben kémiai energia) hasznosításával a környezetbôl felvett vízbôl és szén-dioxidból (némi ásványi sók és ammónia segítségével) testük biomolekuláit maguk építik fel (közéjük tartoznak a fotoszintetizáló növények). A heterotróf élôlények fennmaradásához szerves molekulák felvételére is szükség van, ezeket esszenciális molekuláknak nevezzük. A vitaminok például esszenciális molekulák. Az anyagcserét, így a szervezet harmónikus mûködését sokrétegû szabályozási hálózat összehangolja össze. A heterotróf élôlények, közöttük az emberek fennmaradásuk energiaszükségletét a tápanyagok lebontásából származó energiából fedezik.
Az enzimek katalizálta anyagcsere folyamatokban szerves kémiai reakciók sorozata útján keletkeznek a különbözô kiindulási anyagokból, más néven szubsztrátokból (az ember esetében a táplálék különféle molekuláiból) a szervezetet felépítô saját biomolekulák, illetve a lebontó folyamatok más végtermékei. Az esetek nagy részében a kiindulási anyag(ok)on és a katalizáló enzimen kívül a reakció reagens molekulát is igényel.
Azokat a különleges anyagokat, amelyek az élô szervezetekben az enzimek katalizálta reakciókban reagensként mûködnek közre, tehát a szubsztrát molekulából elvesznek vagy ahhoz hozzáadnak egy molekula részletet, általánosan koenzimeknek nevezzük.
A koenzimek nagy részének egyéni neve van. Két koenzim csak betûjelzéssel szerepel, a lipidek bioszintézisében fontos szerepet betöltô, a két szénatomos acetilcsoportot szállító Koenzim-A és a redox folyamatokban szerepet játszó Koenzim-Q betüjelzése a felfedezés sorrendjére utal, nincs kapcsolatban biológiai funkciójával.
A koenzimek csak laza kötéssel kapcsolódnak az enzimekhez. Abban az esetben, ha a reagens és az enzim között erôs, kovalens kötés jön létre, a reagenst nem koenzimnek, hanem prosztetikus csoportnak nevezzük.
A koenzimekbôl nem áll rendelkezésre korlátlan mennyiség, ezért a reakció után regenerálódniuk kell. Ez a regenerációs folyamat általában nem azonos az eredeti átalakulás megfordításával. Egyes koenzimek regenerálási folyamataiban, elsôsorban a terminális oxidációban keletkeznek azok a makroerg kötések, amelyek a szervezet energiaigényét fedezni képesek.
A koenzimek egy része oxidációs-redukciókhoz, röviden redox reakciókhoz szállít hidrogéneket, esetleg elektronokat. Emlékeztetôül annyit, hogy minden olyan reakció oxidációnak számít, amely során a molekulába oxigén épül be, illetve belôle két hidrogén vagy egy-két elektron távozik. Ennek megfelelôen, ha egy molekula oxigént ad le vagy hidrogéneket, illetve elektronokat vesz fel, akkor redukálódik.
Az élô szervezetekben a redox reakciók koenzimei elsôsorban hidrogéneket vonnak el vagy adnak át, de vannak olyan komplexek is, amelyek egy elektron átadására vagy átvételére alkalmasak, ez utóbbiak legismertebb csoportját a hem koenzim tartalmú citokrómok képezik.
Az oxidáció, illetve redukció irányának szigorú szabályai vannak. Az egyes anyagok oxidáló hajlamára jellemzô, mûszerrel mérhetô számértéke a standard potenciál. Csak egy negatívabb standard potenciálú anyag képes hidrogénjét egy másik, tôle pozitívabb standard potenciálú anyagnak átadni, tehát a jelenlévôk standard potenciál viszonyaitól függ az elektron átadás iránya.
Vannak olyan koenzimek, amelyek szenet is tartalmazó molekularészletet szállítanak a szubsztrát molekulára vagy ezt a részletet átveszik tôle. A molekularészletet a szénlánc hosszúsága szerimt különböztetjük meg. A C1 részlet (fragmens) lehet metilcsoport (CH3-) vagy szén-dioxid (CO2), a C2 részlet pedig acetaldehid (CH3CHO) vagy acetilcsoport (CH3CO-) lehet. Van olyan koenzim, amelyik a fehérjék hidrolízisébôl származó aminosavak aminocsoportjának (H2N-) eltávolításában játszik szerepet.
Az élô szervezetbe kerülô tápanyagok, illetve nukleinsavak az egyszerû lipidek kivételével olyan összetett molekulák (glikozidok, savamidok és észterek), amelyekbôl hidrolízissel szabadulnak fel azok az egyszerû biomolekulák (cukrok, aminosavak, zsírsavak stb.), amelyek az oxidatív lebontási folyamatok kiindulási anyagai. E biopolimerek lebontását hidroláz enzimek végzik.
A biopolimerek hidrolízisével keletkezô biomolekulák oxidatív úton bomlanak tovább. A biomolekulák lebontási folyamatait két nagy, egymást követô részre bonthatjuk. Az egyes biomolekula típusok elôször egyedi utakon bomlanak le egy közös közbülsô termékig (intermedierig), az acetil-Koenzim-A-ig.
Az acetil-Koenzim-A molekulákban a tápanyagokból származó két szénatomos acetilcsoportok oxidatív lebontási folyamatokban szén-dioxiddá és vízzé bomlanak tovább, közben jelentôs mennyiségû energia keletkezik, ennek egy része felhasználásig a szervezetben nagy energiájú, úgynevezett makroerg kötések formájában tárolódik.
A makroerg, azaz nagy energiát tartalmazó kötésekre jellemzô, hogy felbomlásuk (hidrolízisük) esetén számottevô energia szabadul fel. Ezt az energiát használja fel a szervezet a különbözô biomolekulákat felépítô, azaz bioszintetikus folyamatok energiaigényének fedezésére.
Mivel az élô szervezetben minden molekula elôbb-utóbb lebomlásra kerül és újonnan szintetizált molekulával helyettesítôdik, a szervezet energiaigénye akkor is jelentôs, ha nem vesszük figyelembe a mozgás, a hôtermelés és egyéb élettani folyamatok extra energiaszükségletét.
A makroerg kötések jellegzetes kémiai szerkezettel bírnak. Leggyakoribb típusuk a savanhidrid kötés. A makroerg kötéssel rendelkezô vegyületek legismertebb képviselôje az adenozin-trifoszfát (ATP), amelybôl hidrolízissel adenozin-difoszfát (ADP) és szervetlen foszfát keletkezik, közben jelentôs mennyiségû energia szabadul fel.
A közös lebontási folyamatnak azt a szakaszát, amelyben az eredetileg a tápanyagból származó szén és hidrogén tartalomból (valamint oxigén tartalomból) szén-dioxid keletkezik és a tápanyagból származó hidrogének redukált koenzimek (NADH+H+, valamint FADH2 molekulák) formájában kerülnek tovább, citrátkörnek ( 3. sz. melléklet) nevezzük.
Azt a folyamatot, amelyben a redukált koenzimek regenerálódnak, a tápanyagból származó hidrogének a levegô oxigénjével vizet alkotnak, azaz az oxigén redukálódik, közben az ADP-bôl és szervetlen foszfátból (Pi) ATP keletkezik, terminális oxidációnak (4. sz. melléklet) nevezzük.
Az egyes biomolekula típusok egyedi utait követve a poliszacharidok hidrolízisekor egyszerû cukrok szabadulnak fel. A leggyakoribb így keletkezô egyszerû cukor a glükóz, ismertebb nevén a szôlôcukor. Más egyszerû cukrok közvetlenül vagy származékaik formájában glükózzá vagy annak származékaivá képesek átalakulni. Az élô szervezetben lezajló szénhidrát anyagcsere kulcsvegyülete a glükóz, amely a glikolízis (1. sz. melléklet) folyamatában piruváttá (piroszôlôsavvá), majd szén-dioxid vesztés közben a közös intermedierré, acetil-Koenzim-A molekulává bomlik. Ez utóbbi folyamatban koenzim a tiamin-pirofoszfát és a liponsav.
Az alternatív glükóz lebomlást, a pentóz-foszfát ciklust (5. sz. melléklet) a glükóz direkt oxidációjának is nevezik. Amint már említettük, ez az a folyamat, amelyben a felépítô folyamatok redukált koenzime és az öt szénatomos cukrok szintetizálódnak.
A piruvát (piroszôlôsav) más módon is átalakulhat. Belôle az izmokban az erôs fizikai munka során tejsav (laktát) keletkezik, ennek tulajdonították sokáig az izomlázat. Egyes mikroorganizmusok a piruvátból szén-dioxid fejlesztés közben etilalkoholt állítanak elô. A kipréselt szôlôlébôl így, szeszes erjedéssel keletkezik a bor. A folyamat reakció egyenletét is az 1. sz. mellékletben mutatjuk be. A must forrásakor keletkezô szén-dioxid a levegônél nehezebb, ezért következhet be fulladásos baleset, ha ilyenkor valaki óvatlanul megy le a borospincébe.
A tápanyagok lebomlásának vázlata
A fehérjék hidrolízisébôl származó aminosavak bomlásakor a piridoxál-foszfát koenzim közremûködésével ammónia szabadul fel és olyan a-keto-karbonsavak keletkeznek, amelyekbôl a közös intermedier acetil-Koenzim-A vagy annak valamilyen utód vegyülete képzôdhet. A lipidek lebomlásakor szintén acetil-Koenzim-A képzôdik.
Az anyagcsere folyamatok most bemutatott vázlata nem tudja érzékeltetni azt a sokrétegû szabályozási hálózatot, amely az anyagcsere folyamatokat összehangolja, lehetôvé teszi az élô szervezet harmónikus mûködését.
Az emberi anyagcserét veszélyeztetô tényezôk
Az élôlények, közöttük az emberek anyagcseréjét több tényezô veszélyeztetheti. Minél magasabb fejlettségû a szervezet, annál kevésbé tud alkalmazkodni a megváltozott körülményekhez, így elmondható, hogy az emberi anyagcsere szabályos lefolyását sokkal több behatás zavarhatja meg, mint egy egyszerûbb szervezetét, például a mikroorganizmusokét.
Van egy olyan káros faktor, amellyel gyakorlatilag csak az embernél kell számolnunk. Elôfordul ugyan, hogy valamilyen élôlény valamelyik enzime nem vagy csak csökkent mértékben mûködik. Ilyenkor teljes vagy részleges életképtelenség lép fel, a természetes kiválasztás során ez a szervezet elhull, a hiba nem öröklôdik.
Egyes emberek szervezetében is kimutatható ilyen probléma, ezt enzimhiány vagy enzimdefektus okozta megbetegedésnek, orvosi nevén enzymopathiának nevezik. Enzimdefektuson vagy más fehérje mûködési zavaron alapul néhány ismert betegség, például a tej- és lisztérzékenység, a cukorbetegség (diabetes mellitus) és számos vérszegénység típus. Az emberek enzimhiány okozta betegségeit nem bízhatjuk a természetes kiválasztódásra, azok gyógyítására vagy legalább tünetmentesítésére törekedni kell. Mivel az enzimhiányra való hajlam általában örökletes, mindenkinek saját magának kell eldöntenie, akarja-e ezt tovább örökíteni. Meg kell jegyeznünk, hogy sok enzimhiány ma is életképtelenséget vagy korai halálozást okoz.
A koenzimek nagy része az emberi szervezetben csak részben vagy egyáltalán nem képes keletkezni, a szervezet a koenzimet vagy annak bioszintéziséhez szükséges kiindulási anyagot általában vízben oldható vitamin formájában veszi fel a táplálkozás során.
Az eredeti definíció szerint olyan szerves vegyületeket nevezünk vitaminoknak, amelyek a vizsgált élôlény számára igen kis mennyiségben, de feltétlenül szükségesek, ezeket szintetizálni nem tudja, ezért a táplálékkal veszi fel ôket. Embercentrikus szemléletünk miatt általában csak az emberek számára vitamint jelentô vegyületeket tekintjük ténylegesen vitaminoknak. A vitaminok teljes hiánya (avitaminózis) súlyosan károsítja a szervezetet, csökkent mennyisége (hipovitaminózis), sôt egyes esetekben túlzott jelenléte (hipervitaminózis) is anyagcsere zavarokat okoz. A vitaminhiány szempontjából különösen jelentôsek a poláros természetû, vízben oldódó vitaminok mivel a koenzimek döntô többsége belôlük keletkezik. Bár az apoláros természetû, zsírban oldódó vitaminok hiánya is vezethet avitaminózishoz, esetükben az anyagcsere blokkolása kevésbé általános, mint a vízben oldódó vitaminok esetében.
A továbbiakban a vitaminokat nem a szokásos sorrendben, ABC szerint, hanem az anyagcsere szempontjából, tehát a koenzimekhez kapcsolódóan funkcióik szerinti csoportosításban, illetve egyéb biológiai feladataik szerint tárgyaljuk. Ennek tudománytörténeti oka van. A vitaminokat a felfedezés sorrendjében, betûk szerint nevezték el. Majdnem minden vízben oldható vitamint B jelzéssel láttak el. Némelyik, korábban vitaminnak tekintett anyagról kiderült, hogy valójában nem vitamin, ugyanakkor ugyanaz az anyag több nevet is kapott. A megoldást a betûk szerinti vitamin jelzés radikális korlátozása jelentette. Néhány igazán népszerû elnevezéstôl (A, B1, B2, B6, B12, C, D, E és K jelzésû vitamin) eltekintve a többi vitamint vegyület nevén emlegetjük (pl. pantoténsav, folsav, niacin, biotin, stb.). Arra csak késôbb térünk ki, hogy az átlagosnál nagyobb mennyiségben történô adagolásuk szerepet játszhat-e a dohányzás káros következményeinek kivédésében.
Niacin (B3-vitamin)
A koenzimek egy része oxidációs-redukciókhoz, röviden redoxi reakciókhoz szállít hidrogéneket. A redoxi koenzimek legismertebb képviselôje az ionos mechanizmusú lebontó folyamatokban a NAD+ (nikotin-adenin-dinukleotid), illetve gyakorlatilag az összes felépítô folyamatban ennek foszforilált származéka, a NADP+, pontosabban redukált formája (NADPH+H+). E koenzimek az emberi szervezetben niacinból (B3-vitamin, korábbi nevén nikotinsav és/vagy nikotinamid) szintetizálódnak.
A B3-vitamin tulajdonképpen két – biológiai funkciójában egymást helyettesíteni képes – anyag. Korábbi nevét (neveit) arról kapta, hogy kémiai szintézisét elôször a nikotinból valósították meg. Ez a elnevezés mára egyértelmûen a dohányzás fogalmához kötôdik, ezért változtatták a vitamin nevét niacinra. Mivel ez az elnevezés valójában két vegyületet jelent, gyakran többes számban használják (niacinok).
A NAD+ citrátkörben és a terminális oxidációban, azaz a biomolekulák prekurzorainak szintézisében, a széndioxid-termelésben és a szervezet energia hasznosításában, tehát a szervezet zökkenésmentes mûködésének biztosításában kiemelkedô szerepet játszik, ezen kívül adenin bázist tartalmazó nukleotid egységeket is képes átadni. Ez utóbbi az oka annak, hogy hiányában a nukleinsavak, különösen a DNS bioszintézise is akadozik.
A niacin tulajdonképpen nem tekinthetô igazán vitaminnak, mivel bizonyos mennyiségben az emberi szervezet is képes szintetizálni az egyik aromás aminosavból, az L-triptofánból. Olyan helyeken azonban, ahol a lakosság majdnem kizárólag kukoricán él, felléphet egy olyan, bôrelváltozásokkal és más tünetekkel járó hiánybetegség, a pellagra, amelyet az irodalom általában a B6-vitamin, azaz piridoxin hiányának tulajdonít. A pellagra valójában a niacin hiánybetegsége. Ezért a niacint korábban PP-vitaminnak (pellagra preventing = pellagra megelôzô) nevezték. A kukorica is tartalmaz niacint, de olyan erôsen kötött állapotban, hogy külön lúgos kezelés nélkül az emberi szervezet hasznosítani nem tudja. A niacin adagolása tehát megelôzheti a pellagrát. Megjegyezzük, hogy ha a szervezetben elég a B6-vitamin és elég triptofán van, akkor szintézis útján a niacinhiány megszüntethetô.
Riboflavin (B2-vitamin)
A lebontó folyamatok másik fontos redoxi koenzime a FAD (flavin-adenin-dinukleotid), illetve annak egy változata, az FMN (flavin-adenin-mononukleotid), ezek riboflavinból (B2-vitaminból) képzôdnek. A FAD a lebontó folyamatokban gyökös mechanizmussal két hidrogént képes átadni és átvenni. A FAD a citrátkör egyik lépésében és a lipidek lebontásában játszik fontos szerepet, ezen kívül más, a szervezet energiahasznosítását javító mechanizmusokban is közremûködik. A redukált FAD, azaz a FADH2 a terminális oxidációban (4. sz. melléklet) a koenzim Q (CoQ10) egységnek adja át hidrogénjeit. A flavin-mononukleotid (FMN) molekula a terminális oxidáció egyik komplexének komponense.
A FAD koenzimnek azért van kitüntetett szerepe az emberi szervezet energia hasznosdításában, mert nem csak a mitokondiumban lejátszódó citrátkörben és más lebontó folyamatokban keletkezô hidrogéneket viszi be a terminális oxidációba. Van egy speciális ingaszerû mechanizmus, amely segítségével a FAD a sejt igen fontos részében, a citoplazmában keletkezett redukált koenzimekrôl is be tudja juttatni a hidrogéneket a terminális oxidációba, az energiatermelô folyamatba.
A B2-vitamin hiánya bôr és nyálkahártya elváltozásokat okoz. Csecsemôknél ilyen esetben a növekedés is leállhat, ezért a B2-vitamint korábban növekedési vitaminnak is nevezték. E hiánybetegségek oka az, hogy a riboflavinból képzôdô FAD koenzim távollétében a citrátkör mûködése akadozik.
A flavint tartalmazó koenzimek vitamin prekurzora, a riboflavin (B2-vitamin) neve (flavus latinul sárgát jelent) arra utal, hogy ez az a vitamin, amely a vitaminszedôk vizeletét erôsen sárgára festi. A két hidrogén a két kettôs kötésû gyûrûnitrogénhez addícionálódik, közben a két kettôs kötésbôl egy marad, ami a gyûrû két szénatomja közé húzódik. A flavint tartalmazó koenzimek mindig prosztetikus csoportok.
A két hidrogén mind ionos, mind gyökös módon való adásvételére képes két lépésben kinon–hidrokinon átalakulással a Koenzim-Q (ubikinon), amelynek az emberekben mûködô speciális megjelenési formája a Q10, redukált formája pedig az ubikinol.
A koenzim-Q (ubikinon) oxidációs-redukciós átalakulásai
|
Ez a koenzim az emberi szervezetben nem vízben oldódó vitaminbôl, hanem egy ismert aminosavból, a L-tirozinból keletkezik. A koenzim-Q izoprénvázas oldallánca különbözô élôlényekben különbözô hosszúságú lehet. Az emberi szervezetben tíz izoprén egységet tartalmaz, ezért az emberi ubikinont Q10 koenzimnek is nevezik.
A Q10 redox koenzim sajátsága révén egyrészt a szervezet mûködésének energia felhalmozását fokozza, másrészt jó antioxidáns tulajdonságú. Ez utóbbi tulajdonság jelentôségével késôbb részletesen foglalkozunk.
A hem szerkezete
Az élô szervezetekben a redox reakciók koenzimei elsôsorban hidrogéneket vonnak el vagy adnak át. A hem koenzimet tartalmazó komplexek (citokrómok) Fe3+–Fe2+ átalakulással elektront képesek közvetíteni. A vasat tartalmazó hem, nem vitaminbôl, hanem aminosavakból keletkezik.
Piridoxin (B6-vitamin)
A piridoxinból képzôdô koenzimek, piridoxál-foszfát és átalakult formája, a piridoxamin-foszfát a fehérjék hidrolízisébôl származó aminosavak aminocsoportjának lebontásában, illetve az aminosavak más jellegû átalakításában Mivel a szervezetben az aminosavakból számos olyan anyag keletkezik, amelyeknek igen fontos biológiai funkciójuk van, e lebomlás gátlása zavart okozhat. Ez az oka annak, hogy piridoxin hiánya idegrendszeri elváltozásokat és pellagrát okoz.
Az idegrendszeri zavaroknak kiváltója az lehet, hogy a B6-vitamin hiánya következtében az egyik aminosavból, a szerinbôl nem képzôdhet kolamin: H2N–CH2CH2–OH, amely a legfontosabb neurotranszmitter, azaz az idegrendszerben közvetítô szerepet játszó acetil-kolin: CH3COOCH2CH2–+N(CH3)3 kiindulási anyaga.
Mint korábban jeleztük, a piridoxin hiánynak a pellagra kialakulásában játszott szerepe arra vezethetô vissza, hogy ilyenkor ugyancsak az aminosav lebontási zavar miatt az L-triptofánból nem keletkezik niacin. Egyelôre nincs magyarázat a B6-vitamin hányáscsillapító hatására, pedig éppen e hatás miatt adják a B6-vitamint elôszeretettel utazásoknál.
Folsav (B10-vitamin)
A szénvázat szállító koenzimek közül két koenzim szállít metilcsoportot. Ezek egyike, az S-adenozil-metionin nem vitaminból, hanem egy aminosavból, L-metioninból képzôdik. A másik a tetrahidro-folsav (THF), amely nem csak metilcsoportot, hanem más egy szénatomos részletet (pl. aldehidcsoportot és metiléncsoportot) is képes szállítani és folsavból keletkezik. Ha a szervezetben kevés a folsav, nem képzôdhetnek létfontosságú metilezett származékok. Ezek egyike az uracilból metilezéssel keletkezô timin, a dezoxinukleinsavak (DNS) egyik bázisa. A THF egy fontos fehérjealkotó aminosav, a cisztein bioszintézisében is komoly szerepet játszik. A folsav megfelelô koncentrációja különösen fontos a dinamikusan növekvô szövetekben például a magzati szervezetben, mert bennük rendkívül gyors a nukleinsavak bioszintézise.
A folsav hiánya a timin bioszintézisre gyakorolt hatásán keresztül a vörösvérsejtek képzôdési zavarát okozhatja. Az erôs dohányosok általában vérszegények, ennek egyik oka a hemoglobin képzôdésének a szabad gyökökre visszavezethetô zavara, de közvetve a vérszegénységhez hasonló tünetekhez vezet a dohányfüst szén-monoxidot tartalma, amely a hemoglobin egy részét leköti.
Cianokobalamin (B12-vitamin)
A B12-vitaminból képzôdô koenzim, a kobalamin elsôsorban alkil oldalláncot tartalmazó vegyületek átrendezôdésében és metilcsoportok átvitelében játszik szerepet a nukleinsavak és zsírsavak bioszintézisében és fontos szerepet játszik a páratlan szénatom számmal rendelkezô zsírsavak lebontásában. Hiánya tehát zavart okoz a nukleinsavak, ezen keresztül fehérjék bioszintézisében. Ez az oka annak, hogy ilyenkor vészes vérszegénység és idegrendszeri zavar is felléphet. A növényi eredetû élelmiszerek nem tartalmaznak cianokobalamint, ezért a vegetariánusoknak e vitamin pótlásáról gondoskodniuk kell. A B12 vitamin az egyetlen olyan természetes vegyület, amely fém-szén kovalens kötést (Co-CN) tartalmaz.
Biotin (H-vitamin)
A szén-dioxid felvételében közremûködô biotint az emberi szervezet egyáltalán nem képes elôállítani, ezért maga a vitamin (H-vitamin) a koenzim. A biotin szén-dioxid felvétele energiát igénylô folyamat. A biotin hiánya lehetetlenné teszi, hogy glükózhiány (hypoglykaemia) esetében a glükózlebontás végtermékébôl, a piruvátból képzôdjék glükóz. E fordított reakcióút, a glükoneogenézis (6.sz. melléklet) egyik lépése ugyanis átmenetileg szén-dioxid beépülését igényli.
A glükoneogenézis lépései nagyrészt megegyeznek a glikolízis fordított irányú lépéseivel. Van azonban néhány lépés, amelyik energetikai okokból megfordíthatatlan. Ezek egyike a piruvát®foszfoenol-piruvát (PEP) átalakulás, amely csak kerülôúton, átmeneti szén-dioxid beépüléssel mehet végbe.
Itt jegyezzük meg, hogy a szén-dioxid az emberi szervezetbôl nem biotinhoz kötötten, hanem oldott formában, hidrogén-karbonát anionként (HCO3–) távozik.
Egyes vélemények szerint a biotin hiány okozta hypoglykaemia lehet a “hirtelen csecsemôhalál” (bölcsôhalál) egyik oka. Ezt feltételezést többen nem tartják még kellôen megalapozottnak. Mivel biotin igen sok táplálékban megtalálható, hiánybetegségei igen ritkák, bár a túlzott mértékû tojásfogyasztás egyik veszélye, hogy a tojásfehérje avidin tartalma erôsen megköti a biotint.
Tiamin (B1-vitamin, aneurin)
A tiaminból képzôdô koenzim, a tiamin-pirofoszfát általában két szénatomot tartalmazó molekularészletet, acetaldehidet (vagy más aldehidet) szállít. Hiányának legfontosabb következménye az, hogy a glükóz lebomlási terméke nem jut be a citrátkörbe. Ilyenkor a szervezet a cukrokat nem tudja hasznosítani, ez komoly következményekhez vezet. A szénhidrát anyagcsere zavarainak eredménye a fellépô rossz közérzet és étvágytalanság.
A tiamin-pirofoszfát más, olyan anyagcsere folyamatokban is szerepet játszik, amelyekben a-keto-karbonsavakból szén-dioxid vesztéssel átmenetileg aldehidcsoport keletkezik, például a szeszes erjedéskor (1. sz. melléklet) és a citrátkör (3. sz. melléklet) egyik lépésénél, valamint a pentóz-foszfát ciklus (5. sz. melléklet) transzketoláz enzim katalizálta lépéseinél.
Ez utóbbi anyagcsere folyamatnak többszörösen nagy jelentôsége van. Egyrészt heterotróf élôlények, köztük az ember csak e folyamat révén juthat a felépítô folyamatok koenziméhez, a (NADPH+H+) koenzimhez. Másrészt ebben a folyamatban keletkezik a nukleinsavak ötszénatomos cukorkomponense, a D-ribóz, amelyre valamennyi élôlénynek egyformán szüksége van.
Sokáig nem tudták megindokolni a B1-vitamin legismertebb hiánybetegségét, az idegrendszer károsodását, pedig ez vezet a beriberi néven ismert idegzavarral és izomgyengeséggel járó tünetegyütteshez. Egyes kutatók összefüggést vélnek felfedezni a cukorlebontás és a citrátkör kapcsolatának megbomlása, ennek következtében a citrátkör egyik intermedierjébôl, az a-keto-glutarátból glutaminsavon keresztül képzôdô és a központi idegrendszer mûködésében közvetítô szerepet játszó g-amino-vajsav, a GABA nem kielégítô mértékû keletkezése és az idegrendszeri zavarok között. Az bizonyítottnak látszik, hogy B1-vitamin hiányban az agy GABA szintje jelentôsen csökken. Az aneurinnak az idegrendszerre gyakorolt kedvezô hatása lehet az oka annak, hogy a sokat tanulóknak, például a vizsgázóknak fokozott B1-vitamin bevitelt tanácsolnak.
A GABA keletkezése az a-keto-glutarátból
Pantoténsav (B5-vitamin)
A kétszénatomos molekularészletet, acetilcsoportot szállító koenzim-A pantoténsavból (egyes szerzôk szerint B5-vitamin, mások szerint B9-vitamin) szintetizálódik. Az acetil-koenzim-A a különbözô biomolekulák lebomlásából származó közös intermedier, amely a citrátkörön keresztül bomlik tovább, ugyanakkor sok, elsôsorban lipid természetû biomolekula bioszintézisének kiindulási anyaga. Annak ellenére, hogy az acetil-koenzim-A az anyagcsere egyik kulcsszereplôje, a pantoténsav hiánybetegségei emberben ritkák, bár egyes alultáplált emberek láb és lábujj fájdalmait pantoténsav hiánynak tulajdonítják. Az állatkísérletek alapján feltételezhetô, hogy korai ôszülés és egyes bôrbetegségek esetén a pantoténsav kezelés hasznos lehet. Ez utóbbi lehet az oka annak, hogy sok hajápolószer pantoténsavat tartalmaz.
A liponsav különleges koenzim, az acetaldehidet közvetítô tiamin-pirofoszfáttól úgy veszi át az acetaldehidet, hogy azt közben acetilcsoporttá oxidálva redukálódott tiolcsoportjához köti. Ezért a liponsavnak a reagens formán kívül két elreagált formája van, a redukált dihidro-liponsav, és az redukált és acetilezett, ezért makroerg tiolészter kötést tartalmazó acetil-dihidro-liponsav. Megjegyezzük, hogy a liponsav más aldehidcsoport redukálására is alkalmas, ekkor természetesen más acilcsoport kapcsolódik hozzá.
A liponsav prosztetikus csoport, karboxilcsoportja az enzim egyik lizin oldalláncával savamidot képez, ezért sok szakkönyv lipon(sav)amidnak nevezi. A liponsav, amely átmenetet képez a redoxi reakciók koenzimjei és a transzfer koenzimek között, nem közvetlenül vitaminból, hanem acetil-koenzim-A-ból szintetizálódik, így a pantoténsavból számaztatható.
Aszkorbinsav (C-vitamin)
A C-vitamin emberi szervezetben játszott szerepe még nem tisztázott minden részletében. Hiánybetegségében, a skorbutban a hajszálerek áteresztôképessége megnô, ezért vérzések keletkeznek a bôrön és a nyálkahártyán.
Az aszkorbinsav olyan oxidációs-redukciós folyamatokban játszik koenzimszerû, közvetítô szerepet, amelyekben az oxidálószer közvetlenül a levegô oxigénje. Ilyen folyamat hidroxi-prolin prolinból történô elôállítása. A hidroxi-prolin fontos enzimek és más fehérjék (például a kollagén rostok) komponense. C-vitamin hiány esetében ezen fehérjék bioszintézise akadozik, ez vezethet a skorbut jellegzetes tünetegyütteséhez, a foginy vérzéséhez és a bôr fekélyesedéséhez.
A C-vitamin antioxidáns tulajdonságú. Ez a tulajdonsága lehetôvé teszi azt, hogy az élô szervezet szempontjából túlzottan reakcióképes szabad gyökökkel elreagáljon, azokat hatástalanítsa. Az antioxidáns tulajdonságú anyagokkal hamarosan részletesebben foglalkozunk. Különösen nagy a jelentôsége annak, hogy az aszkorbinsav kíválóan alkalmas a legismertebb természetes antioxidáns, a tokoferol (E-vitamin) regenerálására oxidálódott formájából. Az aszkorbinsav csak néhány emlôsnél vitamin funkciójú. Az emberen, a tengeri malacon és különféle majomfajtákon kívül minden élôlény képes glükózból a C-vitamin szintézisére.
Az aszkorbinsav lebomlása az emberi szervezetben
Igen elterjedt gyakorlat influenza megelôzés céljából a C-vitamin nagy dózisának (1-2 g naponta) fogyasztása. Ez a gyakorlat a megelôzés szempontjából valóban hasznos, de az aszkorbinsav túlzott mértékû adagolásának veszélyei is vannak. A C-vitamin ugyanis az emberi szervezetben oxálsavvá bomlik le. Az oxálsav, ismertebb nevén a sóskasav nagyobb mennyiségben huzamos ideig elôfordulva károsíthatja a vesét, mert a szervezet kálcium tartalmával vízben nagyon rosszul oldódó kalcium sót képez, amely eltömheti a vese tubulusait és vesekô képzôdéshez vezethez.
A szabad gyökök káros hatásai
A dohányfüstben vannak olyan kátránytermékek, amelyek szabad gyökök képzôdését képesek elôidézni. Ezek a szabad gyökök rákkeltô tulajdonságúak (karcinogén anyagok), tehát az emberi szervezetet súlyosan veszélyeztetik. Nem csak a dohányfüstben fordulnak elô szabad gyököket képzô, ezért veszélyes anyagok, ugyanakkor paradox módon nem létezhet élet szabad gyökök nélkül, mivel az oxigén szabad gyökök keletkezése közben reagál, az égés tehát gyökös reakció. Ahhoz, hogy ezt az ellentmondást megértsük, néhány alapfogalmat meg kell tisztáznunk.
Egy molekulában két szomszédos atom között a kötés kétféle módon felhasadhat fel. Ha az atomok közötti elektroneloszlás nem egyenletes, a kötés két elektronja csak az egyik, az elektronokat jobban vonzó atomhoz kerül. Ez esetben ezen az atomon egy elektron felesleg lesz, tehát belôle negatív töltésû ion, anion képzôdik, a másik atomnak az elektronhiány miatt pozitív töltése lesz, belôle kation keletkezik. Az ionok keletkezése miatt ilyenkor a kémiai reakció lefolyását ionos mechanizmusúnak nevezzük.
A(¾B ¾® A+ + B-
Az élô szervezetekben a normális anyagcsere folyamatok általában ionos mechanizmussal mennek végbe, mert a szén és nitrogén, illetve szén és oxigén közötti kötés elektroneloszlása nem egyenletes. Ez a reakció mechanizmus többek között azért kedvezô, mert átmenetileg sem keletkezik olyan atom- vagy molekularészlet, amelyiknek páratlan számú elektronja van.
Ha az atomok közötti kötés elektroneloszlása egyenletes, például két szén atom között kialakuló kötés esetén, kötés nehezebben szakad fel és ha mégis bekövetkezik a szakadás, irányító hatás hiányában mind a két atomhoz egy-egy elektron kerül. A páratlan számú elektronokat tartalmazó képletek, a gyökök keletkezése miatt ilyenkor a kémiai reakció lefolyását gyökös mechanizmusúnak nevezzük.
AÅ-ÆA ¾® A· + ·A
Közismert, hogy az atom számára energiaállapot szempontjából a páratlan számú elektron jelenléte rendkívül kedvezôtlen, ezért a keletkezett gyök intenzíven igyekszik valamilyen kémiai reakciókban páros számú elektronszámot elérni. Ez az oka a szabad gyökök rendkívüli reakcióképességének. Mivel azonban a gyökös reakciók során általában újabb gyökök keletkeznek, ez a folyamat öngerjesztô. A gyökös reakciók termékei gyökeresen eltérnek az ionos mechanizmusú reakciók termékeitôl, ezért az élô szervezetekben a szabad gyökök jelenléte számukra potenciálisan veszélyt jelenthet.
A szabad gyökös reakciók ugyanakkor szervesen hozzátartoznak a sejt életéhez. A levegô oxigénjével bekövetkezô reakciók mindig gyökös mechanizmussal játszódnak le, a terminális oxidációban és a szervezet természetes védekezését jelentô immunreakciókban is gyökös folyamatok játszanak szerepet, tehát az élet elképzelhetetlen szabad gyökök keletkezése és reakciója nélkül.
Ez az ellentmondás csak látszólagos. A fiziológiás (az emberi szervezetben lejátszódó) szabad gyökös reakciók normális körülmények között szigorú ellenôrzés alatt állnak. A természetes antioxidánsok és a speciális enzimek megakadályozzák a reaktív oxigén gyökök és a szabad gyökökké könnyen szétesô vegyületek, például a lipid-peroxidok koncentrációjának káros mértékû emelkedését.
Szuperoxid gyök-ion keletkezése: O2 + e ® O2-
Peroxid ion keletkezése: O2 + 2e ® O22-
Hidrogén-peroxid keletkezése: 2H+ + O22- ® H2O2
Méregtelenítési folyamatok:
2 O2- (a szuperoxid-dizmutáz hatására) ® O22- + O2
2 H2O2 (a kataláz hatására) ® H2O + O2
A gyöktelenítési folyamat
A szabad gyökök, elsôsorban a szuperoxid (O2-) és a peroxid (O22-) gyökök, illetve a hidrogén-peroxid (H2O2) elbontására a sejtekben két enzim mûködik, a szuperoxid-dizmutáz (SOD), amely a szuperoxid gyök-ionokat peroxid gyök-ionná és oxigénné alakítja, valamint a kataláz, amely a hidrogén peroxid molekulákat vízzé és oxigénné bontja el. A nagyobb mennyiségû gyökök elbontására a sejtekben jelenlévô SOD és kataláz mennyiség már nem elegendô, és gyakran nem is alkalmas.
Számos betegség vezethetô vissza szabad gyökök jelenlétére, közöttük a gyulladások, a szívizom rossz keringésének következményének tartott isémia, az arterioszklerózis (ismertebb, bár pontatlan néven az "érelmeszesedés") és a rosszindulatú daganatos megbetegedések (a köztudatban: különféle rákos megbetegedések). A szabad gyökös reakciók arányának emelkedése tapasztalható az öregedési folyamatokban is.
A káros szabad gyökök keletezését számos tényezô segíti elô. Közöttük szerepelnek a helytelen étkezési szokások, a túlzott alkohol fogyasztás, egyes környezeti ártalmak, elsôsorban a különbözô sugárzások és a dohányzás.
A szabad gyökök számos helyen okozhatnak kárt az élô szervezetben. A biológiai membránokban a membránokat felépítô lipidek és fehérjék közötti kapcsolatokat megszakítják, ez a fehérje aktív konformációjának elvesztését, ha enzimrôl van szó, inaktiválódását jelenti. A szabad gyökök hatására megváltozhat a membrán ion-áteresztô képessége is.
Általános tapasztalat az, hogy egyes lipidek, közülük is a növényi olajok, amelyek sok telítetlen szén-szén kötést tartalmaznak, könnyen elbomlanak, megavasodnak. Az élelmiszerkémia szemszögébôl ez a probléma az élelmiszer- és takarmány-anyagok eltarthatóságának témaköréhez tartozik. A biokémia szemszögébôl ez a probléma az élô szervezetben lejátszódó gyökös oxidatív degradáció (bomlás) témakörébe illeszthetô. Az emberi szervezet mûködése szempontjából ez a probléma, mint károsító tényezô a megelôzés és a terápiás kezelhetôség szempontjából jelentôs.
A lipidekben a légköri oxigén hatására lejátszódó olyan gyökös folyamatokat, amelyek oxidáció útján bomláshoz vezetnek, gyûjtô néven lipid-peroxidációnak nevezzük. A lipidekre jellemzô oxidációs mechanizmusra a láncreakciók, közelebbrôl a gyökös láncreakciók törvényszerûségei érvényesek.
A folyamat végbemenetelét elôsegíti az oxidáz és oxigenáz enzimekben rendszerint elôforduló átmeneti fémek jelenléte, amelyek igen alkalmasak egy elektron leadására vagy felvételére.
Kezdeti (iniciációs) lépés:
R-H + O2 ® R· + HO2·
Láncreakció (propagációs lépés): R· + O2 ® R-OO·
RO2· + R-H ® R-OO-H + R·
lipid-hidroperoxid
Befejezés (terminációs lépés). R· + R· ® R-R
R· + RO2· ® R-OO-R
ROO· + ROO· ® R-OO-R + O2.
R-H = lipid
A lipid-peroxidáció fázisai
A lipid-hidroperoxidok igen változatos módon képesek tovább bomlani. További oxidáció során különbözô, rövid szénláncú, oxigént tartalmazó vegyületek keletkeznek. E vegyületek okozzák az avas zsíradék jellegzetes kellemetlen szagát. A fenti folyamatokat serkenti a vas és réz ionok jelenléte, mert jelenlétükben további hidrogént és oxigént tartalmazó gyökök és ionok keletkeznek.
A szabad gyökök magukban a fehérjékben is változásokat idézhetnek elô. Konformáció változás következhet be, kovalens keresztkötések alakulhatnak ki a különbözô peptidláncok aminosav oldalláncai között, ezek a hatások végeredményben a fehérjék funkció-károsodásához vezethetnek.
Az szekunder aminocsoportot (R1R2N-) tartalmazó vegyületekben nitrit ionok jelenlétében gyökös bomlásra rendkívül hajlamos, tehát a rosszindulatú daganatok kialakulását elôsegítô (karcinogén) N-nitrozo-aminok keletkeznek. Ezekkel a vegyületekkel késôbb részletesen foglalkozunk.
NO2- + Hb(Fe2+) ® NO3- + Hb(Fe3+)
nitrit ion hemoglobin nitrát ion methemoglobin
A methemoglobin képzôdése
Az emberi szervezetben a nitrit ionok nitrát ionokból úgy keletkeznek, hogy közben oxidálják a hemoglobint. A hemoglobin (Hb) a vörös vérsejtek oxigén szállítására alkalmas, hem koenzimrészt tartalmazó színes összetett fehérje (kromoprotein), amely közismerten két értékû vas kationokat (Fe2+) tartalmaz. Az oxidáció következtében a hemoglobinból az oxigén felvételére alkalmatlan, három értékû vas kationt (Fe3+) tartalmazó methemoglobin keletkezik.
Azok az anyagokat, amelyek a hemoglobint alkalmatlanná teszik a normális oxigén transzportra, vérmérgeknek nevezzük. Tehát a nitrát ionokat tartalmazó vegyületek vérmérgek. Itt jegyezzük meg, hogy a húsok piros színének megôrzésére sok élelmiszeripari készítmény még napjainkban is tartalmaz kálium-nitrátot.
Ellentétben a piros hemoglobinnal, az oxidáció útján keletkezett methemoglobin sötétbarna pigment. Ha a methemoglobin aránya a vérben eléri a 20 %-ot, a vért csokoládébarnára festi, ekkor már légszomj jelentkezik. Ha aránya eléri a 60-80 %-ot, fulladásos halál következik be.
Az emberi szervezetben keletkezô methemoglobint a vörösvérsejtekben lévô methemoglobin-reduktáz redukálja vissza hemoglobinná a pentóz-foszfát-ciklusban (5. sz. melléklet) keletkezett (NADPH+H+) segítségével. A csecsemôkben ez a folyamat még nem mûködik megfelelô intenzitással, ezért nem szabad az egyévesnél fiatalabb gyerekeknek nitrátos vizet innia.
A szabad gyökös reakciók gondolatmenetét folytatva, az ilyen típusú reakciók a sejtburok különleges vegyületeit, az glükóz-amino-glikánokat is tönkreteszik. Ez okozza az öregkori reumát és a reumatoid artritiszt (reumás izületi gyulladást) is.
A membrán károsodásakor keletkezô bomlástermékeknek biológiai hatása is lehet. Hatásukra olyan endoperoxidok is keletkeznek, amelyek gyökös szétesésre hajlamosak, így gyulladáskeltô hatásúak.
A szabad gyökök hatására hidrogén-peroxid keletkezhet, ez fokozza a hisztamin, a hisztidin dekarboxilezôdésével létrejövô biogén amin kiáramlását, amely allergiás tüneteket okoz.
A gyökök hatására a sejtorganellumok károsítása is jellemzô. A sejtorganellumok sok telítetlen zsírsav-származékot tartalmaznak, ezek gyökös bomlása következtében például az egyik fontos sejtorganellum, a citrátkörnek és a terminális oxidációnak helyt adó mitokondrium megduzzadhat, annak bomlása, idegen szóval lízise következhet be.
A szabad gyökök DNS károsító hatása egyrészt a közvetlen károkozás a nukleinsavláncban, másrészt a hibajavító (repair) enzimekben végbemenô károsodás. Ezek együttes hatására a DNS bioszintézis, a replikáció zavara, ezen keresztül karciogenezis (rákkeltô hatás) és mutagenezis (genetikai ártalmat okozó hatás) következhet be.
Bizonyos májkárosító anyagok is szabad gyökök képzése útján fejtik ki hatásukat. Ezen molekulák májban lezajló átalakulása, szakmai néven biotranszformációja során mérgezô szabad gyökök keletkezhetnek. Ezért mérgezôk és májkárosítók oly gyakran a szerves oldószerek (közülük a legveszélyesebb a folttisztításban elterjedten használt széntetraklorid, valamint a “szipózáshoz” használt szerves oldószerek egy része), az emberi szervezetben N-nitrozo-aminokat szintetizáló nitrit-származékok, az élô szervezetben nitritté redukálódódó nitrátok, a túlzott mennyiségben adagolt oxigén, a kátránytermékek (a dohányfüst, sôt a pirított kenyér is tartalmaz ilyen anyagokat) és egyes növényvédôszerek.
Számos környezetszennyezô nehéz fém is okozhat gyökös reakciókat. A fémek okozta élettani hatásokkal késôbb részletesen foglalkozunk. Az egyre nagyobb számú szabad gyökök hatásának súlyos következménye az arterioszklerózis és a daganatos megbetegedések egyre nagyobb térnyerése.
Azokat a természetes vagy szintetikus anyagokat, amelyek a lipid-peroxidációt vagy más szabad gyökös reakciót gátolni képesek, antioxidáns vegyületeknek hívjuk. Az antioxidáns vegyületek igen könnyen oxidálódó anyagok, amelyeket a levegô oxigénje a biológiai rendszer molekulái helyett oxidál. Mivel az antioxidáns anyagok könnyen oxidálódnak, reakciópartnerüket könnyen redukálják, azaz jó redukálószerek.
A levegô oxigénje gyökös folyamatokat indít el, tehát az antioxidánsok tulajdonképpen gyökfogók. Az antioxidánsoknak igen nagy szerepe van a lipideket tartalmazó élelmiszerek minôségének ôrzésében, avasodásuk kivédésében, valamint az emberi szervezetben a gyökös reakciók fékentartásában.
A természetes antioxidánsok között sok a zsírban oldódó vitamin, ezekkel hamarosan részletesebben is foglalkozunk. Közülük a tokoferolokat (E-vitaminokat) kell elsôként kell megemlítenünk. A tokoferolokat antioxidáns tulajdonságuk miatt a zsírok avasodásának kivédésére, a gyógyászatban pedig a káros gyökös mellékreakciók megelôzésére használják. A C-vitamin, azaz az aszkorbinsavat az oxigén könnyen oxidálja dehidro-aszkorbinsavvá, ezért a C-vitamin antioxidáns.
Más természetes antioxidánsok is ismertek. Közülük csak a paprika és a sárgarépa színanyagait a karotinoidokat említjük meg. A karotinoidok egyik képviselôje, a b-karotin az A-viamin provitaminja.
A sebészeti gyakorlatban a nyitott szívmûtétek után igen gyakori szövôdményt okoznak a keletkezett, a sejtre mérgezô hatású, azaz citotoxikus oxigéntartalmú gyökök. Ha a beteget az operáció elôtt antioxidánsokkal, például E-vitaminnal és aszkorbinsavval kezelik, e káros gyökök keletkezése kivédhetô. A legújabb vizsgálatok szerint a szívmûtét elôtti Q10 adagolás jelentôs mértékben kivédi a mûtéti beavatkozás okozta trauma következményeit.
Számos növényi aromaanyagnak van antioxidáns hatása, pl. a paprika, az origanum, a majoranna, a fokhagyma, a szerecsendió és a bazsalikom illóolajai tartalmaznak antioxidáns komponenseket.. Ezek az antioxidáns hatóanyagok általában többszörösen telítetlen zsírsavakat tartalmaznak.
Az arterioszklerózis kapcsolata a szabad gyökökkel
A dohányzás során keletkezô kátrányanyagokból igen könnyen képzôdnek szabad gyökök. Ezek a szabad gyökök, mint ezt már korábban említettük, igen reakcióképesek. Egyik reakciópartnerük lehet az oxigén molekula is, a közvetlenül a levegô oxigénjével végbemenô oxidáció mindig gyökös mechanizmusú. A szabad gyökök hatására bekövetkezô folyamatok okozta élettani változások egyike az arterioszklerózis, ismertebb nevén az érszûkület, amelyet érelmeszesedésnek is neveznek és sokan korunk pestisének tekintenek.
Bár kétségtelen, hogy a feleslegesen bevitt koleszterin megterheli az anyagcserét, az arterioszklerózis kialakulására jellemzô magas vérplazma koleszterin szint a szervezetben bekövetkezô, szabad gyökök kiváltotta ártalomnak nem kiváltója, hanem hamar jelentkezô következménye.
Az arterioszklerózis szempontjából tehát az egyik veszélyt jelzô tényezô (rizikófaktor) az, hogy jelentôsen megemelkedik a vérplazma koleszterol (ismertebb nevén a koleszterin), illetve az egyik lipoprotein frakció, az LDL (low density lipoprotein, alacsony sûrûségû lipoprotein) mennyisége.
Itt jegyezzük meg, hogy a vérplazmában több koleszterint tartalmazó lipoprotein frakció van, ezek közül csak az LDL az, amely koncentrációjának emelkedése veszélyes lehet az arterioszklerózis kialakulása szempontjából. Egy másik lipoprotein frakció, a vérplazma HDL (high density lipoprotein, nagy sûrûségû lipoprotein) frakciója is tartalmaz koleszterint. A vérplazma HDL mennyiségének emelkedése azonban éppen ellenkezô hatást fejt ki az arterioszklerózis szempontjából, annak kialakulását eddig még nem ismert módon akadályozza. A vérplazma kórosan magas lipidszintjét csökkentô szereket antihiperlipémiás szereknek nevezzük.
A koleszterin (tudományos nevén a koleszterol) többgyûrûs, metilezett gonánvázat, azaz szteránvázat tartalmazó egyszerû lipid, pontosabban hat ötszénatomos izoprén egység összekapcsolódásával származtatható triterpén. Mivel a koleszterin az emberi szervezetben acetil-Koenzim-A egységekbôl épül fel, acetil-Koenzim-A pedig majdnem minden típusú tápanyag lebomlásakor keletkezik, szervezetünk akkor is szintetizál és ezért tartalmaz koleszterint, ha étrendünk teljesen koleszterinmentes. A táplálékkal nagy mennyiségben felvett koleszterin megterheli szervezetünket, mert a felesleget le kell bontanunk. Az emberi szervezet normális mûködésekor mintegy 20% a táplálék útján felvett és 80% a helyben szintetizált koleszterin.
Ha a vérplazma koleszterin-szintje magas, az arra utal, hogy baj van a szervezet koleszterin lebontási mechanizmusával, ilyenkor van szükség koleszterinben szegény diétára. A vérplazma magas koleszterin szintjébôl és a magas LDL szintbôl gyakorlatilag egyenesen következik az arterioszklerózis kialakulása.
A koleszterol, azaz a koleszterin képlete
A lipoproteinek olyan összetett fehérjék, amelyekhez egyszerû lipid (például koleszterin) molekulák kapcsolódnak. A szállító (transzport) lipoproteinek a vérplazmában, a bélben és a májban a lipidek szállításában vesznek részt. Az arterioszklerózis szempontjából veszélyes koleszterin a vérben lipoproteinként az LDL frakcióban található halmozódik fel. Az LDL frakció két jellegzetes komponense a lipofil és hidrofil részekbôl álló, a májban keletkezô Apo-B-protein nevû fehérje és a hozzákapcsolódott koleszterin.
A sejtek a koleszterin szükségletüket a vér LDL frakciójából veszik fel. A sejtek felületén ugyanis LDL receptorok vannak, ehhez kapcsolódik az LDL. A kapcsolódás következtében a koleszterin a sejtbe jutva azonnal lebomlik.
A koleszterin sejtbe jutása után térszerkezet változás következtében a sejt receptora elengedi a koleszterint már nem tartalmazó lipoproteint. Arról, hogy a vérben, illetve a sejtben a koleszterin mennyisége kórosan fel ne halmazódjék, a koleszterin sejtbe kerülésekor egy negatív visszacsatolási rendszer (feed back) gondoskodik a koleszterin bioszintézis egyik enzimének gátlása révén.
Az LDL rendkívül érzékeny a különbözô behatásokra. Különösen vonatkozik ez a szabad gyökökre, elsôsorban a lipid-peroxidációra. A lipid-peroxidáció következtében az LDL szerkezete átalakul, ezt a módosult LDL frakciót nem képesek többé a sejtek LDL receptorai megkötni.
A sejtek felületén más receptorok is vannak. Ezek közül az egyik feladata az, hogy a vérbôl a megváltozott fehérjéket magához kapcsolja. Azokat a receptorokat, amelyek az ilyen, megváltozott szerkezetû biomolekulákat képesek megkötni, scavenger (sepregetô) receptoroknak nevezzük.
Ezek a scavenger receptorok kötik meg a módosult szerkezetû LDL frakciót is és a koleszterint úgy juttatják be a sejtbe, hogy a sejtbe jutott koleszterin lebomlani nem képes és a koleszterin bioszintézisére sincs szabályozó (gátló) hatással. Ennek következtében a sejtben a koleszterin kóros mértékben felhalmozódik és a sejt pusztul. Az így elpusztult sejteket nevezik habos sejtnek (foam cell). Nagyrészt ilyen sejtekbôl alakulnak ki azok arterioszklerózisra jellemzô, lipidekben gazdag plakkok, amelyek az erek belsô falára rakódva szûkítik az erek belsô átmérôjét, csökkentik a szervek ideális vérellátását, valamint állandóan szabad gyök utánpótlást jelentenek. Az arterioszklerózisra jellemzô, hogy lerakódások jelentkezhetnek a központi idegrendszerben (az agyban) is és ez végül súlyos szellemi leépüléshez vezethet.
Ez az arterioszklerózis kialakulásának lipidelmélete. Az arterioszklerózis kialakulására más elméletek is léteznek. Ezek gyakorlatilag mindegyike közvetve vagy közvetlenül ugyancsak a szabad gyökök jelenlétére vezetik vissza az arterioszklerózist.
Az emberi szervezetet állandóan olyan káros behatások érik, amelyek szabad gyökök keletkezését gerjesztik. Ilyenek például a bakteriális fertôzések, a mérgezések nagy része, esetleg a hôség hatása, illetve a helytelen életmód (például a dohányzás, a zaklatott életmód, a zsírdús és fûszeres étrend, valamint a túlzott alkoholfogyasztás), valamint számos kóros állapot (például egyes szív- és keringési megbetegedések, májbetegségek, gyulladásos folyamatok, stb.). Mivel ezek a folyamatok mind szabad gyökök jelenlétével járnak, ezért ezek egyre gyakoribb következménye az arterioszklerózis, az érszûkület.
Az arterioszklerózis és a magas koleszterinszint szoros összefüggése miatt sokan a koleszterint egyértemûen káros biomolekulának tartják megfeledkezve annak rendkívüli biológiai fontosságáról. A koleszterin egyrészt kiindulási anyaga több fontos biomolekulának, így számos szteroid hormonnak, például a nemi hormonoknak, másrészt a legújabb vizsgálatok szerint egy “sündisznónak” nevezett fehérjecsalád tagjaihoz kapcsolódó rendkívül fontos szerkezeti elem. Ennek a fehérjecsaládnak meghatározó szerepe van a magzati fejlôdés során a testformák kialakulásában, például a két agyfélteke elkülönülésében és az arc kialakulásában.
A rosszindulatú daganatos megbetegedések kapcsolata a szabad gyökökkel
A rosszindulatú daganatos megbetegedések, azaz a különféle rákos megbetegedések az iparilag fejlett országok halálozási statisztikáiban a második helyet foglalják el. A daganatok keletkezésének, a sejtburjánzásnak több stádiuma van. Az iniciáció (a meginduláshoz szükséges elsô lépés) valamilyen reakcióképes szabad gyök eredményes kölcsönhatása valamelyik biomolekulával.
Az, hogy ezt a kezdeti lépést milyen további lépések követik és az, hogy ezen lépések eredményeként valóban rosszindulatú, azaz az egész szervezetet elpusztítani képes sejtburjánzás, ismertebb nevén daganat alakul-e ki, sok tényezôtôl függ.
Az “elrontott” biomolekula hosszú ideig meghúzódhat, ez idô alatt lehetôség van arra, hogy a szervezet védelmét szolgáló mechanizmusok (összefoglaló nevén az immunrendszer) egyike felfedezze és tönkretegye. Kevésbé szerencsés esetben a módosított biomolekula valamilyen betegséget (például, ha a biomolekula LDL, akkor arterioszklerózist) okoz.
Abban az esetben, ha az érintett biomolekula a sejt génállományához tartozik, akkor szomatikus mutáció jön létre, azaz ebben a sejtben a génprogram részben módosul. Még ekkor is lehetôség van arra, hogy ezt a zavart az immunrendszer hárítsa.
Igen kedvezôtlen esetben a megváltozott génprogram a sejt osztódásakor olyan új sejtek keletkezését idézi elô, amelyek a többi sejtnél ellenállóbbak és dinamikusabban osztódnak, végül a folyamat öngerjesztôvé válik, rosszindulatú daganat alakul ki.
Ezen új sejtek és a belôlük kialakuló sejtburjánzás felépítô folyamatai, állandó osztódása a szervezet minden energiáját felemészti. A módosított génparancs metasztázis (áttétel) révén eljut a szervezet más szöveteibe, ott is daganatot idéz elô, ezáltals azokat is tönkreteszi. Közben olyan biológiailag aktív vegyületek termelôdnek nagy mennyiségben, amelyek megzavarják a szervezet mûködésének eredeti harmóniáját. A folyamat végeredményben az egész szervezet pusztulásához vezet.
Az legújabb kutatások szerint emberi szervezet tartalmaz egy külsô behatásra igen érzékeny, szabad gyökök által könnyen támadható génrészletet, a p53 gént, pontosabb nevén a p53 fehérjét kódoló gént, amely a 17-es kromoszómán helyezkedik el. Ez a gén, illetve a közremûködésével keletkezô p53 fehérje fontos szerepet játszik a sejtciklus, ezen keresztül a sejtosztódás szabályozásában. A sejtek örökítô állományának képzôdése és a sejt osztódása ugyanis pontos menetrend szerint zajlik le. Ebben a folyamatban fontos szerepet játszanak bizonyos fehérje természetû növekedési faktorok, illetve az azok hatását közvetítô más fehérjék. A p53 fehérje is részt vesz ebben a folyamatban. Jelenléte megakadályozza a sejtek kontrollálatlan szaporodását, azaz a sejtburjánzást.
A p53 fehérjét kódoló génrészlet különbözô behatásokra, így a szabad gyökök hatására könnyen károsodik, így feladatát elvégezni nem tudja. Ha ez a génrészlet megsérül, akkor nem képzôdhet a p53 fehérje, így a szervezet nem képes többé a sejtek túlzott szaporodásának gátat szabni. Ez a sejtburjánzás rákos daganatok kialakulásához vezethet. Az emberi rákfajták több, mint felénél, a tüdôrákok hetven százalékánál kimutatták a p53 gén sérülését.
Ez azt jelenti, hogy abban a legkedvezôtlenebb esetben, ha a szabad gyök által megtámadott biomolekula maga a p53 gén, akkor akár egyetlen szabad gyök is rosszindulatú megbetegedéshez vezethet. A dohányfüst kátrányanyagaiban felhalmozódó szabad gyökök is elôidézhetnek ilyen folyamatokat, ezért legújabban a kutatók a p53 gén károsodásának tulajdonítják a dohányzás rákkeltô hatását.
Karcinogén (kancerogén, rákkeltô, daganatkeltô) hatásról akkor beszélünk, ha a toxicitási vizsgálatban részt vevô kísérleti állatok között valamilyen daganatos megbetegedés, elsôsorban rosszindulatú daganatos megbetegedés a statisztikai átlagnál nagyobb gyakorisággal fordul elô. Vannak olyan molekularészletek, amelyek jelenléte egy molekulában valószínüsítheti a karcinogén hatást. Ilyen szerkezeti egységek mindig homolízisre, tehát szabad gyökök képzésére hajlamosak. Ilyen például a halmozottan elôforduló kondenzált (polikondenzált) aromás gyûrûrendszer jelenléte (az ilyen vegyületeket a köznyelvben kátránytermékeknek nevezzük).
Bármilyen új készítmény kerül kereskedelmi forgalomba (élelmiszer, gyógyszer, kozmetikum, tisztítószer, szerkezeti anyag, stb.), elôtte minden esetben sok idôt, pénzt és kísérleti állatot igényelô kísérletekkel kell kizárni a rákkeltô hatás gyanúját.
Erre azért van szükség, mert ellentétben az élet más veszélyeivel, ahol kellô feltételek betartásával a kockázat olyan minimálisra szorítható, hogy a társadalom már elfogadhatónak tartja (pl. a gépkocsi, mint veszélyes üzem), a társadalmilag elfogadott kockázat a rákkeltô hatásra nem vonatkozhat.
Ugyanis a karcinogén anyagból nem ismeretes olyan kis dózis, amely bizonyítottan nem ártalmas. Ellenkezôleg, éppen az elôbb számoltunk be arról, hogy a karcinogén anyagnak akár egyetlen molekulája is daganatos megbetegedést okozhat.
Gyakran felmerül, hogy a rosszindulatú daganatos megbetegedések öröklôdnek-e. Egyes családokban halmozottan fordulnak elô rákos megbetegedések. Ennek az lehet az oka, hogy egyes egyedekben egyes biomolekulák különösen érzékenyek lehetnek a szabad gyökök támadására. Ez az érzékenység, tehát a szervezet könyebb támadhatóságának lehetôsége átörökíthetô.
Abban, hogy a szabad gyök támadása, az iniciációs lépés után kialakul-e daganatos megbetegedés, igen sok tényezô játszhat szerepet. Az alkati tulajdonságokon (pl. fokozott érzékenység a szabad gyökökre) kívül külsô, belsô, környezeti, alkati, sôt idegállapotbeli és egyéb tényezôk is szerepet játszhatnak.
Ki kell hangsúlyoznunk, hogy bár alkati adottságainkat nem változtathatjuk meg, a kockázati tényezôk (rizikó faktorok) gondos elkerülésével egy alkatilag szabad gyökökre érzékeny ember is el tudja kerülni az szabad gyökkel történô találkozás lehetôségét (pl. a dohányzás és az alkoholfogyasztás mellôzése, megfelelô étrend, kellô vitamin és mikroelem utánpótlás, fizikai és lelki vészhelyzetek, úgynevezett stresszállapotok kerülése, stb.).
Áttételes módon a szorongásos idegállapot, a depresszió is szabad gyökök keletkezéséhez vezethet. Ezért olyan fontos, volt a rosszindulatú daganatos betegségben szenvedô ne veszítse el küzdôképességét, ezzel és a tanácsok megszívlelésével tudja kezelô orvosának munkáját, így saját gyógyulását legjobban elôsegíteni.
A daganatos betegségek kifejlôdési üteme az életkorral fokozatosan csökken, az idôskorúak élet folyamatai, így sejtosztódásuk sebessége, ezen keresztül a daganatok kifejlôdési üteme is lelassul.
A daganatgátló hatóanyagok, ismertebb nevükön a kemoterápiás szerek elsôsorban a sejtosztódást akadályozzák. Mivel a daganatos sejtek sokkal nagyobb ütemben osztódnak, mint a normál sejtek, ezért ezek a vegyületek elsôsorban ôket pusztítják. Mivel ezek az anyagok a normál sejtek osztódását is gátolják, a kemoterápiás szerek mindig komoly mellékhatásokkal járnak. Ezek közül a legismertebb hatás a hajhullás.
A zsírban oldódó vitaminok hiányának és túlzott feleslegének következményei
Már említettük, hogy a zsírban oldódó vitaminok hiánya is hiánybetegségekhez vezethet. Ugyanakkor e lipid-oldékony vegyületeknél mindig fennáll a túladagolás, a hipervitaminózis lehetôsége. A zsírban oldódó vitaminok a szervezet lipidekben gazdag szöveteiben, például a májban képesek felhalmozódni és nincs kizárva a sejtmembránok belsô részében bekövetkezô felhalmozódás veszélye sem.
A-vitamin (retinol)
A b-karotin és a retinol (A-vitamin) képlete
A zsírban oldódó vitaminok közül az A-vitamin (retinol), pontosabban annak oxidált származéka, a retinál a szemideghártya fényérzékeny anyagának, a rodopszinnak felépítésében vesz részt. A vitamin hiányban ezért a szürkületben látási zavar alakul ki, ez a farkasvakság. Ezen kívül az A vitamin hiányra jellemzô a bôr és szôrzet kiszáradása és a csontok növekedési sebességének csökkenése is. Az A-vitamin túladagolásra a bôrgyulladás, hajhullás és vérszegénység jellemzô.
Az A-vitamin a szervezetben provitaminjának, a b-karotinnak oxidatív hasadásával is keletkezhet. A b-karotin a sárgarépa jellegzetes színanyaga, de más zöldségfélékben is elôfordul. Nem ritka, hogy túlbuzgó kismamák annyi sárgarépát etetnek kicsinyeikkel, hogy azok bôre sárgás árnyalatot ölt.
Ezt a bôrszínt csak a bôr alatti zsírszövetben felhalmozódó b-karotin okozza, tehát ez a sárgulás nem jelenti a májbetegségekre jellemzô sárgaságot, amely a vörösvérsejtek piros színanyaga elégtelen lebomlásának következménye. Ha a mértéktelenül felhalmozódott b-karotint tartalmazó bôrfelületet erôs napsugárzásnak tesszük ki, benne egészségre ártalmas bomlástermékek keletkezhetnek.
A legújabb kísérleti adatok szerint az A-vitaminnak és provitaminjának lehet bizonyos rák megelôzô hatása. Ezzel a problémával késôbb, a dohányzás káros hatásainak kivédésére szolgáló vitaminok tárgyalásakor foglalkozunk.
D-vitaminok (kalciferol)
A D-vitaminok (kalciferol) igen hasonló kémiai szerkezetû és közel azonos biológiai hatású vegyületek. Tulajdonképen nem a kalciferol, hanem annak a szervezetben keletkezô dihidroxi-származéka, a kalcitriol a vitamin hatású vegyület. Az egyik kialakuló hidroxilcsoport a májban, a másik a vesében alakul ki. A D-vitaminok egy szteránvázat tartalmazó koleszterin-származékból képzôdnek a napfény ultraibolya sugárzása hatására. A D-vitaminok a csontosodást, a kalcium beépülését teszik lehetôvé.
A D hipervitaminózis igen veszélyes következményekkel járhat, mert az elôidézett fokozott kalcium kiáramlás egyrészt a csontokat gyengítí, másrészt a különbözô szövetekben káros kalcium só lerakódást okoz.
E-vitamin (tokoferol)
Az E-vitamin (tokoferol) hiánybetegségei emberben nem ismertek, de patkányokban szaporodási zavarok lépnek fel. Az E-vitamin antioxidáns tulajdonságú. Ez azt jelenti, hogy a levegô oxigénje hatására igen könnyen oxidálódik, ezáltal más értékes biomolekulákat megvéd az oxigén káros hatásától. Ez a tulajdonsága teszi lehetôvé azt, hogy az élô szervezet szempontjából túlzottan reakcióképes szabad gyökökkel elreagáljon, azokat redukálva hatástalanítsa.
K-vitaminok
A K-vitaminok a véralvadásban játszanak fontos szerepet, hiányában vérzékenység léphet fel. A K-vitamin egy olyan enzim prosztetikus csoportja, amely egyes, a véralvadásban fontos szerepet játszó komponensek kiindulási anyagából létrehozza az alvadási faktort.
A fémsók hatása az emberi szervezetre
A minden növény, így dohánycserje is a talajból különbözô sókat vesz fel, közben többek között olyan fém sókat is felhalmoz, amelyek a dohányosokra nézve veszélyesek lehetnek. Közülük közismert a fekete dohányokban elôforduló alumínium, valamint veszélyes fém az arzén, a berillium, a kadmium, a kobalt, a króm, a réz, az ólom, a higany, a molibdén, a nikkel, a tallium, ón és a vanádium. A dohánycserjében tehát a környezetet szennyezô nehéz fémeket tartalmazó vegyületek is felhalmozódhatnak.
E fémek egy része a termesztés során a nem megfelelô növényvédelem alkalmazásakor szívódik fel. Ugyanakkor a különbözô dohányok az emberi szervezet mûködéséhez szükséges sókat is tartalmaznak, például cink, kalcium. magnézium, mangán, nátrium, szelén és vas vegyületeket.
A káros hatású sók közül vannak olyanok, amelyek a finomítás, illetve a filterek alkalmazása következtében nem kerülnek be az emberi szervezetbe. Vannak azonban olyanok is, amelyek jelenléte a donányfüstben, sôt a dohányosokban is kimutatható, elsôsorban az ólom, a kadmium és a nikkel.
A kadmium nem csak a dohányosok szervezetében halmozódik fel, hanem a dohányos kismamák tejében is, így közvetve a dohányos anyák csecsemôit is veszélyezteti. Az arzén nagy része a cigarettahamuban, a berillium tetemes része pedig a csikkben halmozódik fel, így ezek a fémek a dohányosok egészségét közvetlenül nem károsítják.
A továbbiakban néhány szóval bemutatjuk azokat a fémeket, amelyek az emberi szervezetre képesek valamilyen hatást kifejteni.
Az alumínium mérgezô (toxikus) voltára a hatástani bizonyítékok nem egyértelmûek. Kétségtelen az, hogy a végzetes agyi leépülést (dementiát) okozó Alzheimer kór egyik jellemzô klinikai tünete az agy alumínium koncentrációjának jelentôs emelkedése. Ugyanakkor közismert, hogy a felszívódott alumínium sók a vér-agy gáton keresztül nem jutnak át a vérbôl az agyba. A legújabb eredmények alapján feltételezik, hogy az agyi alumínium koncentráció emelkedése nem ok, hanem következmény, az Alzheimer kór kialakulásában inkább genetikai tényezôk és szabad gyökök játszanak szerepet.
Az arzén egyes enzimek mûködését gátolja, mivel a fehérjék oldalláncában lévô SH, azaz szulfhidril-, más néven tiolcsoportokkal kovalens kötést alakít ki. Azokat az enzimeket, amelyek mûködéséhez SH csoportok szükségesek, SH-enzimeknek nevezzük. Az SH csoportokkal könnyen reagáló reagenseknek pedig SH-reagens a nevük. A nehéz fémek között sok az SH-reagens.
Az arzén nem csak az enzimekben, hanem más fehérjékben is könnyen reagál az SH csoportokkal ez az oka annak, hogy a szarús képletekben, a hajban és körömben képes felhalmozódni.
Közismert, hogy az arzén-trioxid (As203) kis mennyiségben roboráló, a szervezetet erôsítô hatású. Ennek oka az, hogy elsôsorban a lebontó enzimek között vannak SH-enzimek, így kis mennyiségû arzén jelenlétében a szervezetben csökken a lebomlás mértéke, növekszik a felhalmozódás aránya.
Az arzén-trioxidos kezelés a csontvelôt izgatja, ezért a vörösvérsejtek számát is növeli. A fokozottan osztódó (proliferáló) szövetek (pl. embrionális szövetek, ráksejt kultúrák, vérképzôrendszer, stb.) különösen érzékenyek az arzénre. Az arzén rákkeltô hatása valószínûsíthetô. Az egyéni érzékenység nagyon eltérô lehet. Az arzén vegyületek könnyen felszívódnak és nehezen ürülnek ki.
Az arzén-trioxid a leghatékonyabb kapillárisméreg. A kapilláris erek falát megbénítja, amely ennek következtében a fehérjék számára áteresztôvé válik, folyadékkiáramlás, ezzel vérnyomásesés következik be. Az arzén-trioxidot a fogászatban a fogideg elölésére használják. A kapilláris erek átjárhatóságának megváltozására bekövetkezô plazmakiáramlás következtében ugyanis a hajszálerekben annyira besûrûsödik a vér, hogy a fogideghez nem képes eljutni, így a fogideg elhal. Az arzén vegyületek a bélrendszer és a vese kapilláris rendszerét is súlyosan károsítják.
Az akut arzénmérgezésre csillapíthatatlan hányás, hasmenés, agyi és keringési zavar a jellemzô. A krónikus (idült) arzénmérgezésben sorvadásos tünetek jelentkeznek. A csontvelôártalom vérszegénységet, anémiát okoz.
A berillium ionok, feltételezhetôen a magnézium helyettesítésével, már rendkívül alacsony koncentrációban gátolják a magnézium ionnal aktiválható enzimeket, például az alkalin foszfatázokat, a kinázokat, stb.
A berillium fémpor és a berillium vegyületek erôsen izgatják a nyálkahártyákat, náthát, kötôhártyagyulladást és magas lázt, a továbbiakban erôs köhögést, majd tüdôgyulladást okoznak. A krónikus mérgezés tünetei a tuberkolózis (tüdôbaj) tüneteihez hasonlítanak. A bôr izgatása miatt rosszindulatú bôrfekélyek is keletkeznek.
A cinknek fontos élettani szerepe van, több igen fontos enzim tartalmaz cinket. Egy felnôtt átlagos cink tartalma 2 g. Cink hiányában növekedési és csontfejlôdési rendellenességek lépnek fel, a fehérje és szénhidrát anyagcsere akadozik, kedvezôtlenül változik a tanulási képesség, valamint romlik a látás.
A cink sók csak nagy mennyiségben mérgezôk. Akut cinkmérgezés esetén torokkaparás, köhögés, láz, hányinger, fejfájás lép fel. Krónikus mérgezéskor bôrfekély, nyálkahártya izgalom, hányás, gyomorgörcs és vesekárosodás következhet be.
A higany sók a sejtmembrán fehérjéiben és számos enzimben reakcióba lépnek a tiolcsoportokkal, ezért azok mûködését gátolják. A heveny (akut) higany mérgezést a fehérjék kicsapódása miatt a nyálkahártyák felmaródása, hányás, hasmenés és vesekárosodás jellemzi. Krónikus mérgezésnél inkább a központi idegrendszeri hatások a meghatározók (fejfájás, ingerlékenység, álmatlanság, látászavarok és feledékenység).
A kadmium sók is SH reagensek. Szelektíven gátolják a plazmában az a-antitripszin szintézisét, ezért súlyosan tüdôkárosító hatásúak. Az a-antitripszin (a1-antiproteináz) egy olyan fehérje, amely meggátolja, hogy egy bontó enzim, az elasztáz megeméssze a szöveteket. Az elasztázt a neutrofilok termelik (például a fehérvérsejt) és mûködése a szervezet védekezési mechanizmusának része. Az a-antitripszin igen erôsen kötôdik az elasztáz aktív helyének SH-csoportjaihoz.
Az a-antitripszinnek igen fontos fiziológiai szerepe van. Ha ennek a fehérjének szintézise (például a kadmium ionok által) gátolt, az elasztáz feleslege megemészti a tüdôhólyagok falát, ezt emfizémának (destruktív, azaz lebontó tüdô megbetegedésnek, emphysema) nevezzük.
A kadmium ionok a vesében és a májban egy metallotienin nevû fehérjéhez kötôdve halmozódnak fel, és igen lassan, csak évtizedek alatt ürülnek ki.
A kalcium ionoknak nem csak a csontok felépítésében van nagy szerepük, hanem több anyagcsere folyamatra is nagy hatásuk van. A sejten belül a kacium ionok raktározva vannak, mert szabad állapotban a foszfát ionokkal oldhatatlan csapadékot képeznének. A kalcium ionok igen sok sejtben lejátszódó folyamat szabályozásában játszanak szerepet, így a hormonok hatásának sejten belüli közvetítésében, a véralvadásban és az izommûködésben.
A kálium ionok, amelyek az emberi szervezetben elsôsorban sejteken belül fordulnak elô, nem csak a szervezet ion összetételének biztosításában játszanak szerepet. Az emberi szervezetben igen speciális élettani hatással rendelkeznek, a szívizom munkáját csökkentik. Ha az emberi szervezetben a kálium mennyisége a normálistól nagyon eltér, annál sokkal több vagy sokkal kevesebb, izomgyengeség lép fel.
Az emberi és az állati szervezetek nem képesek a kobalt sókból kobaltot felvenni és nem képesek B12-vitamint szintetizálni. Néhány anaerob mikroorganizmus képes csak a B12-vitamin bioszintézisére. A B12-vitamin felszívódásához egy speciális hordozó (intrinsic faktor) fehérje szükséges. A B12-vitamin a szövetekben, illetve a vérben meghatározott fehérjékhez kötött állapotban van jelen.
Az emberi szervezet átlagosan 2,5 mg B12-vitamint tartalmaz a májban koncentrálódva. A vérképzést serkentô gyógyszerek, közöttük a B12-vitamin túladagolása hôhullámokat, szélgörcsöt, hányást és tartósan adagolva pajzsmirigy alulmûködést eredményezhet.
A B12-vitaminból származó koenzim szerepet játszik a metil- vagy alkilcsoport átvitelekor, izomerizációs és oxidációs-redukciós reakciókban. A B12-vitamin hiányának következtében különféle ártalmak léphetnek fel. Közismert a B12-vitamin hiánya miatt fellépô vérszegénység (perniciosa típusú megaloblastos anémia). Ezt a vérszegénységet, amelyet vészes vérszegénységnek nevezzük, a vörös vérsejtek képzôdési elégtelensége, a sejtmag dezoxiribonukleinsav (DNS) megkettôzôdési zavara okoz.
Ugyancsak a B12-avitaminózis okozza az idegrostok myelin hüvelyének degenerációját, tehát az idegrendszer zavarát. A B12-vitamin ezen kívül valószínûleg olyan enzim reakciókban is szerepet játszik, amelyekben a nukleinsavak felépítô egységei, a nukleotidok keletkeznek, tehát hiánya genetikai zavarokhoz is vezethet.
A kobalt enyhén mérgezô. Csökkenti a pajzsmirigy mûködését és nagyobb mennyiségben pajzsmirigy nagyobbodást (golyvát) és szívelégtelenséget okoz. Súlyosabb kobalt mérgezésnél szívizom betegség lép fel, mert a kobalt gátolja a keményítôhöz hasonló szerkezetû glikogén lebontását, ezáltal a glikogén túlzott mértékben felhalmozódik.
A króm sók között három vegyértékû, azaz Cr(III) és hat vegyértékû Cr(VI) származékokat különböztetünk meg. A krómot korábban nem sorolták a biológiailag létfontosságú elemek közé. Kiderült azonban, hogy a glükóz anyagcseréjében nagy a jelentôsége. A Cr(III) a glükóz tolerancia faktor (GTF) lényeges alkatrésze. A GTF szabályozza az inzulinnal együtt a vércukorszintet.
A króm valószínüleg szerepet játszik az inzulin konformációjának stabilizálásában vagy gátolja az inzulin lebomlását katalizáló enzim, az inzulináz mûködését. A króm(III) vegyületek hatására az emberi szervezetben a glükóz elégetése fokozódik, hypoglikaemia (károsan alacsony vércukorszint) jöhet létre. A króm(III) vegyületek hiányában genetikai rendellenességek is fellépnek, tehát a króm feltehetôen a nukleinsav szintézisre vagy a fehérje szintézisre is hatással van.
A testépítôk egyik új “csodaszere” a biológiailag aktív króm-pikolinát, amelybôl naponta 20-80 mg lassítja az öregedési folyamatokat, szabályozza a vércukorszintet, csökkenti a testzsírt és anabolikus (izomépítô) hatású - legalábbis a reklám ezt ígéri.
A Cr(VI) vegyületek erôsen oxidáló tulajdonságúak, a membránokat könnyen tönkretehetik, ezért mérgezôbbek, mint a Cr(III) származékok. A Cr(VI) sók a nyálkahártyán és a bôrön fekélyeket okozhatnak, májgyulladás is kialakulhat. A króm(VI)-ártalomnak kitett személyek között a tüdôrák, a gyomorfekély és a bélgyulladás elôfordulása gyakoribb.
A magnézium ionok jelenléte nagyon fontos az emberi szervezet mûködése szempontjából. A káliumhoz hasonlóan elsôsorban a sejteken belül fordul elô. A magnézium a káliummal együtt gyakran fontos szerepet játszik több enzim aktiválásában, valamint egyes fehérjék és dezoxiribonukleinsavak szerkezetének stabilitásának biztosításában. A szükségesnél magasabb magnézium koncentráció ugyanakkor bizonyos enzimek mûködését gátolhatja. Az emberi szervezetben normális körülmények között a kalcium és magnézium ionok aránya 1:0,5.
Az emberi szervezetben a magnézium az aránylag rosszul felszívódó anyagok közé tartozik. Felszívódását számos más anyag (pl. telített zsírok, túlzott mennyiségû foszfát ion, kalcium ion és alkohol bevitel) nehezíti. Hiányát legelôször az izomzat remegése (tremor) jelzi, a nagyobb magnézium hiány a tetanuszhoz hasonló izomgörcsökhöz vezet.
Minden élô szervezetnek szüksége van mangánra. A növények mangán hiányában nem képesek a fotoszintézisre. Az emberi szervezetben a mangán hiánya terméketlenséghez, csontfejlôdési rendellenességhez és ataxiához (a mozgási koordinációs zavar) vezet. A mangán távollétében ugyanis a glikoproteinek bioszintézise gátolt. Zavarok lépnek fel a szénhidrát anyagcserében is. A mangán hiányában csökken a szuperoxid-dizmutáz (SOD) aktivitása, ez a nem kívánatos gyökös reakciótermékek felszaporodásához vezethet.
A molibdén az élô szervezetekben rendkívül kis koncentrációban fordul elô, biológiai szerepe mégis jelentôs. A redox rendszerekben Mo(V)-Mo(VI) átmenet lehetséges, ezért elsôsorban a oxidációs-redukciós reakciókat katalizáló enzimek kofaktora. Ezekben a redoxi folyamatokban a vas is gyakran szerepet játszik.
A nátrium ion egyike annak a négy kationnak (nátrium, kálium, kalcium, magnézium), amelyek fiziológiai és farmakológiai szempontból a legfontosabbak. A nátrium, amely elsôsorban a sejtek közötti térben fordul elô, a biológiai rendszerek ozmotikus és sav-bázis egyensúlyában, valamint az idegi ingerület továbbításában játszik szerepet. Az sejten kívüli (extracelluláris) nátrium-klorid (konyhasó) koncentráció 0,9 %-os, ez az izotóniás sóoldat, amellyel a testnedvek pótolhatók, tehát ez az infúziós oldat.
A nikkelnek élô szervezetek anyagcseréjére gyakorolt hatásáról kevés ismeretünk van, de az már bizonyítottnak látszik, hogy szerepet játszik a nukleinsavak anyagcseréjében. Ennek oka az lehet, hogy a nikkel jó komplexképzô, a nukleinsavak bázisaival is képes komplexálódni. Ennek a tulajdonságnak káros következménye a nikkel sók genetikai ártalmat okozó (mutagén) hatása.
Az ólom nem szükséges az élô szervezetek normális mûködéséhez. Biológiai hatását meghatározza az, hogy az ólom rendkívül erôsen gátolja azokat az enzimeket, amelyek egy meghatározott funkciós csoportot, SH (tiol) csoportot tartalmaznak
Az ólom szennyezés gátolja a hemoglobin bioszintéziséhez szükséges enzimek mûködését, tehát vérszegénység lép fel. Az ólommérgezésben a vörös vérsejtek pusztulását nem csak ez, hanem a vas beépülésének megakadályozása is okozza.
A környezet ólomszennyezése elsôsorban a közlekedésbôl (ólmozott benzin) és nem az ipari tevékenységbôl származik. A benzinek ólmozására ("kopogás" csökkentésére) használt ólom-tetraetil apoláros jellegû, ezért bôrön keresztül is felszívódik. A vérben keringô ólom rövid idô alatt felhalmozódik a májban, a lépben és a vesében. Hosszabb idôre kizárólag a csontok képesek az ólmot raktározni.
Az ólommérgezés tünetei között szerepel a fogakon az ólomszegély, az ólomkólika (hasgörcsök), ólomparalízis (a végtagok idegeinek gyulladásos elváltozása) és a központi idegrendszeri tünetek (fejfájás, álmatlanság, szédülés).
Az ón fém a konvervdobozok szerkezeti anyaga, ezért a világ kultúrált népeinél számottevô az ón felhalmozódása, elsôsorban a kemény szerkezeti szövetekben (pl. csont). Mivel a szervetlen ón sók nem vagy nehezen szívódnak fel, nem különösen mérgezôk.
Az ón alkilezett származékainak egyre nagyobb a jelentôsége. Az alkil-ón-származékokat, elsôsorban a tributil-ón-kloridot (TBT) nagy méretekben gyártják, mert jó hô- és fényállóságú, az algásodást megakadályozó festékek alapanyaga, amelyet elsôsorban tengeri hajók alsó részének festésére használnak. Ez utóbbi felhasználási terület az oka annak, hogy e származékok környezetet szennyezô tulajdonsága egyre inkább az érdeklôdés középpontjába kerül.
Ezek az alkilezett ón vegyületek apolárosak, kitûnôen felszívódnak, ezért rendkívül mérgezôk. A második világháborúban az ólom-tetraetil mellett a hasonló típusú mérgezést okozó alkil-ón vegyületek bevetését is tervezték. Az ólom-tetraetilhez hasonlóan alkil-ón vegyületek az izombénulásokon és a vérképzô rendszer károsodásán kívül heves központi idegrendszeri tüneteket is okoznak (mániás roham, görcsökig fokozódó izgalom). A tengeri élôlények egy része az a hajók festékének számukra mérgezô óntartalmát szervezetükben felhalmozzák és elpusztulnak. Különösen a kagylók érzékenyek az ónra.
A réz(II) sók kitûnô SH-reagensek, ezért számos enzim mûködését gátolják. Ugyanakkor a réz számos fontos enzim alkotórésze a növény- és az állatvilágban egyaránt. A Cu(II)/Cu(I) rendszer oxidációs-redukciós reakciókban résztvevô fehérjék komponense lehet.
A felnôtt emberi szervezet 100-150 mg rezet tartalmaz. A puhatestûek vérében nem hemoglobin, hanem rezet tartalmazó fehérje, a hemocianin szállítja az oxigént. A réz hiánya vérszegénységet okoz, mert a réz befolyásolja a vas anyagcsere bizonyos fázisait (a vörös vérsejtek érését, a vas hembe épülését és a vas átkerülését a ferritinbôl a transzferrinbe).
A réz ionok genetikai ártalmat is okoznak, mert a nukleinsavakban a bázisokkal komplexet képeznek. A DNS-ben a réz ionok hatására a bázisok közötti hidrogén kötések ennek következtében felhasadnak, a kettôs spirál szétcsavarodik.
A réz mérgezés tünetei: kaparó torok, köhögés, láz, nagyobb mennyiségtôl máj- és vesekárosodás. A felszívódó réz vegyületek a vas anyagcseréjére gyakorolt hatás következtében hemolízist, azaz a vörös vérsejtek oldódását okozzák.
A szervetlen réz sók közül a permetezôszerként ismert réz-szulfát (rézgálic) olyan erôs hánytató, hogy a gyomorból nem képes mérgezô mennyiségû réz felszívódni. A réz-szulfát hánytató hatását a gyomornyálkahártya izgatásával éri el.
A szelén a kénhez hasonló tulajdonságú, a szelenidek a szulfidokkal együtt fordulnak elô. A jól felszívódó szelenidek (pl. Na2SeO3) és szelenátok (pl. Na2SeO4) hatására a fehérjék cisztein oldalláncában a kén atom szelénre cserélôdik (-SH® -SeH), ezért a fehérjeláncok közötti diszulfid hidak (2 -SH® -S-S-) kiépülésében, a szulfhidril-diszulfid átalakulásban zavar lép fel.
A szelén biológiai jelentôségét korábban nem ismerték fel. A szelén a glutation-peroxidáz komponense. Ez az enzim akadályozza meg, hogy a szövetek peroxidázai a lipidekben, a sejtmembránban és egyéb sejtorganellumok oldallánc csoportjaiban nem kívánatos oxidációt (például lipid-peroxidációt) idézzenek elô. A glutation-peroxidáz védi meg a vörös vérsejteket a hidrogén-peroxid (H2O2) toxikus hatásaitól és feltételezhetôen ezen keresztül gátolja bizonyos daganatok fejlôdését.
A szelén tehát a glutation-peroxidáz aktivátora, ezen kívül aspecifikus antioxidáns, az E-vitamin antioxidáns hatását erôsíti. A szelén vegyületeket korábban karcinogénnek tartották. Késôbb bebizonyosodott, hogy nem rákkeltôk, de erôsen mérgezôk.
A kérôdzô állatokban és a nyulakban a szelén hiánya az izomsejtek membránjaiban károsodást okoz. A kérôdzôkben májkárosodás is fellép. Olyan országokban, ahol a talaj szelénben szegény (pl. Finnország) a szelént pótolni kell. A szelénben gazdag vidékeken, például az USA egyes vidékein a növényekben felhalmozódó szelén a haszonállatokban mérgezést okozhat.
A szelén a talajból általában nátrium-szelenit formájában szívódik fel. A szelén jelenléte a dohánycserje termesztése szempontjából nem kívánatos, ugyanakkor a dohányfüst szelén tartalma kedvezô a rákkeltô szabad gyökök elbontása szempontjából, mivel az egyik hatékony, a szabad gyököket megkötô vegyület, a glutation átalakulása enzimének, a szelént is tartalmazó glutation-peroxidáznak szelén utánpótlását jelentheti.
Az akut szelén mérgezésben gyomor- és nyálkahártya izgalom, májkárosodás és központi idegrendszeri tünetek lépnek fel. A krónikus szelén mérgezésben bôrgyulladás (dermatitisz), központi idegrendszeri tünetek, májmûködési zavarok léphetnek fel. A lehellet fokhagyma szagúvá válik.
A tallium(I) sók a bôrön át és az emésztô rendszeren át felszívódnak. Erôsen kötôdnek a legtöbb szövethez, különösen a máj, a vese és a bél szöveteihez. A tallium ugyanis kitûnô SH-reagens. Feltételezhetô, hogy az általános enzimbénításon kívül a hemoglobin szintézisét is zavarja. Jelenléte az emberi szervezetben erôs hajhullást, az emésztô rendszer zavarát és központi idegrendszeri károsodást okoz.
Korábban a tallium-acetátot a haj gombás megbetegedéseinek kezelésére használták, késôbb bebizonyosodott, hogy a gyógyszer veszélyesebb, mint maga a megbetegedés. A tallium acetátból a halálos adag 1 g. A talliumos mérgezésrôl pontos leírást olvashatunk Agatha Christie Bûbájos Gyilkosok címû könyvében.
A vanádium erôs hiánya a kísérleti állatokban csontképzési zavarokat okoz. A vanádium a lipidek (zsírok és a koleszterin) anyagcsere oxidációs-redukciós folyamataiban játszik szerepet. Mivel jelenlétére a lebontó folyamatok érzékenyebben reagálnak, kis mennyiségben a testépítôk a krómhoz hasonlóan használják. A légyölô galócából izoláltak egy optikailag aktív vanádium vegyületet, amelynek biológiai funkcióját még nem ismertjük.
A vas a növény- és állatvilág nélkülözhetetlen eleme. Az emberi szervezetben a biogén elemeken, a szénen, a hidrogénen, a nitrogénen, az oxigénen, valamint a foszforon és a kénen kívül a vasból van a legnagyobb mennyiség (2,5-5 g). A vörös vérsejtek képzôdésekor magas vas koncentrációra van szükség. A vas hiánya vérszegénységet (anémiát) okoz. Korábban már jeleztük, hogy a B12-vitamin és a folsav hiánya is anémiához vezet. A szervezetben a vas túl magas koncentrációban gátolja a cink felszívódását.
A kobalt, a nikkel és a vas a dohányzás alatt a tökéletlen égés következtében keletkezô szén-monoxiddal (CO) szénmonoxid-komplexeket képez: Co(CO)4, Ni(CO)4 és Fe(CO)5. Ezekben a komplexekben lévô szén-monoxid a vörösvérsejtekben a hemoglobinnal háromszázszor stabilabb komplexet képez, mint az oxigén, az így elreagált hemoglobin az oxigén szállítására alkalmatlanná válik. A fenti fémek kívánatosnál magasabb koncentrációja a vérben tehát rontja a vér oxigéncseréjének intenzitását, így a szervezet maximális energia hasznosítását.
Az erôs élettani hatású növényi anyagok okozta veszélyek
A növényi szövetekben sok olyan szekunder metabolit halmozódik fel, amelyeknek az emberre és az állatokra nézve erôs élettani hatása van. Ezek az anyagok általában az állatokra riasztó hatással vannak, így áttételesen a növény védelmét szolgálják. Közülük a legtöbb az alkaloidok közé tartozik. Az alkaloidok általában bázikus tulajdonságú, nitrogént is tartalmazó, gyûrûs, gyakran bonyolult szerkezetû szerves vegyületek, amelyek a növényekben többnyire különbözô aminosavakból képzôdnek.
A legismertebb alkaloidok a mák alkaloidok, közülük is a kábítószerként és fájdalom csillapítóként egyaránt elterjedt morfin, ismertebb nevén morfium. Ugyancsak az alkaloidok közé tartozik a gyógynövények hatóanyagainak nagy része is. A dél-amerikai nyílméreg, a kuráre, amely hatására a mérgezett rövid idôn belül teljesen megbénul, valamint a koniin, a bürök hatóanyaga, amely annak idején Szokratész életét kioltotta, ugyancsak alkaloid. A dohány alkaloidok közül legismertebb a nikotin.
Az alkaloidok többsége jól kötôdik az emberi sejt valamilyen olyan kötôhelyéhez (receptorához), amely elfoglalásával komoly zavart képes kelteni a szervezet mûködésében.
Ebbôl a szempontból az emberi és az idegrendszerrel rendelkezô állatok szervezetében az idegsejt támadási szempontból különösen alkalmasnak látszik. Az idegsejtek ugyanis behálózzák az egész szervezetet, a központi idegrendszer vagyis az agy és az egyes szervek között teremtenek kapcsolatot, rajtuk keresztül szabályozza a központi idegrendszer a szervezet mûködését.
Nem kívánjuk az idegrendszer részeit és mûködését részletesen ismertetni, ezért csak annyit jegyzünk meg, hogy a szervezet mûködésének összehangolása nem az akaratunktól függôen mûködô idegrendszer, hanem az akaratunktól függetlenül mûködô, vegetatív idegrendszer feladata.
Az ingerület továbbítása az idegsejten belül elektromos úton történik, két idegsejt között azonban valamilyen kémiai közvetítôre, hivatalos nevén neurotranszmitterre van szükség, mert a két idegsejt illetve az idegsejt és a célsejt közvetlenül nem érintkezik, közöttük rés van, melynek neve szinapszis.
Nyugalmi állapotban az idegsejt külseje és belseje között elektromos potenciálkülönbség, azaz feszültség van. Az ingerület hatására, illetve az ingerület következtében a szinapszison keresztül az idegsejthez érkezô neurotranszmitter hatására ez a potenciálkülönbség hirtelen kiegyenlítôdik, ezt depolarizációnak nevezzük. Ez a depolarizáció indítja be az idegsejt belsejében az elektronáramot, továbbítja az ingerületet.
Több neurotranszmittert ismerünk, közülük kettô igazán jelentôs, az acetil-kolin és a noradrenalin. Az acetil-kolint megkötni képes receptorokat kolinerg, a noradrenalint megkötô receptorokat adrenerg receptoroknak nevezzük.
Az acetil-kolin és a noradrenalin képlete
A mûködés és a közvetítô anyag szempontjából két különbözô vegetatív idegrendszer van, a szimpatikus és a paraszimpatikus idegrendszer. A szimpatikus idegrendszer mûködéséhez mindkét neurotranszmitter szükséges, a paraszimpatikus idegrendszeréhez csak az acetil-kolin. Ha tehát egy alkaloid, amely az acetil-kolin mûködését megakadályozni képes, mindkét vegetatív idegrendszert blokkolni tudja.
Az acetil-kolin egy különleges észter-származék, amely egy ammónium kation részletet (¾N(CH3)3+ is tartalmaz. A szimpatikus idegrendszerben ez a vegyület az ingerület hatására az elsô idegsejt végén szabadul fel. Az acetil-kolin átmegy a szinapszison, hozzákötôdik a második idegsejthez és ott depolarizációt idéz elô. Az idegrendszer zavartalan mûködése akkor tartható fenn, ha a depolarizáció után az acetil-kolin hidrolízissel elbomlik, elhagyja a második idegsejtet és az visszatér eredeti állapotába tehát az elektromos potenciálkülönbség helyreáll. A paraszimpatikus idegrendszerben ez a folyamat az idegsejt és a szerv között játszódik le.
Az acetil-kolin bontását az acetil-kolin-észteráz, ismertebb nevén kolin-észteráz enzim végzi. Ha a kolin-észteráz mûködését megbénítják, a depolarizáció tartós lesz és az idegsejt alkalmatlanná válik további ingerületek továbbítására. Ezzel a mechanizmussal hatnak és ezért veszélyesek a szerves foszfát észtereket tartalmazó növényvédôszerek, például a Wofatox.
Azokra az alkaloidokra, amelyek az acetil-kolin mûködését gátolni képesek, általánosan jellemzô, hogy vagy az acetil-kolinhoz hasonlóan ammónium kation részletet vagy ahhoz igen hasonló gyûrûs tercier amin részletet tartalmaznak. Ez azt jelenti, hogy ezek az alkaloidok képesek a receptoron az acetil-kolin helyére kötôdni, ezáltal elôidézik a depolarizációt, de mivel a kolin-észteráz nem képes leszakítani ôket, ez a depolarizáció tartós lesz.
A muszkarin és a nikotin képlete
A nikotin farmakológiai hatásai
Nincs lehetôségünk arra, hogy a nikotin farmakológiai, tehát az emberi szervezetre gyakorolt élettani hatását részletesen tárgyaljuk, azt azonban ki kell hangsúlyoznunk, hogy hatása nem merül ki abban, hogy elôször izgatja, majd depolarizálja az idegsejteket. A nikotin ugyanis nem csak a vegetatív idegrendszer mûködésére hat, hanem a különbözô szervekben lévô egyéb receptorokkal való kölcsönhatás révén a mellékvesére, a szívmûködésre, a szem mûködésére, az emésztésre és a központi idegrendszerre is. Ugyanakkor a nikotin farmakológiai és mérgezô (toxikus) hatása egyénileg igen eltérô lehet, sôt a körülményektôl függôen ugyanarra a személyre is különbözô erôsségû hatással lehet egy másik idôpontban.
A nikotin a pulzusszámot elôször lassítja (bradycardia), azután a normális fölé gyorsítja (tachycardia). A nikotin közvetlenül a szívizomra is hat, azt elôbb izgatja, azután bénítja, oxigénellátását csökkenti. A nikotin adagolása, illetve a dohányzás elôször csökkenti, majd növeli, nagyon magas adagokban ismét csökkenti vérnyomást.
A vegetatív idegrendszer egy másik pontjára gyakorolt hatás miatt a különbözô testnedvek elválasztására is elôször fokozó, majd gátló hatást fejt ki a nikotin. Tehát a dohányzás a nyál elválasztásra, a verejtékezésre és a gyomornedv kiválasztódására hat. A szemre gyakorolt hatása következtében a pupillát elôször tágítja, majd szûkíti.
Az emésztô rendszerben elôször émelygés, hányás, erôs hasmenés következik be, terhesekben nem ritka a méhösszehúzódás. A nikotin hatására központi idegrendszerben is változások állnak be, elôször légzés fokozódás, majd a légzés gátlása következik be, ezen kívül jellegzetes remegés vagy görcs is felléphet.
Ezen tünetek némelyikét, esetleg mindegyikét tapasztalhatták a dohányosok a rászokás idôszakában. Ugyanis késôbb, a rendszeres dohányzás következtében a nikotinnal szemben bizonyosfokú tolerancia (megszokás) lép fel.
A vegytiszta nikotin gyorsan ölô méreg. Ellenanyaga nincs, a mérgezettel gyorsan végez a légzésbénulás. Halálos adagja az érzékenységtôl függôen 20-60 mg. Mivel zsíroldékony tulajdonságú, nem csak az emésztô rendszeren és a tüdôn át inhalálás útján, hanem a bôrön át is felszívódik, ezért igen óvatosan kell vele bánni, ha aránylag tömény oldatával levéltetvek ellen permetezünk.
Egy cigarettában, illetve annak dohányfüstjében a nikotin mennyisége nem éri el a halálos dózist, ezért a dohányosoknál csak mérgezésre, a kezdô dohányosoknál (tréfás szóval a kocadohányosoknál) enyhe mérgezésre, az erôs dohányosoknál pedig idült (krónikus) mérgezésre lehet számítani.
Az enyhe nikotin mérgezés összes tünetét minden cigarettát kipróbált kisdiák fel tudja sorolni: szédülés, fejfájás, hányás, hidegrázás, izomgyengeség, hasmenés, verejtékezés. A krónikus nikotin mérgezést egyértelmûen a légutakat károsító hatás uralja: a jellegzetes reggeli dohányos (“bagós”) köhögés az idült hörgô nyálkahártya gyulladás következménye. A tartós és erôs dohányzás a gyomos nyálkahártyáját is károsítja, ezért gyakori a dohányosoknál a gyomorfekély.
A nikotin okozta nyálkahártya gyulladás, mint minden gyulladás szabad gyökök felszabadulásával jár, így - áttételesen ugyan - de a nikotin is hozzájárulhat a dohányzás rákkeltô hatásához. A krónikus nikotin mérgezés okoz ugyan szív- és keringési tüneteket, de az igazán súlyos keringési tünetekért a szabad gyökök tehetôk felelôssé.
A nikotinfüggôség, illetve a dohányzást abbahagyására való képtelenség megitélésében megoszlanak a vélemények. Egyes vélemények szerint a nikotint is kábítószernek kell tekinteni, mert hozzájuk hasonlóan erôs függôséget (hozzászokást) alakíthat ki. Ezt látszik alátámasztani az a tény, hogy az erôs dohányosok agyában magasabb a nikotin-receptorok száma, mint a nem-dohányzókéban. Azt azonban e nézetet vallók is elismerik, hogy a nikotin hatására nem jelentkeznek olyan értelembeli (mentális) elváltozások, amelyek a kábítószerekre egyébként jellemzôk. A dohányzás következtében ugyanis nem lép fel kábultság, nem csökken, sôt átmenetileg fokozódhat a szellemi teljesítmény és nem torzul a dohányzó személyisége.
Mások viszont azt vallják, hogy bár az erôs dohányosokban a szervezetben a nikotin mérgezô hatásával szemben kialakul bizonyosfokú tolerancia, de nem következik be a kábítószereknél ismert hozzászokás. Ugyanakkor ez utóbbi nézetet vallók sem tagadják, hogy a dohányosoknál erôs megszokás (habituáció) következik be, amelynek következtében a dohányzás kellemessé, sôt nélkülözhetetlenné válik. Az utóbbi nézet hívei szerint teljes nikotin elvonás, amely a “dohányzásról való leszokás” fogalom körébe tartozik, nem a szervezet nikotin-függôsége miatt olyan nehéz, hanem a dohányzás, mint beépült, erôs feltételes reflexes kapcsolatrendszer kiesése miatt. Ez elképzelés szerint nem nikotin, hanem inkább a dohányzás elhagyása okozza a megvonási tüneteket. Az ilyen jellegû, részben testi (szomatikus), részben lelki (pszichés) tüneteket pszichoszomatikus tüneteknek nevezik.
A nikotin receptor több alegységbôl álló komplex, amelynek pontos szerkezete még nem ismert, ráadásul a nikotin nem csak kolinerg (acetil-kolint kötô) receptorokhoz képes kapcsolódni, ezért egyelôre az sem zárható ki, hogy a nikotin hatása olyan összetett folyamat, amelyben mindkét elképzelésnek megfelelô részfolyamatok szerepet játszanak.
Közismert, hogy a dohányosok között többen szenvednek alvászavarban, ennek következtében nehezebben összpontosítanak, könnyebben éri ôket baleset és közöttük sok a depressziós. A dohányosok között több az alkoholista és több a más módon is önpusztító életmódra hajlamos egyén, mint a nem-dohányzók között. Káros szenvedélyük gyakran rendezetlen életmódhoz, ez pedig munkahelyi és magánéleti problémákhoz vezet.
A nikotin anyagcseréjével és a dohányfüst összetételével késôbb foglalkozunk.
A DOHÁNYZÁS SORÁN AZ EMBERI SZERVEZETBE KERÜLÔ ANYAGOK KELETKEZÉSE ÉS ÁTALAKULÁSA
A dohányzás során számos, elsôsorban szerves vegyület kerül a dohányzó szervezetébe, közülük nem kevés azon anyagok száma, amelyek a dohányzás során a környezetbe is kikerül. A továbbiakban egyenként áttekintjük a fontosabb vegyületcsoportokat és ismertetjük képviselôik farmakológiai hatását, némely esetben bioszintézisét.
A dohány levélben elôforduló alkaloid hatóanyagok
A különbözô eredetû dohánycserjéket és dohányipari termékeket, a továbbiakban összefoglalô néven dohányokat felépítô vegyületek közül most csak azokkal foglalkozunk, amelyeknek szerepe van a dohányzás okozta hatások kialakításában, ugyanis értelemszerûen a dohányfüstben is hasonló molekulák, illetve azok bomlástermékei fordulnak elô.
A világon az eddig ismert, a Solanaceae növénycsaládba tartozó dohánycserje összesen 64 dohánycserje fajtát jelent, melyek közül csaknem kizárólag csak kettôt forgalmaznak a kereskedelemben, a Nicotiana tabacum, illetve a Nicotiana rustica fajokat.
A különbözô dohányok biomolekulákat (fehérjék, szénhidrátok, szerves savak és lipidek) és másodlagos anyagcsere termékeket (dohány alkaloidok, színanyagok és egyéb polifenolok) tartalmaznak. Ezek közül a dohányzás szempontjából elsôsorban az alkaloidok fontosak. A dohányfüst egyéb összetevôi ugyanis a nikotin és a többi komponens elégésekor keletkezô égéstermékek és az tökéletlen égés eredménye, a szén-monoxid.
A dohány alkaloidok
A dohány alkaloidokra jellemzô, hogy két, nitrogént tartalmazô heterogyûrûbôl állnak, amelyek közül az egyik mindig piridingyûrû, a másik gyûrû lehet öttagú vagy hattagú. Legismertebb képviselôik: a nikotin, a nornikotin, a nikotirin, az anabazin, az N-metil-anabazin, az anatabin, és az izonikotein. Ezek a vegyületek optikailag aktívak, két megjelenési formájuk közül csak az egyik fordul elô a természetben.
A termesztett dohányok dohány alkaloidjai közül az összes alkaloidok 75 %-a nikotin. Vannak olyan dohányfélék, amelyekben nem a nikotin a fô alkaloid komponens (például a Nicotiana glutina kizárólag nornikotint tartalmaz). A nikotin a nevét Jean Nicot liszaboni francia nagykövetrôl kapta, aki elôször termesztett dohányt Portugáliában.
A dohány alkaloidok képlete
A nikotin a növényekben különbözô fehérjealkotó aminosavakból keletkezik. A piridingyûrût tartalmazó intermedier, a nikotinsav két féle módon keletkezhet. Az egyik út kiindulási anyaga az L-triptofán, a másiké az L-aszparaginsav és egy cukor-származék, a szôlôcukor lebomlásából származó D-glicerinaldehid-3-foszfát.
Az ötös gyûrû, a pirrolidingyûrû kiindulási anyaga az ugyancsak fehérjealkotó aminosavból, az L-glutaminsavból képzôdô nem fehérje-alkotó aminosav, az L-ornitin, amely több lépésben ciklizálódik és N-metil-D’-pirrolínium kationná alakul. E két intermedier összekapcsolódásából alakul ki a nikotin. A nornikotin a nikotinbôl metilcsoport vesztéssel keletkezik.
A különbözô dohányárúk - ezek alatt általában a cigarettákat, a szivarokat és a pipadohányt értjük - nikotin tartalma jelentôs, a termesztés, és a dohány feldolgozásának körülményeitôl függôen általában 0.5-8 % között lehet. A nikotin tartalom alsó határát csak különleges eljárásokkal lehet elérni. A dohány kellemes aromája a dohány levelekben lévô gyantáknak és cukor-származékoknak köszönhetô.
A nikotin bioszintézisének vázlata
A nikotin a dohány levélben szilárd állapotban, szerves savakkal képzett sók formájában fordul elô. A dohányzáskor a dohányárú izzásának hômérsékletén a sók elbomlanak és az egyénként illékony folyadék halmazállapotú nikotin bázis gôz formájában a dohányfüstbe kerül.
A dohányzási szokásoktól függôen a dohányárú eredeti nikotin tartalmának 30-60 %-a kerül a dohányfüsttel a tüdôbe és ennek mintegy 20-90 %-a szívódik fel. Egy cigarettából nikotintartalmától függôen átlagosan 1-5 mg, egy szivarból pedig 25 mg nikotin kerül be az emberi anyagcserébe. Ennek értelmében a cigarettázó napi 12-60 darab, a szivarozó pedig napi 3 darab elszívásával magához veszi a halálos adagot!
Szerencsére a nikotin igen gyorsan lebomlik az emberi szervezetben. Ez az oka annak, hogy az erôs dohányosok költséget, fáradtságot és egészséget nem kímélve a nikotin halálos adagjának többszörösét is képesek “letüdôzni” naponta.
A nikotin egy része átalakulás nélkül kiválasztódik a vizelettel, többi része pedig a májban, a tüdôben és a vesében egy enzim hatására az öttagú gyûrûn oxidatív hasadást szenved, a bomlástermékek ugyancsak a vizelettel ürülnek ki. Az erôs dohányosoknál a nikotin bomlási mechanizmusai valószínüleg igen intenzívek, ez teszi lehetôvé a rendszeresen a szervezetbe kerülô nagy nikotin mennyiség gyors elbontását. Ez azt jelenti, hogy dohányosnak a szokásos lebontási feladatokon kívül a nagy mennyiségû nikotint is le kell bontania, mégpedig a nikotin élettani hatásai következtében erôsen igénybevett szervezettel, amely ráadásul a dohányzás káros következményei miatt nehézkesebben mûködik, ezért kisebb a hatékonysága.
A nikotin lipidoldékony, ezért dohányos szoptatós mamákból az anyatejbe is bejut. Ez külön veszélyt jelenthet a csecsemôk számára. Ha a dohányárú nitrát vagy nitrit ionokat tartalmaz, azok a dohányzás során a nikotinnal az erôsen rákkeltô hatású N-nitrozo-amin-származékat képeznek. A különbözô nitrátok a mûtrágyák nem megfelelô adagolása miatt maradhatnak a dohányban. A nitrit ionok a korábban ismertetett módon a nitrát ionokból képzôdhetnek az emberi szervezetben.
A dohány fehérje komponensei
A természetben a legnagyobb mennyiségben rendelkezésre álló fehérjeforrás a növények levelében lévô fehérje tartalom.Általánosságban elmondható, hogy a dohány levelek közel tízszer több fehérje komponenst tartalmaznak, mint amennyi klorofillt, a fotoszintézishez szükséges zöld színanyagot. A dohánylevelekben elôforduló fehérjék aránylag sok aromás aminosavat (fenilalanint, tirozint és triptofánt) tartalmaznak.
A dohány fehérjék aromás aminosav tartalma azért fontos, mert belôlük, elsôsorban a tirozinból keletkeznek a dohány érlelése során azok a barna színanyagok, amelyek nagy része a dohányzás alatt szabad gyököket termelô, tehát rákkeltô hatású anyagokká, karcinogén kátránytermékekké alakul és a dohányfüst közvetítésével a dohányos szervezetébe kerül.
A dohány szénhidrát komponensei
Már korábban említettük, hogy a dohány kellemes aromája a dohány levelekben lévô gyantáknak és cukor-származékoknak köszönhetô. A dohány levelekben igen sokféle egyszerû cukor és diszacharid van. Közöttük a legelterjedtebb cukorféléktôl (pl. glükóz, azaz szôlôcukor, fruktóz, azaz gyümölcscukor, szacharóz, azaz répacukor, stb.) egészen különleges cukrokig széles a skála. A kezelési eljárások során a levelek szacharóz tartalma elhidrolizálódik, belôle glükóz molekulák keletkeznek.
A dohány szerves sav tartalma
A dohány levelekben gyakorlatilag minden olyan szerves sav elôfordul, amely az elsôdleges anyagcserében, elsôsorban a citrátkörben (3. sz. melléklet) keletkezik és szerepel bennük néhány olyan, meglehetôsen kellemetlen szagú karbonsav, amely a másodlagos anyagcserébôl származik. Az elôbbiekre jó példa az elsôdleges anyagcserében, elsôsorban a citrátkörben elôforduló, de itt is kulcs szerepet játszó almasav (HOOC-HC(OH)-CH2-COOH), az utóbbi karbonsavakra két példa: a vajsav (CH3-CH2-CH2-COOH), amely az emberi izzadság szaganyaga és az igen jellegzetesebb szagú valeriánsav (CH3-CH2-CH2-CH2COOH), amely közismerten a kandúrok kedvence. Ezek a savak csak a dohány kezelése (finomítása) során szabadulnak fel, mivel eredetileg a dohánycserjében a savak kálium, kalcium és magnézium sók formájában vannak.
A dohány színanyag és polifenol tartalma
A dohány levelekben a legfontosabb színanyagai egyszerû lipidek. A fotoszintézisben a fény energiáját nyelik el a zöld színû bonyolult, sokgyûrûs klorofill molekulák, ebben segítségükre vannak a karotinoidok, amelyeknek legismertebb képviselôje a vitaminoknál már bemutatott b-karotin.
A dohány érlelési eljárások alatt barna színû színanyagok (pigmentek) keletkeznek, amelyek kiindulási anyaga az aromás aminosavak közül a tirozin, illetve a belôle keletkezô, több hidroxilcsoportot tartalmazó aromás vegyületek, a polifenolok. Ezek a pigmentek hasonló felépítésûek és hasonló módon képzôdnek, mint a barna és fekete emberi haj, illetve a színes anyajegyek színanyagai. A dohányok más színanyagokat is tartalmaznak.
A dohány levelek utóérése folyamán képzôdô színanyagok és polifenolok minôsége és mennyisége jelentôsen befolyásolja a dohányfüst szerves anyag tartalmát. Ezen a származékok hôre történô bomlásakor (pirolízisekor) keletkeznek a dohányzás során azok az erôsen karcinogén vegyületek amelyeket kátránytermékeknek neveznek és amelyeket ezért a dohányfüst egyik legveszélyesebb komponenseinek tartanak.
A dohány lipid tartalma
A dohány levélben különbözô egyszerû lipidek, viaszok és hasonló szerkezetû vegyületek, például zsírsavak, észterek és alkoholok vannak. Ezek egy része aroma anyag, más részük a növényben növekedési szabályozó funkciót lát el. Gyakorlatilag valamennyiükre jellemzô, hogy a dohányzás alatt az erôsen karcinogén kátránytermékekké alakulnak. Itt adjuk meg azt a nemzetközi rövidítést, amellyel a szakirodalomban a kátránytermékeket, ezeket a rendkívül veszélyes anyagokat jelölik: PAH (polynuclear aromatic hydrocarbons). Ezek a vegyületek többszörösen kondenzált aromás gyûrûket (benzolgyûrûket) tartalmaznak, egyik legegyszerûbb képviselôjük a pirén.
A pirén képlete
A dohánylevél kémiai összetétele
A rendkívül nagyszámú dohánnyal és dohányzással foglalkozó tudományos értekezésben a különbözô dohány fajtákban és dohány termékekben összesen több, mint 300 vegyület azonosításáról számoltak be. Csak az arányokat érzékeltetheti az a lista, amely bemutatja, az egyes vegyület típusokból hány különbözô vegyületet találtak.
Ezek szerint a különbözô dohányokban 60 féle szerves sav, 20 féle alkohol, 30 féle oxovegyület, 60 féle nitrogén heterociklus és amin, 40 féle aminosav, 40 féle cukor, 25 féle észter, 40 féle fém, 50 féle fenol és polifenol és 40 féle egyszerû lipid található.
A dohányfüst összetevôi
A dohányfüst sûrû aeroszol, benne a nikotinon kívül rendkívül sok égéstermék is található. Ezek közül több száz szerkezetét már azonosították, közöttük igen sok a szabad gyököket keletkezését elôidézô, érszûkületet okozó és rákkeltô anyag.
Szén-monoxid
A dohányfüst egyik legveszélyesebb komponense a szén-monoxid, amely azért keletkezik, mert a dohányárúk szerves vegyületei dohányzáskor az izzás során nem kapnak elegendô oxigént, ezért tökéletlenül égnek el, belôlük nem csak szén-dioxid és víz, hanem ezeken kívül szén-monoxid is keletkezik és a hamuban szén marad vissza.
A szívott cigarettából vagy más dohányárúból származó, a dohányos által kifújt dohányfüst, az elsôdleges füst vagy primer füst (fôáram) a dohányossal egy légtérben tartózkodó egyének, a passzív dohányosok szempontjából minden károsító tényezô ellenére kevésbé veszélyes, mint a meggyujtott és félretett dohányárú füstje, a másodlagos, szekunder vagy passzív füst (mellékáram).
Ennek égéstechnikai és biológiai okai vannak. Égéstechnikai szempontból a dohányos aktív közremûködése következtében az égés több oxigén jelenlétében megy végbe, így a primer füst szén-monoxid tartalma aránylag kicsi (5%) a szén-dioxid tartalomhoz képest. Az aktív dohányzáskor a dohányfüst nem szûretlenül, hanem egy biológiai rendszeren átszûrve kerül a légtérbe. A biológiai szûrôrendszer ez esetben a dohányos tüdeje, amely a füstbôl sok komponenst megköt.
Ezzel szemben a félretett égô dohányárúból gyakran szépen fodrozódó másodlagos füst igen tökéletlen égés eredménye, szén-monoxid tartalma viszonylag magas (10-15%) és teljes skálájában tartalmazza az egészséget veszélyeztetô anyagokat.
Ez az a pont, ahol a dohányosok sokat tehetnek a passzív dohányosokért. Ha már egyszer rágyújtanak egy cigarettára, szivarra vagy pipára, akkor szívják is végig, soha ne tegyék félre az égô dohányárút. Ezzel maguknak is megszerzik a dohányzás örömét, a többiek egyészségét pedig értelmetlenül nem veszélyeztetik még nagyobb mértékben.
A szén-monoxid a vörösvérsejtekben a hemoglobinnal háromszázszor stabilabb komplexet képez, mint az oxigén, az így elreagált hemoglobin-származék, amelyet karboxi-hemoglobinnak neveznek (CO-Hb komplex) az oxigén szállítására alkalmatlan. A dohányfüst szén-monoxid tartalma tehát rontja a vér oxigéncseréjének intenzitását.
A CO-Hb komplex normális körülmények között is jelen van a szervezetben, mert a hemoglobin színanyagának lebomlásakor szén-monoxid is keletkezik, de ez a komplex az összes hemoglobin mennyiségének csak maximum 2 %-át teszi ki.
Egy amerikai felmérés szerint a dohányosok vérének átlagos
CO-Hb koncentrációja jelentôsen meghaladja azon munkahelyi veszélyeztetettségnek kitett dolgozók vérének CO-Hb koncentrációját, akik a megengedett légtéri legmagasabb szén-monoxid tartalom mellett dolgoznak. A szén-monoxid halálos értéke 0.13 térfogat %. Az aránylag magas CO-Hb koncentrációja miatt a dohányosok vére kevésbé alkalmas véradásra, mint a nem dohányzóké.
CO-Hb koncentrációja jelentôsen meghaladja azon munkahelyi veszélyeztetettségnek kitett dolgozók vérének CO-Hb koncentrációját, akik a megengedett légtéri legmagasabb szén-monoxid tartalom mellett dolgoznak. A szén-monoxid halálos értéke 0.13 térfogat %. Az aránylag magas CO-Hb koncentrációja miatt a dohányosok vére kevésbé alkalmas véradásra, mint a nem dohányzóké.
Ha a légtérben valamilyen oknál fogva (pl. rosszul beállított kályha vagy szerencsétlen esetben különösen intenzív dohányzás) a szén-monoxid tartalom egy kritikus érték fölé nô, az emberi szervezetben a vér nem tud elegendô oxigént megkötni és a szervekhez szállítani. Az oxigén hiánya elôször a szürke agyi álományban jelentkezik, kellô oxigén utánpótlás hiányában rövid idô, esetleg néhány perc alatt bekövetkezhet az agyhalál. Ez azt jelenti, hogy a károsult akkor is kómában marad, ha nem hal meg. Ez is indok arra, hogy csecsemôvel egy légtérben soha ne dohányozzunk.
A heveny (akut) szén-monoxid mérgezés tünetei már 10% CO-Hb komplex jelenléte esetében, elsôsorban fejfájás formájában jelentkeznek. 20% koncentrációnál a fejfájás erôsödik. 30-40% CO-Hb komplex jelenlétében pillanatnyi eszméletvesztés (syncope) következik be. 40-50% komplex keletkezésekor görcsös állapot következik be, amelyet elôbb kóma követ, majd a beáll a halál. Az idült (krónikus) szén-monoxid mérgezésben a keringési és idegrendszeri tünetek dominálnak.
Nikotin
A dohányfüst másik fontos komponense a nikotin. A dohányfüst nikotin tartalmáról és a lehetséges farmakológiai hatásokról már korábban beszámoltunk.
Ezek szerint a dohányzási szokásoktól függôen a dohányárú eredeti nikotin tartalmának 30-60 %-a kerül a dohányfüsttel a tüdôbe és ennek mintegy 20-90 %-a szívódik fel. Bár egy cigarettából átlagosan 1-5 mg, egy szivarból pedig 25 mg nikotin kerül be az emberi anyagcserébe, a nikotin gyors lebomlása miatt azonban az erôs dohányos a halálos adag többszörösét is elfüstölheti naponta.
A fenti okok miatt a dohányosokban csak enyhébb akut vagy krónikus mérgezés alakulhat ki. Az elôbbit a dohányzásra szokás kellemetlenségének tekintik, az erôs dohányosok krónikus mérgezés okozta nyálkahártya irritációját pedig “bagós köhögésnek” nevezik.
Hidrogén-cianid
A dohányban elôforduló egyes szerves vegyületek hôbomlásából a rendkívül mérgezô, fulladást okozó hidrogén-cianid (HCN) is keletkezik. A hidrogén-cianid a közhiedelemmel ellentétben nem képez komplexet a hemoglobinnal, tehát nem az oxigén vérben történô szállítását akadályozza.
A hidrogén-cianid illetve minden olyan vegyület, amelybôl cianid ion tud felszabadulni, súlyosan károsítja a terminális oxidáció (4. sz. melléklet) eletron-transzportját. Az elektron-transzport citokrómokat tartalmazó enzim komplexeiben, elsôsorban a citokróm-oxidázban a citokróm vasának három értékû formájával komplexet képez, azaz mûködésre alkalmatlanná teszi, ezáltal citotoxikus anoxia (a sejtet mérgezô oxigénhiány) lép fel annak ellenére, hogy a vérben kellô mennyiségû oxigén van. A halál néhány perc mulva beáll, a fulladásos halál miatt a halott arca elkékül, ezért a hidrogén-cianidot régebben kéksavnak is nevezték. A hidrogén-cianid halálos adagja körülbelül 80 mg. Egy cigaretta kb. 0.01-0.03 mg hidrogén-cianidot tartalmaz. Megfelelô filter segítségével ez a mennyiség harmadára csökkenthetô. A dohányfüsttel az emberi szervezetbe került hidrogén-cianid eltávolításában fontos szerepe van a B12 vitaminnak.
Szabad gyökök keletkezését okozó égéstermékek
Korábban már részletesen foglalkoztunk azokkal a veszélyekkel, amelyeket a szabályozatlan körülmények között keletkezô szabad gyökök jelentenek ez emberi szervezetre. Összefogva elmondhatjuk, hogy az igen reakcióképes szabad gyökök több szinten károsítják az élô szervezetet azzal, hogy valamelyik biomolekulával reagálnak és azt kémiailag módosítják (ez az iniciáció).
Attól függôen, hogy milyen biomolekula szerkezete változott meg és hogy a kezdeti lépést milyen további lépések követik, különbözô helyeken és különbözô mértékû károsodás érheti az emberi szervezetet, például arterioszklerózis, májártalom, gyulladás vagy egyéb betegség alakul ki.
Ha a szabad gyökök által megtámadott biomolekula a genetikai öröklôdést biztosító nukleinsav (DNS), akkor szomatikus mutáció jön létre. A genetikai ártalom következtében a keletkezô sejt tulajdonságaiban eltér a szervezet eredeti sejtjeitôl és igen kedvezôtlen esetben rendkívül dinamikusan osztódó, a szervezetet elpusztítani képes sejtburjánzás alakul ki, ezt nevezzük rosszindulatú daganatnak vagy rákos megbetegedésnek. Különösen nagy a rosszindulatú sejtburjánzás kialakulásának valószínûsége, ha éppen a sejtburjánzást fékezô és a szabad gyökökké könnyen átalakuló p53 gén sérül meg.
A dohányfüst több száz olyan égésterméket tartalmaz, amelyek nagy része szabad gyökök leadására képes. Közülük a legveszélyesebbek a kátránytermékek, azaz a polikondenzált aromás szénhidrogének(PAH), amelyek részben az aromás aminosavak, részben a polifenolok hôbomlása során keletkeznek, az N-nitrozo-amin-származékok, amelyek a nikotin és a nem kellôen végrehajtott mûtrágyázás következtében a dohányban maradó nitrát, illetve a belôle keletkezô nitrit ionok reakciójával keletkezik. A cigaretták füstje tartalmaz olyan káros égéstermékeket is, amelyek a cigaretta papírjából származnak.
A cigarettafilterek feladata
A dohányárúk füstje heterogén gázfázisú elegy, amely szilárd és gôz halmazállapotú részecskéket is tartalmaz. A különbözô szívókák (szopókák) és a cigaretták végén a filterek a dohányfüst szilárd részecskéit gyakorlatilag teljesen és a folyadék cseppek nagy részét eltávolítják. A dohányfüst kicsapódott szilárd és folyékony anyagából áll például a pipaszutyok. Különbözô különleges filterek alkalmazásával a szabad gyökös reakciókat elôidézô égéstermékek tüdôbe jutásának valószínûsége is csökkenthetô.
A füstszûrôs (filteres) cigaretták filter részének segítségével a dohányos bôre és a dohány közvetlen érintkezése és az ebbôl következô közvetlen károsodás is elkerülhetô. A filteres cigaretták elterjedése lecsökkentette a rosszindulatú ajakdaganatok számát. A filter segítségével az is elkerülhetô, hogy a dohányszálak a szájba kerüljenek.
A DOHÁNYZÁS KÖVETKEZMÉNYEI ORVOSI SZEMPONTBÓL
A cigarettás dobozok feliratáról is az unalomig ismert, hogy a dohányzás súlyosan károsítja a dohányos és környezete egészségét, mégsem könnyû azt elérni, hogy a dohányosok ennek tudatában cselekedjenek. Ennek oka az, hogy a dohány élvezeti szer, tehát a dohányos számára az életet több szempontból kellemesebbé teszi és errôl nem akar, esetleg nem tud lemondani. Sokan igen fiatalon, a felnôtteket utánozva szoknak rá, ezzel rossz példát mutatva az utánuk következô generációnak. Nem célunk azon tanulmányok számát gyarapítani, amelyek a dohányzásról való leszokás mellett agitálnak, hanem az, hogy azok számára, akik szenvedélyük ellenére is kímélni szeretnék szervezetüket, valamilyen megoldást ajánljunk. Ahhoz azonban, hogy ajánlatunk meggyôzô legyen, röviden ki kell térnünk a dohányzás okozta káros hatásokra.
A dohányzás okozta károsodások
A dohányzás során a dohányfüst elôször a légzôrendszerbe kerül. Már a múlt században megállapították, hogy a dohányfüst károsítja az orr nyálkahártyáját és a torok hámsejtjeit. Késôbb azt is felismerték, hogy a nehézlégzés és egyes gége-elváltozások a dohányzás jellegzetes velejárói. A daganatos megbetegedések, különösen a tüdôdaganatok számának az elsô világháború után bekövetkezô jelentôs növekedését is elsôsorban a fronton a katonák között erôsen terjedô dohányzásnak tulajdonították.
Az is hamarosan nyilvánvalóvá vált, hogy dohányfüst egyes kátránytermékei a légzôszervek csillószôreinek mûködését bénítják, ennek következtében egy igen fontos védelmi mechanizmus, a csillószôrök szûrôhatása nem érvényesül.
Az ötvenes években kerültek nyivánosságra az elsô bizonyítékok a dohányzás és a tüdôrák szoros kapcsolatáról. Megállapították, hogy a dohányzás mértéke és a tüdôrák kialakulási valószínûsége között mennyiségi kapcsolat van. A gyakoriságot a dohányzás idôtartama, az elszívott cigaretták száma, a dohányárú minôsége - elsôsorban kátránytartalma - és a dohányfüst beszívásának intenzitása befolyásolja legjobban. Azóta a dohányzásnak a más szervekben kialakult rákbetegségekkel való kapcsolatára is fény derült.
Ugyanakkor a dohánygyárak és dohányárút forgalmazó cégek felelôsségének hivatalos megállapítása eddig váratott magára. Ebbôl a szempontból áttörésnek számít az, az Egyesült Államokban 2000-ben hozott bírósági ítélet, amely egy erôsen dohányos, tüdôrákban elhúnyt beteg hozzátartozói részére jelentôs kártérítést ítélt meg a dohányipar terhére.
Statisztikai adatok igazolják, hogy a dohányzókban a rosszindulatú daganatos megbetegedések kialakulásának valószínûsége többszöröse a nem-dohányzó egyének megfelelô valószínûségi adatainak. A dohányzásnak tulajdonítják a tüdôrák megbetegedések jelentkezésének mintegy kilencven százalékát. Mivel a dohányzás minden rosszindulatú daganatos megbetegedés kialakulását elôsegítí, nem tartják kizártnak, hogy a rákos megbetegedések mintegy harmadában a háttérben a dohányzás áll.
Közismert, hogy a dohányos férfiaknál a tüdôrák kialakulásának valószínûségét a nagyon fiatal korban kezdett dohányzás a sokszorosára emeli. A 15 éves kora óta rendszeresen dohányzô fiatalemberek tüdôrák kockázata ötször magasabb lehet, mint azoké, akik csak 25 éves korukban kezdtek dohányozni. A naponta legalább 35 cigarettát elszívó, úgynevezett szenvedélyes dohányosok tüdôrák kockázata mintegy négyszerese azokénak, akik csak tíz szálat szívnak naponta. Igen kedvezôtlen esetben egy régóta és szenvedélyesen dohányzó férfi tüdôrák kockázata egy nem-dohányos férfiéhez képest akár negyvenszeres is lehet.
A nôk emancipálódásának következtében a nôi dohányosok száma állandóan nô, különösen a II. világháború óta – ezzel párhuzamosan emelkedik a rájuk vonatkozó halálozási arány. A dohányos férfiaknál a morbiditást tízszeresre, a dohányzos nôknél négyszeresre becsülik a nem-dohányzó férfiak, illetve nôk morbiditási adataihoz képest.
Az Egészségügyi Világszervezet, a WHO legújabb statisztikai adatai szerint európai összehasonlításban mind a nôk, mind a férfiak körében a tüdôrák okozta halálozás Magyarországon a legmagasabb. A szívizom-infarktus (miokardiális infarktus) okozta halálozás terén is elsôk vagyunk Európában. Részben ez okozza, hogy Európában - igaz, holtversenyben - de nálunk a legrövidebb a születéskor várható élettartam mind a férfiaknál (73 év), mind a nôknél (65 év). Ez tíz évvel kisebb a japán vagy ausztrál várható értékeknél.
A gégerák okozta halálozás a cigarettázók körében magasabb, mint a szivarozók és pipázók körében, ez utóbbiaknál viszont szájüreggel és nyelôcsôvel kapcsolatos rosszindulatú daganatos megbetegedések számának elôfordulási valószínûsége nagyobb.
A nyelôcsôrák általában az ötven éven felüliek betegsége. Kialakulásának kockázatát napi egy csomagnál több cigaretta elfüstölése három-hatszorosára emeli a nem-dohányzók kockázatához képest.
A passzív dohányosok veszélyeztetettségére jellemzô, hogy közöttük szignifikánsan nagyobb a tüdôrák, mint a nem-dohányzók körében. A nagyobb veszélyeztetettség dohányzás abbahagyása után is hosszú ideig fennáll.
A dohányosok között gyakoribbak az idült, nem specifikus légzôszervi betegségek, a krónikus bronchitis amelynek jellegzetessége a köpetürítéssel járó köhögés, valamint a tüdôtágulat (emfizéma) amely a tüdôhólyagok falának lebomlásával járó légzôszervi betegség. A passzív dohányosok között is az átlagosnál magasabb a légúti panaszok gyakorisága.
A dohányzás következtében egyéb légúti megbetegedések is gyakoribbá válnak. A lakosság körében igen jelentôs a krónikus aspecifikus légzôrendszeri betegségek, a KALB kategóriájába sorolható légúti megbetegedésekben szenvedôk aránya. Ezek a betegek általában nem igényelnek állandó orvosi kezelést, sôt idôszakonként panaszmentesek is lehetnek. E megbetegedések túlnyomó többsége valamilyen módon kapcsolatos a dohányzással. Magyarországon a légzôrendszer betegségei miatt bekövetkezett halálozás a vezetô halálokok közé tartozik.
Azt is feltételezik, hogy a vese- és hólyagrák keletkezésében a dohányosok vizeletében kiválasztódó rákkeltô anyagok is szerepet játszanak. A gyomorrák kockázatát a dohányzáson mellett az azonos idôben fogyasztott alkohol jelentôsen növelheti. Az alkoholfogyasztás a hasnyálmirigyrák kockázatát is erôsen megemeli. Feltételezik, hogy e káros folyamatot a dohányzás is elôsegíti.
A dohányosok körében igen magas a gyomorbántalmakban, szenvedôk, különösen az étvágytalanok, az idült gyomornyálkahártya-gyulladásban szenvedôk és a gyomorfekélyesek száma is. Ez káros hatás megszünése okozza, hogy a dohányzás abbahagyásakor az erôs étvágynövekedés következtében jelentôs testsúly gyarapodás következhet be, amely a szív és keringési megbetegedések szempontjából ugyancsak kockázatos lehet.
A dohányzás a bélmûködést is károsan befolyásolja. Mivel a nikotin a belek nyálkahártyáját is izgatja, ennek következtében bélfal károsodás és krónikus gyulladás alakulhat ki.
A dohányzás gyakran a dohányosok külsô megjelenésének is árt, mert sokuknak foga megbarnul, jellegzetes dohányszagot árasztanak és bôrük is károsodik. Ez utóbbi annak eredménye, hogy a nikotin érszûkítô hatásának következtében a bôr vérellátása, tehát tápanyag- és oxigénellátása jelentôsen csökken.
A dohányzáskor a szervezetbe kerülô kátránytermékek és egyéb szabad gyök források a bôrben káros folyamatokat indítanak el, amelyek következtében az öregedési folyamat meggyorsul. A szabad gyökök hatására a vitaminok egy része is elbomlik, tehát a regeneráló folyamatok lejátszódása is akadozik. Az átalakulások következtében a bôr víztartalma csökken, a rugalmasságát biztosító sejtek károsodnak, korán megindul a ráncosodás.
Közismert, hogy a dohányosok között többen szenvednek alvászavarban, ennek következtében nehezebben összpontosítanak, könnyebben éri ôket baleset és közöttük sok a depressziós. A dohányosok között több az alkoholista és több a más módon is önpusztító életmódra hajlamos egyén, mint a nem-dohányzók között. Káros szenvedélyük gyakran rendezetlen életmódhoz, ez pedig munkahelyi és magánéleti problémákhoz vezet.
Különösen ártalmas a dohányzás a terhesség idején. A terhes anya szervezete már eleve érzékenyebben reagál a nikotinra és a dohányzáskor a szervezetbe kerülô egyéb komponensekre, ráadásul a károsító hatás a magzatot is éri. Különösen a terhesség 20. hete után érzékenyek a magzatok a dohányzás okozta ártalmakra. A dohányos kismamák körében gyakoribb terhességi szövôdmény a spontán vetélés és a koraszülés, valamint újszülötteik között magasabb egyes veleszületett fejlôdési rendellenességek, például a szívhibák, a nyúlajak, a farkastorok és egyes idegrendszeri rendellenességek száma.
Általános tapasztalat az, hogy a dohányos kismamák újszülöttjeinek születési súlya kisebb, mint azoké, akik nem dohányoznak. A statisztikai adatok szerint napi tíz cigaretta a koraszülések valószínûségét mintegy megháromszorozza, a megszületendô gyermek súlyát pedig átlagosan kétszáz grammal lecsökkenti. A dohányzás ártalmai különösen a nagyon fiatal és az idôs terheseknél mutatkoznak meg. passzív dohányzás esetében is károsodások jelentkezhetnek. A terhesség alatti dohányzás kedvezôtlen következményei az utód egész életére kihathatnak.
Dohányzáskor a magzat méhen belüli károsodását elsôsorban a nikotin okozza. A nikotin ugyanis igen könnyen felszívódik, egy cigaretta elszívása után már az ötödik percben kimutatható a magzatvízben és a magzat vérében. A magzat vérében a nikotin koncentráció a dohányzást követô 16. percben a legmagasabb és csak lassan csökken.
A dohányzás káros hatásai közül talán az oxigéncsere intenzitásának csökkenése veszélyezteti legjobban a magzati fejlôdést. Sokan ennek tulajdonítják azt, hogy a dohányos kismamák gyermekeinek intelligencia-hányadosa (IQ) általában az átlagnál alacsonyabb.
A kisgyermekek egészségi állapotát is erôsen befolyásolhatják a szülôk dohányzási szokásai. A statisztikai adatok arra engednek következtetni, hogy a dohányos szülôk csecsemôkorú gyerekeinél több, mint kétszer gyakrabban jelentkezik asztma, légcsôhurut (bronchitis) és tüdôgyulladás. Az esetek számát kevésbé, de még mindig mintegy másfélszeresére növeli, ha csak az egyik szülô dohányzik.
A dohányos magatartás ismérvei és a leszokás nehézségei
Orvosi szempontból a dohányos magatartás (megszokás, habituáció) kialakulásának különbözô ismérvei vannak. Megrögzött dohányosnak tekintjük azt a személyt, aki legalább egy hónapig folyamatosan dohányzva legalább napi tíz cigarettát szív el, valamint azt a dohányost, aki sikertelen kísérletet tesz a dohányzás abbahagyására vagy legalább mérséklésére. A dohányos magatartás legsúlyosabb formájának azt tekintik, ha az illetô akkor sem képes a dohányzást abbahagyni, ha annak már súlyos egészségügyi következményei vannak.
A szenvedélyes dohányos olyankor sem képes vagy alig képes lemondani a dohányzásról, amikor a közösségi érdek ezt kívánná, például beteg vagy csecsemô jelenlétében. A láncdohányosok az egyik cigarettáról a másikra gyújtanak és gyakran az ágyban is dohányoznak, ezzel tragikus végû tûzesetet okozhatnak.
Felmérési adatok szerint Magyarországon a 14-16 éves fiatalok fele már kipróbálta a dohányzást, minden tizedik 13-14 éves pedig rendszeresen rágyújt. A nagyon fiatal dohányosok számára a dohányzás még nagyobb veszélyt jelent, mint a felnôttek számára, mert fejlôdésük még nem befejezett.
Mint már korábban említettük, hogy az egyik uralkozó nézet szerint a dohányzásról való leszokáskor a dohányzás megvonása elsôsorban a beépült, erôs feltételes reflexes kapcsolatrendszer kiesése miatt okoz részben testi, részben lelki, gyakran súlyos megvonási tüneteket. Ennek részben ellentmondani látszanak egyes újabb kutatási eredmények, amelyek szerint vannak a kábítószerekhez hasonló hozzászokásra utaló jelenségek is.
A dohányzás abbahagyásakor a leszokás következtében kialakuló krízis mértéke egyaránt erôsen függ a dohányos korábbi magatartásától, azaz a dohányzás korábbi intenzitásától, valamint a dohányos testi és lelki alkatától. Az elsô komolyabb tünetek általában az utolsó cigaretta elszívása után 24 órával kezdôdnek és az egyéntôl függôen néhány napig, néhány hétig, esetleg néhány hónapig tartanak. A tünetekre jellemzô az ingerlékenység, a szorongás, a nyugtalanság, a koncentráló képesség csökkenése, a fejfájás, az álmosság és az emésztési zavarok.
A dohányos szervezetének a szokásos anyagcsere folyamatokon kívül a dohányzásból származó anyagokat is le kell bontania, mégpedig a dohányzás káros következményei miatt nehézkesebben mûködô, kisebb hatékonyságú szervezettel. Könnyen belátható, hogy a dohányosok a tápanyagokat rosszabb hatásfokkal bontják le, tehát kevesebb energiát tudnak hasznosítani, mint a nem-dohányzók. Ez a folyamat más, egészséget károsító hatás nélkül, önmagában is elôbb vagy utóbb a szervezet leromlásához vezethet.
A hatásos vitaminokat a dohányzás káros hatásainak kivédése szempontjából két típusba sorolhatjuk. Egyrészt a dohányos szervezetében rossz hatásfokkal mûködô anyagcsere folyamatok hatékonyságát kell növelniük, másrészt a dohányzás során a szervezetbe kerülô vagy annak hatására a szervezetben keletkezô káros anyagokat (például a rákkeltô anyagokat) meg kell kötniük vagy el kell távolítaniuk.
Az anyagcsere hatékonyságát elsôsorban egyes vízben oldható vitaminok fokozzák, ugyanis ezekbôl keletkeznek a szervezet anyagcsere folyamataiban a reagens szerepét betöltô koenzimek, tehát e vitaminok jelenléte mindenképpen a szervezet mûködésének hatékonyságát növelheti.
Mivel a niacinból (B3-vitamin) származó koenzimek kulcsszerepet játszanak a lebontó és felépítô folyamatokban és szervezet energia hasznosításában, adagolása feltétlenül javasolt a dohányzás káros hatásainak kivédésére. A riboflavinból (B2-vitamin) származó koenzimek is elôsegítik a tápanyagok energiájának jobb hasznosítását, ezért adagolásuk ugyancsak javasolt a dohányzás káros hatásainak kivédésére. A piridoxin (B6-vitamin) adagolása nem csak a niacin bioszintézis biztosítása miatt lehet hatással dohányzás káros hatásainak következményeire, hanem azért is, mert elôsegíti az antioxidáns hatású ubikinon képzôdését az L-tirozinból.
A folsav (B10-vitamin) és a cianokobalamin (B12-vitamin) a dohányzás következtében fellépô vérszegénység enyhítésében játszik fontos szerepet, így azon vitaminok közé tartozik, amelyek szedése a dohányosok számára ajánlatos.
Eddigi tudásunk szerint a vízben oldódó vitaminok közül az alábbiak adagolása nincs közvetlenül hatással a dohányzás káros hatásainak következményeire: biotin (H-vitamin), tiamin (aneurin,
B1-vitamin), pantoténsav (B5-vitamin).
B1-vitamin), pantoténsav (B5-vitamin).
A dohányzás káros következményeinek kivédése szempontjából a zsírban oldódó vitaminok közül elsôsorban az antioxidáns, így a szabad gyököket megszüntetô hatású tokoferoloknak (E-vitaminok) van jelentôsége, de bizonyos esetekben hatásos lehet a retinol (A-vitamin) provitaminja, a b-karotin is. A vízben oldódó aszkorbinsavnak
(C-vitamin) is mint antioxidánsnak lehet szerepe a dohányzás káros hatásainak megelôzésében. Jelenléte különösen elônyös a tokoferolok regenerálása szempontjából.
(C-vitamin) is mint antioxidánsnak lehet szerepe a dohányzás káros hatásainak megelôzésében. Jelenléte különösen elônyös a tokoferolok regenerálása szempontjából.
Eddigi ismereteinek szerint sem a D-vitamin, sem pedig a K-vitamin adagolása közvetlenül nincs hatással a dohányzás káros hatásainak következményeire.
A dohányzás káros hatásainak csökkentésére szolgáló vitaminok rendszeres szedésével tehát olyan egyének is tevékenyen hozzájárulhatnak egészségük megóvásához, akik különbözô okok miatt nem tudnak vagy nem kívánnak szenvedélyükrôl leszokni. A vitaminok szedése az erôs dohányosok társaságában gyakran tartózkodó passzív dohányosok számára is hasznos lehet. A dohányzás valamennyi káros következményétôl természetesen egyetlen vitamin sem védhet meg. A teljes védelmet csak a dohányzás abbahagyása, a “leszokás” jelentheti.
Az egészséges, nem-dohányzó felnôttek átlagos napi szükséglete a dohányzás káros hatásainak kivédésére szolgáló vitaminokból és más koponensekbôl
· 4 mg b-karotin (A-vitamin provitamin)
· 2 mg riboflavin (B2-vitamin)
· 20 mg niacin (nikotinamid, B3-vitamin)
· 0,35 mg piridoxin (B6-vitamin)
· 0.1 mg folsav (B10-vitamin) (egészséges egyénnél a bélflórában elegendô képzôdik)
· 2 mg cianokobalamin (B12-vitamin) vagy havonta egyszer 30 mg
· 30-75 mg aszkorbinsav (C-vitamin), de terheseknek és gyerekeknek 100-200 mg
· 5-15 mg tokoferol (E-vitamin)
· kb. 10 mg ubikinon (Q10) (egészséges egyedekben elegendô képzôdik)
· kb. 0.02 mg szelén (nincs pontos adat)
A szabad gyökök káros hatásait csökkentô komponensek a dohányzás káros hatásainak csökkentésére szolgáló vitaminok közül
Egy korábbi fejezetben már bemutattuk azokat a káros egészségi hatásokat, amelyek közvetlenül a dohányzásnak tulajdoníthatók. E hatások közül a halálozási statisztikák szerint a legveszélyesebb az arterioszklerózis és a rosszindulatú daganatok megbetegedések számának látványos növekedése. Ez a szomorú statisztika a dohányfüst szabad gyök tartalmának rendkívüli reakcióképességével hozható kapcsolatba.
Már azt is korábban jeleztük, hogy a szabad gyökök nem kívánt reakcióinak kivédésére olyan reakcióképes anyagokat kell a szervezetbe juttatni, amelyek könnyebben reagálnak a szabad gyökökkel, mint a szervezet saját molekulái – ezek az antioxidánsok.
A dohányzás káros hatásainak kivédésére szolgáló vitaminok közül három (E-vitamin, a C-vitamin és a b-karotin) antioxidáns tulajdonságú. Ezek hatásmechanizmusa nem teljesen független egymástól.
Az antioxidánsok közül a legismertebbek a tokoferol gyûjtônéven népszerû E-vitaminok, amelyek szerkezete csak néhány metilcsoportban különbözik egymástól. A tokoferolok elsôsorban a zsíroldékony biomolekulákat, a lipideket, különösen pedig a membránok lipidjeit védik a nem kívánatos gyökös reakcióktól, a lipid-peroxidációtól.
A tokoferolok közül általában az a-tokoferolt nevezik
E-vitaminnak. Az a-tokoferol a lipid-peroxidáció körülményei között a-tokoferoxil gyökké alakul, amely legkönnyebben az aszkorbinsav
(C-vitamin) segítségével redukálható vissza tokoferollá. Az a-tokoferoxil gyök glutationnal is redukálható a szelént tartalmazó glutation-peroxidáz enzim katalizálta reakcióval.
E-vitaminnak. Az a-tokoferol a lipid-peroxidáció körülményei között a-tokoferoxil gyökké alakul, amely legkönnyebben az aszkorbinsav
(C-vitamin) segítségével redukálható vissza tokoferollá. Az a-tokoferoxil gyök glutationnal is redukálható a szelént tartalmazó glutation-peroxidáz enzim katalizálta reakcióval.
Az aszkorbinsav az oxidációs-redukciós folyamatokban játszott szerepével már részletesen foglalkoztunk. Itt több fontos területen játszik fontos szerepet és ezek közül csak az egyik az E-vitamin antioxidáns hatásának az imént bemutatott regenerálása.
A vitaminhiányos állapotok taglalásánál utaltunk arra, hogy az aszkorbinsavnak fontos szerepe van egyes olyan enzimek mûködésénél, amelyek a levegô oxigénjét használják fel oxidálószerként, például segítségével keletkezik a kollagén fehérje rostok egyik, egyébként nem fehérje alkotó aminosav komponense, a hidroxi-prolin.
Az aszkorbinsav jó komplexképzô, ezért jelenlétében az emberi szervezet könnyebben képes vasat felvenni. Erre más komplexképzôk is alkalmasak, például a gyümölcscukor és egyes alkoholok.
Az aszkorbinsavnak éppen a dohányzás káros következményeinek elhárítása szempontjából különösen értékes tulajdonsága, hogy elreagál azokkal a nitrit anionokkal és gyökökkel, amelyek aminokkal az erôsen karcinogén N-nitrozo-aminokat képzik.
A-vitamin provitamin (b-karotin)
A legújabb kísérleti adatok szerint az emberi szervezetben mind az A-vitamin, mind provitaminjának, a b-karotinnak jelenléte bizonyosfokú védelmet nyújt egyes rosszindulatú daganatos megbetegedések kifejlôdésével szemben. Állatkísérletekben jó eredményeket értek el különösen hólyag tumorok esetében.
Általános tapasztalat, hogy a karotinoidok jelenléte némi védelmet jelent a lipidek, fehérjék és nukleinsavak számára a szabad gyökök és a levegô oxigénjének támadása ellen. Ezek ugyanis sok konjugált telítetlen kötést tartalmazó, hosszú szénláncos vegyületek, amelyekbôl keletkezô peroxid gyökök a hosszú, telítetlen lánc stabilizáló hatása miatt szobahômérsékleten gyakorlatilag reakcióképtelenek, így képzôdésük mintegy leállítja a gyökös láncreakciót. Magasabb hômérsékleten vagy a napfény hatására e peroxidok bomlékonyakká válnak, így az antioxidáns hatás is megszünik, sôt a peroxidok a lipid-peroxidáció sebességét növelni is is tudják.
A fenti vitaminok olyan antioxidánsok, amelyek a legsikeresebben tudnak szembeszállni a rosszindulatú daganatok és az arterioszklerózis kialakulásáért felelôssé tehetô szabad gyökökkel, illetve az azok keletkezéséhez vezetô égési termékekkel. Ugyanakkor meg kell említenünk két nem vitaminból származtatható hatóanyagot.
A már korábban bemutatott ubikinon (Q10) adagolása két szempontból is értékes lehet a dohányzás káros hatásainak kivédésével kapcsolatban. A terminális oxidációban játszott szerepe miatt növeli a szervezet energia hasznosítását és antioxidáns tulajdonságú.
A szelén nem vitamin, hanem mikroelem, de a szabad gyökös reakciók ártalmas hatásainak kivédésében jelentôs szerepet játszik, ezért sok multivitamin készítmény tartalmazza. A szelént tartalmazó glutation-peroxidáz enzimnek a nem kívánatos lipid-peroxidáció kivédésében játszott központi szerepét akkor taglaltuk, amikor különbözô fémek, köztük a szelén emberi szervezetre gyakorolt hatásával foglalkoztunk. A szelén a glutation-peroxidázon keresztül segítheti elô a tokoferolok regenerálódását.
A tokoferolok aszkorbinsavval és szelénnel, esetleg ubikinonnal és b-karotinnal képzett kombinációja sokkal eredményesebbnek látszik, mint e komponensek külön-külön, mert egymást regenerálhatják, tehát egymás hatását fokozni képesek. Ezek az anyagok tehát legalább részben hatástalanítani tudják a dohányfüst egészségre káros komponenseit, elsôsorban a szervezetet veszélyeztetô szabad gyököket és a nikotin nyálkahártya-irritációt elôidézô tulajdonságát.
A dohányosok vérszegénységének megszüntetésére alkalmas vitaminok a dohányzás káros hatásainak csökkentésére szolgáló vitaminok közül
Az erôs dohányosok általában vérszegények. Ez több okra vezethetô vissza. Egyik ok az, hogy a szabad gyökök egy része azokat a biomolekulákat támadja meg, amelyek a vörös vérsejtek színanyagának, a hemoglobinnak képzôdésében valamilyen módon résztvesznek. E színanyag bioszintéziséhez folsav (B10-vitamin) és cianokobalamin
(B12-vitamin) szükséges.
(B12-vitamin) szükséges.
Közvetve a vérszegénységhez hasonló tünetekhez vezet az, hogy a dohányfüst a dohányárú tökéletlen égése miatt szén-monoxidot tartalmaz. A szén-monoxid ugyanis a vér hemoglobinjával sokkal stabilabb komplexet képez, mint az eredetileg szállítandó oxigén. Ebben az esetben tehát nem valódi vérszegénységrôl van szó, hanem az oxigén szállításában ténylegesen résztvevô vörös vérsejtek relatív hiányáról.
A folsav a tetrahidrofolsav (THF) koenzim kiindulási anyaga. A vitaminhiányos állapotok bemutatásánál foglalkoztunk azzal, hogy a THF tulajdonképpen a metilcsoportot szállítja a metilezési reakciók szinhelyére. Egyik legfontosabb ilyen metilezési reakció a nukleinsavakkal kapcsolatos. A genetikai kódot tartalmazó dezoxiribonukleinsavak (DNS) egyik bázisának, a timinnek bioszintéziséhez a THF szállítja a metilcsoportot, valamint komoly szerepet játszik egy, az enzimek mûködése szempontjából fontos aminosav, a cisztein bioszintézisében. Mind a folsav, mind a B12-vitamin hiánya vérszegénységhez vezet. A folsav esetében ez áttételesen a timin bioszintézisének zavarával hozható összefüggésbe.
A B12-vitaminból képzôdô koenzim az alkilcsoportok, köztük a alkilcsoportok átrendezôdésében játszik szerepet. A B12-vitamin hiánya áttételesen ez esetben is a egyes nukleinsavak és ezen keresztül bizonyos fehérjék bioszintézisének zavara vezet a vérszegénység kialakulásához. A B12-vitamin pótlása tehát eredményesen használható a vérszegénység megszüntetésére. A B12 vitamin fontos szerepet játszik a dohányfüst hidrogén-cianid tartalmának eltávolításában is.
A vérszegénység okainak megszüntetésére a fenti vitaminok kiválóan alkalmasak. Ajánlatos ôket az antioxidáns aszkorbinsavval együtt szedni – korábban említettük, hogy a C-vitamin a szervetlen vas sók felszívódását elôsegíti, a vörösvérsejtek színanyaga, a hemoglobin pedig sok vasat tartalmaz. Ilyen vitamin kombináció nem csak a nukleinsav bioszintézisének zavara miatt kialakuló vérszegénység (megaloblastos anaemia fajták), hanem a vashiány okozta vérszegénység (vashiányos anaemia) elhárítására is alkalmas.
A emberi szervezet mûködésének hatékonyságát növelô vitaminok a dohányzás káros hatásainak csökkentésére szolgáló vitaminok közül
Az egészséges emberi szervezet mûködése akkor tekinthetô ideálisnak, ha a szervezet mûködéséhez valamennyi feltétel biztosított. A feltételekhez hozzátartozik a tápanyagok zökkenômentes elégetése is. Ideális esetben a tápanyagok az élô szervezetben a levegô oxigénjének felhasználásával szén-dioxiddá és vízzé oxidálódnak, azaz “égnek el”. A tápanyagból származó energiát a szervezet energiadús kötésekben, általában az ATP molekulákban tárolja.
Ez a folyamat csak akkor képes igazi hatékonyságra, ha a tápanyagok két közös lebontási szakasza, a citrátkör (3. sz. melléklet) és a terminális oxidáció (4. sz. melléklet) mûködése zavartalan. A terminális oxidációt több faktor zavarhatja meg. A szabad gyökök membrán károsító hatásának és a sejt nem megfelelô oxigén ellátottságának veszélyét a korábban bemutatott vitaminokkal háríthatjuk el.
A citrátkörben nem csak a tápanyagból származó szén alakul át szén-dioxiddá, hanem a tápanyagból származó hidrogének két oxidációs-redukciós koenzimre (NAD+, FAD) kerülnek és mint redukált koenzimek (NADH+H+ és FDH2) lépnek be a terminális oxidációba. A citrátkör gördülékeny mûködéséhez tehát ezt a két koenzimet, illetve a képzésükhöz szükséges vitaminokat kell biztosítani.
Már korábban jeleztük, hogy a nikotin-adenin-dinukleotidnak (NAD+) a niacin (nikotinamid és/vagy nikotinsav), a kiindulási anyaga. Az emberi szervezetben tehát a kellô mennyiségû niacin az egyik garancia arra, hogy a lebontó folyamatok energia hasznosítása zökkenômentes legyen. Ha ugyanis kevés a niacin és ennek következtében a NAD+, akkor nem csak a citrátkör (2. sz. melléklet) mûködése, hanem a terminális oxidáció (4. sz. melléklet) végbemenetele és a tápanyag energia hasznosítása is akadozik.
A tápanyagokból származó hidrogének nagy része ugyanis a NAD+ közvetítésével kerül a terminális oxidációban a levegô oxigénjére így képzôdik a tápanyagok elégése során a szén-dioxid mellett képzôdô víz. Mivel a terminális oxidációban egy redukált NADH koenzim visszaoxidálásakor keletkezik három molekula ATP energiagazdag kötéseibe rejtve az az energia mennyiség, amelyet a tápanyagokból hasznosítani tudunk, könnyû belátni, hogy a niacin, illetve rajta keresztül a NAD+ elegendô mennyisége elengedhetetlenül szükséges az emberi szervezet jó energia hasznosításához.
A NAD+ nem csak oxidációs-redukciós koenzimként vesz részt az anyagcserében, hanem adenin bázist tartalmazó igen fontos nukleotid egységeket is képes átadni. Ez az oka annak, hogy hiányában a nukleinsavak, különösen a DNS bioszintézise is akadozik. Ebbôl a szempontból különösen fontosak a sejtmembránok receptorai, mert ezek esetében is szállíthat nukleotid részleteket a NAD+.
Korábban már beszámoltunk arról, hogy a B2-vitamin, a riboflavin a FAD (flavin-adenin-dinukleotid) és FMN (flavin-mononukleotid) koenzimek kiindulási anyaga. A FAD koenzim veszi át a lebontó anyagcsere folyamatok gyökös mechanizmusú oxidációs lépéseiben a táplálékból származó hidrogének egy részét a citrátkörben (2. sz. melléklet) és úgy juttatja el ôket a terminális oxidációba (4. sz. melléklet), hogy a nem vitaminból képzôdô ubikinon (koenzim Q, Q10) egységnek adja át azokat. Tehát a Q10 is meghatározó szerepet játszik a terminális oxidáció zökkenômentessé tételében, ezen keresztül szervezet energia hasznosításának biztosításában. Az FMN koenzim a terminális oxidáció egyik fehérje komplexének értékes alkotórésze.
A FAD koenzimnek azért van kitüntetett szerepe az emberi szervezet energia hasznosításában, mert nem csak a mitokondriumban lejátszódó citrátkörben és más lebontó folyamatokban keletkezô hidrogéneket viszi be a terminális oxidációba. A korábban említett redox inga segítségével a FAD a sejt igen fontos részében, a citoplazmában keletkezett redukált koenzimekrôl is be tudja juttatni a hidrogéneket az energiatermelô folyamatba. A B2-vitamin természetesen a megfelelô hiánybetegségek (bôrgyulladások, nyálkahártya irritációk) elkerülésére is szolgálhat.
B6-vitamin (piridoxin)
Mivel a piridoxinból képzôdô koenzim, a piridoxál-foszfát a fehérjék hidrolízisébôl származó aminosavak átalakításában játszik szerepet, a niacin pedig az egyik aromás aminosavból, az L-triptofánból képzôdik, a piridoxin közvetetten elôsegíti az emberi szervezet mûködésének hatékonyságát.
Az emberi szervezet niacin, piridoxin és riboflavin, valamint ubikinon tartalma tehát gondoskodik azon lebontó folyamatok zökkenômentességérôl, amelyek biztosítják, hogy az emberi szervezet a felvett tápanyagokból szerezhetô energiát maximálisan hasznosíthassa. A riboflavin ezen felül a sejt két, a lebontó anyagcsere szempontjából legfontosabb alegysége, a citoplazma és a mitokondrium közötti kapcsolatot ebbôl a szempontból is ideálissá teszi. A terminális oxidáció folyamatosságának biztosításában a Q10 is meghatározó szerepet játszik.
Megállapíthatjuk, hogy számos olyan vitamin van, amelyek kombinált alkalmazása sikerrel használható a dohányost érô káros hatások részleges kivédésére. Az arterioszklerózis, ismertebb nevén az érelmeszesedés és a rosszindulatú daganatos, azaz a rákos megbetegedések kialakulásához vezetô szabad gyökök, illetve a szabad gyökökké átalakulni képes kátránytermékek nagy részét az antioxidáns tulajdonságú vitaminokkal és a bemutatott egyéb antioxidáns hatóanyagokkal lehet hatástalanítani.
A dohányfüst szén-monoxid tartalmának és más, vérszegénységet okozó termékeinek hatását a vörösvérsejtek értékes színanyaga szintézisének serkentésére szolgáló vitaminokkal lehet korrigálni. A dohányosok csökkent energia hasznosítással mûködô anyagcseréjének teljesítményét ugyancsak megfelelô vitaminok adagolásával lehet fokozni.
A dohányzás káros hatásainak kivédésére alkalmas vitaminok hatását elônyösen növelhetik egyes mikroelemek, elsôsorban a szelén és más hatóanyagok, közülük legfontosabb az ubikinon. A fenti vitaminok, a szelén és az ubikinon rendszeres szedésével olyan egyének is tevékenyen hozzájárulhatnak egészségük megóvásához, akik különbözô okok miatt nem tudnak vagy nem kívánnak szenvedélyükrôl leszokni.
Nem hallgathatjuk el, hogy e vitaminok rendszeres szedésével sem lehet a dohányzás valamennyi káros következményét megszüntetni. A dohányzás valamennyi káros hatása alól csak leszokással lehet mentesülni.
Külön ki kell hangsúlyoznunk csak azok mentesülnek, legalább részben, dohányfüst káros hatásaitól, akik rendszeresen szedik a dohányzás káros hatásait részben kivédeni képes vitaminokat. A közösségben elszívott, illetve a félretett cigaretta füstje a passzív dohányosokat ugyanúgy veszélyeztetik. Kívánatos tehát, hogy a dohányosok ne csak saját egészségüket védjék a vitaminok rendszeres fogyasztásával, hanem kellôen tapintatos viselkedéssel a többi ember egészségét is óvni igyekezzenek.
IRODALOM
1. Ádám Veronika, Faragó Anna, Machovich Raymond, Mandl József Orvosi Biokémia Semmelweis Kiadó Budapest 1996.
2. Bender, D.A. Nutritional Biochemistry of the Vitamins Cambridge University Press Cambridge New York Port Chester Melbourne Sydney 1992.
3. Boross László, Sajgó Mihály A Biokémia Alapjai Mezôgazda Könyvkiadó Budapest 1993.
4. Csaba György (szerk.) A biológia aktuális problémái 34. A lipidperoxidáció molekuláris mechanizmusa és mennyiségi mérése Medicina Könyvkiadó Budapest 1986.
5. Corazza, V., Daimler, R., Ernst, A., Federspiel, K., Herbst, V., Langbein, K., Martin, H.-P., Weiss, H. Nagy Egészségkönyv (István Lajos szerk.) Kossuth Könyvkiadó Budapest, 1996.
6. Fehér, J., Blázovics, A., Matkovics, B., Mézes, M. (ed.) Role of Free Radicals in Biological Systems Akadémiai Kiadó Budapest 1993.
7. Hope, R.A., Longmore, J.M., Moss, P.A.H., Warrens, A.N., Belgyógyászat Oxford Zsebkönyve Medicina Könyvkiadó RT. Budapest 1993.
8. Greff, J.S., Tóth, I. Tobacco and State of Health Art Press and International Medicinal and Arts Inc. (Canada) Windsor 1989.
9. Guba Ferenc Orvosi Biokémia Medicina Könykiadó Budapest 1988.
10. Knoll József (szerk.) Gyógyszertan I., II. Medicina Könyvkiadó Budapest 1993.
11. Kolláth György (szerk.) Szakmai Tanulmánykötet a dohányzással kapcsolatos kormányzati intézkedések megalapozásához Nemzeti Egészségvédelmi Intézet Budapest 1996.
12. Kosáry Judit A biokémia alapvetô folyamatai Az MTA Szabolcs-Szatmár-Bereg Megyei Tudományos Testületének Közleményei 8. RIM Kiadó, Nyíregyháza 1993.
13. Kôrös Endre Bioszervetlen Kémia Gondolat Budapest 1980.
14. Luckner, M. Secondary metabolism in microorganisms, plants and animals Springer Verlag Berlin Heigelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong 1990.
15. Pais István A nem-létfontosságú nyomelemek Béres RT. Budapest 1996.
16. Petrányi Gyula (Szerk.) Belgyógyászat (tömör összefoglalás) Medicina Könyvkiadó RT. Budapest 1996
17. Stryer, Luber Biochemistry (3rd Edition) W.H. Freeman & Company New York 1988.
18. Suckling, C.J. (Ed.) Enzyme Chemistry (Impact and Application) Second Edition Chapman and Hall London New York Tokyo Melburne Madras 1990.
19. Szollár Lajos (szerk.) Kórélettan Semmelweis Kiadó Budapest 1993.
20. Tso, T.C. Production, Physiology and Biochemistry of Tobacco Plant IDEALS, Inc. Beltsville 1990.
21. Wynder, E.L., Hoffmann, D. Tobacco and Tobacco Smoke Academic Press New York London 1967.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése