尼古丁（Nicotine），俗名菸鹼，是一種有機化合物，化學式C10H14N2，有劇毒，其存在於茄科植物（茄屬）中，是N-膽鹼受體激動藥的代表，對N1和N2受體及中樞神經系統均有麻痹作用，無臨床套用價值。
尼古丁在菸草植物中的含量較高，是菸草中的主要生物鹼之一。在吸菸或使用菸草製品時，尼古丁會通過肺部迅速進入血液循環，然後傳遞到大腦，這是導致吸菸成癮的主要原因之一。尼古丁可通過刺激中樞神經系統來產生一系列生理和心理效應，其中包括提神、改善注意力、增強情緒等。然而，由於其成癮性，長期使用菸草製品可能導致身體和心理健康問題。
基本介紹
- 中文名：尼古丁
- 外文名：Nicotine
- 別名：菸鹼、(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶、1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷
- 化學式：C10H14N2
- 分子量：162.232
- CAS登錄號：54-11-5
- EINECS登錄號：200-193-3
- 熔點：-80 ℃
- 沸點：243 至 248 ℃
- 水溶性：可溶
- 密度：1.01 g/cm
- 外觀：無色液體
- 閃點：95 ℃
- 安全性描述：S7；S16；S26；S36；S36/37；S45；S61
- 危險性符號：T+；N
- 危險性描述：R25；R27；R51/53
- UN危險貨物編號：1654
- 溶解性：可溶於水，極易溶於醇、醚、氯仿及石油醚
- 摩爾折射率：49.25
- 摩爾體積（cm3/m：157.1
- 等張比容（90.2K：394.2
- 表面張力（dyne/：39.6
- 極化率（10-24c：19.52
- 疏水參數計算參考值（：1.2
- 氫鍵供體數量：0
- 氫鍵受體數量：2
- 可旋轉化學鍵數量：1
- 拓撲分子極性表面積（：16.1
- 重原子數量：12
- 表面電荷：0
- 複雜度：147
- 同位素原子數量：0
- 確定原子立構中心數量：1
- 不確定原子立構中心數：0
- 確定化學鍵立構中心數：0
- 不確定化學鍵立構中心：0
- 共價鍵單元數量：1
歷史由來,藥理分析,藥物動力學,藥理學,對中樞神經系統,對周圍神經系統,對副腎髓質,對口腔細胞口腔健康,毒性分析,主要來源,尼古丁吸菸的危害,慢性中毒,妨礙化療,癌症風險,科學研究,尼古丁檢測,
歷史由來
尼古丁的歷史可以追溯到數千年前，古代的美洲原住民就已經開始使用菸草。後來，隨著歐洲人對美洲的探索，菸草傳入歐洲，逐漸成為全球範圍內廣泛使用的草藥之一。如今，尼古丁不僅僅存在於傳統的菸草製品中，也被提取用於製造尼古丁替代治療產品（如尼古丁貼片、口香糖、噴霧劑等），幫助菸民戒菸過程中減少菸草依賴。
尼古丁（Nicotine）的名字，來自菸草這種植物的學名Nicotiana tabacum，而菸草的學名是以一位駐葡萄牙的法國人Jean Nicot de Villemain而命名的。 1560年時，將菸草的種子由巴西寄回巴黎，並將之推廣於醫療用途。1828年，德國化學家Posselt和Reimann首次將尼古丁由菸草中分離出來。1843年，Melsens提出尼古丁的化學式。1893年，Adolf Pinner發現尼古丁的結構，1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁。
藥理分析
藥物動力學
當尼古丁進入體內，會經由血液傳送，並可通過血腦屏障，吸入後平均只需要7秒即可到達腦部。血腦屏障是血液與腦、脊髓神經細胞之間的細胞組織，起到限制血液中某些大分子進入中樞的作用。尼古丁在人體內的半衰期約為2小時。身體經由吸菸而獲得的尼古丁量，受很多因素影響，包括煙的品質、是否大口吸入、是否使用濾嘴都是影響的原因。口嚼式、口含式和吸入式的菸草等透過含於唇-牙齦間和直接用鼻子吸入等方式，尼古丁進入身體的效率較高。肝是尼古丁代謝的主要器官，分解酶為Cytochrome P450（其中主要起作用的分解酶類型是CYP2A6，分解酶CYP2B6也可作用於尼古丁）明確這句話的意義，代謝產品為可替寧（cotnine）。
藥理學
尼古丁作用於菸鹼乙醯膽鹼接受體，特別是自律神經上的接受器（(α1)2(β4)3）和中樞神經的接受器（(α4)2(β2)3），前者位於副腎髓質和其他位置，後者位於中央神經系統。低濃度時，尼古丁增加了這些接受體的活性，尼古丁對於其他神經傳遞物也有輕微直接提高活性小微量的直接作用，但是在高濃度時會對這些接收體產生抑制效果。
對中樞神經系統
對周圍神經系統
尼古丁會刺激交感神經，藉由刺激內臟神經影響副腎髓質，釋放腎上腺素。副交感神經節前纖維釋放乙醯膽鹼，作用在菸鹼酸乙醯膽鹼接受器上，使之釋放腎上腺素和正腎上腺素至血液中。
對副腎髓質
尼古丁與腎上腺髓質的菸鹼接受器結合後，會增加血液中腎上腺素的含量。透過與接受器結合，尼古丁使細胞去極化，鈣離子由鈣離子通道流入，鈣離子促使神經細胞以胞泌作用的方式，釋出腎上腺素和正腎上腺素至血液中，血液中腎上腺素增加，造成心跳加快，血壓升高，呼吸加快，就像高血糖的情形一樣。可替寧是尼古丁代謝的副產物，可在血液中存留48小時，可作為檢驗一個人是否吸菸的物質。
對口腔細胞口腔健康
最近的證據表明，尼古丁可導致正常口腔上皮細胞中 DNA 畸變的細胞數增加，最終導致其轉化為惡性，同時還會導致細胞的凋亡及其他病變。還有研究發現，暴露於尼古丁中的犬的口咽組織也會發生如棘皮病、角化過度、上皮細胞厚度增加和黏膜黑色素沉積等 DNA 損傷表現。
毒性分析
一直以來，人們認為吸菸攝入的尼古丁誘導了癌症，新的觀點確認香菸中的尼古丁並沒有直接的致癌作用，真正的致癌兇手是焦油和一氧化碳。
中國吸菸與健康協會副會長張義芳介紹說：“雖然科技界對尼古丁是否能致癌還沒有一個確定的說法，但是，尼古丁能讓人對菸草上癮是確定無誤的，吸菸會影響人們的健康也是千真萬確的。” 尼古丁是一種非常成癮的物質。當人們吸入煙霧或使用尼古丁製品時，尼古丁會迅速通過肺部進入血液，然後穿過血腦屏障，影響大腦中的多巴胺系統，產生快感和滿足感。這種愉悅感會導致用戶對尼古丁產生依賴，並且很難戒掉吸菸或使用尼古丁製品。
尼古丁能刺激末梢血管收縮，心跳加快、血壓上升和呼吸變快，促進高血壓、中風等心血管疾病的發生。同時也會對呼吸系統造成影響：吸菸或使用尼古丁製品會損害呼吸系統，增加患上慢性阻塞性肺病（COPD）和肺癌等呼吸系統疾病的風險。吸菸或使用尼古丁製品的孕婦可能導致早產、低體重兒和其他發育問題。
主要來源
尼古丁不僅僅存在於菸葉之中，也存在於多種茄科植物的果實之中，例如番茄、枸杞子等植物中就含有尼古丁，而這些蔬菜和藥材卻被公認為是對人體有益的健康食物。正因為如此，世界衛生組織早在20世紀90年代就在全球大力推廣“尼古丁替代療法”進行戒菸，取代了以往從香菸中獲得的尼古丁，幫助人們在生理和心理上克服對香菸的依賴，使戒菸的成功機會增加1倍以上。
尼古丁吸菸的危害
慢性中毒
尼古丁屬高毒類物質，經口大鼠尼古丁LD50為50mg/kg，小鼠尼古丁LD50為3.3mg/kg。一支香菸所含的尼古丁可毒死一隻小白鼠，20支香菸中的尼古丁可毒死一頭牛。如果人一次大量吸食尼古丁（50到70毫克，相當於40~60支香菸的尼古丁的含量）那么有可能致人死亡。如果將一支雪茄菸或三支香菸的尼古丁注入人的靜脈內3~5分鐘即可死亡。尼古丁不但對高等動物有害，對低等動物也有害，因此也是農業殺蟲劑的主要成分。
有些人吸菸量較大卻並不中毒，其中尼古丁含量大大超過人的致死量，但急性中毒死亡者卻很少，原因是菸草中的部分尼古丁被煙霧中的毒物甲醛中和了，而且大多數不是連續吸菸，這些尼古丁是間斷緩慢進入人體的。此外紙菸點燃後50%的尼古丁隨煙霧擴散到空氣中，5%隨菸頭被扔掉，25%被燃燒破壞，只有20%被機體吸收。而尼古丁在體內很快被解毒隨尿排出。再加上長期吸菸者，體內對尼古丁產生耐受性，癮癖性。
電子菸進入市場後，其使用率在世界範圍內迅速增長，電子菸煙液中含有多種有害物質,使用電子菸可能會造成尼古丁成癮,影響人體各系統健康,甚至加重傳統菸草的危害。目前,電子菸市場存在法律及監管的空白,對嘗試或使用電子菸的人群尤其是青少年來說尚缺乏正確引導和宣傳教育，容易產生一些危害。
妨礙化療
2013年4月，美國研究人員公布的一項研究結果顯示，尼古丁能夠阻礙紫杉醇等化療藥物殺死肺癌細胞，這項研究結果或許有助於解釋為何吸菸的肺癌患者治療起來難度很大。
美國研究人員在美國《國家科學院學報》上發表的一篇論文中表示，研究結果顯示，與接受治療前戒菸的患者相比，沒有戒菸的患者的存活率要低糟糕得多，這與臨床研究的結果是一致的。這些研究結果也許還表明，對已經戒菸但使用尼古丁貼片和尼古丁嚼片等尼古丁補充劑的癌症患者的治療可能達不到應有的效果。
科學家用吉西他濱、順鉑和紫杉醇這3種普通癌症藥物，對從肺癌腫瘤中提取的幾種不同細胞分別進行了試驗。研究發現，加入少量尼古丁，即劑量相當於一名普通吸菸者血液中能夠發現的尼古丁含量，就會干擾這些藥物對肺部腫瘤細胞的作用。尼古丁可以增強兩種蛋白質的活性，從而保護癌細胞。這兩種蛋白質有抑制細胞凋亡的作用。他們說，在這兩種基因得到抑制的情況下，藥物才能發揮出正常的作用。
癌症風險
尼古丁本身並不是致癌物質，但是尼古丁所存在的菸草製品，比如香菸、雪茄、菸斗等，以及其他含有尼古丁的吸菸和咀嚼產品中，含有大量有害的化學物質和致癌物質。因此，吸菸或使用這些含有尼古丁的製品與癌症的風險密切相關。
科學研究
2022年，中國和美國的科學家團隊發現一種可分解尼古丁的腸道細菌——解木聚糖擬桿菌。
尼古丁檢測
可替寧是菸草燃燒產物尼古丁經體內代謝產生的主要代謝產物。由於可替寧具有半衰期長、易於代謝排出體外等特點，常被用作尿液、血液或唾液等生物樣本的菸草暴露標誌物。目前可替寧的快速檢測技術主要包括比色法、免疫法、儀器法和試劑盒四種方法。其中，比色法是檢測可替寧最簡單和最廉價的方法。它的原理主要是利用可替寧的吡啶環的光學性質進行分析,易受含有吡啶環的其他物質干擾,從而降低了方法的特異性和準確度,測量值也高於真實值。免疫法是一種檢測能夠特異識別可替寧並與其結合的抗體,從而檢測可替寧的生物學方法,可分為放射免疫測定法(RIA)和酶聯免疫吸附測定法(ELISA)。儀器法是利用各種分析儀器將可替寧同基質組分分離後並進行分析,如GC等,特點是儀器成本高,靈敏度高,特異性好,檢出限通常可以達到0.1 ng/ml,並能同時分析可替寧和其他尼古丁代謝物。除了以上方法之外，目前歐美一些公司研製了檢測可替寧的簡易試劑盒,如英國COZART公司開發出檢測血清、尿液和唾液以及頭髮可替寧的試劑盒。
除了對人體內尼古丁進行檢測之外，有時還需要對環境中的尼古丁進行檢測。在對空氣中尼古丁檢測的過程中，分為主動採樣和被動採樣兩種方式。主動採樣也稱為動力採樣，原理是用一個抽氣栗，將空氣樣品通過收集器中的吸收液截止，使氣體污染物濃縮在吸收介質中，從而達到濃縮採樣的目的。國際上和中國菸草行業對空氣中尼古丁的檢測均採用主動式採樣 (即泵抽氣採樣) ，雖然快速靈敏, 但採樣設備需電源、動力和維護, 不適合大規模監測。動採樣不用任何電源和抽氣動力，是基於氣體分子擴散原理採集空氣中氣態或蒸氣態污染物的一種採樣方法，所以又稱無泵採樣法，其採樣裝置為被動式採樣器。
