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尼古丁(Nicotine),又稱菸鹼,是一種存在於茄科植物(茄屬)中的生物鹼,也是菸草的重要成分。尼古丁會使人上癮或產生依賴性(為最難戒除的毒癮之一),人們通常難以克制自己,重複使用尼古丁也增加心臟速度和升高血壓並降低食慾。大劑量的尼古丁會引起嘔吐以及噁心,嚴重時人會死亡。菸草中通常會含有尼古丁,這是許多吸菸者無法戒掉菸癮的重要原因。
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,1560年時,他將別人從巴西帶回來送給他的菸草和種子寄回巴黎,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,Adolf Pinner於1893年發現尼古丁的結構,1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁
尼古丁是油狀液態物質,可溶於水、乙醇、氯仿、乙醚、油類,尼古丁可滲入皮膚。自由基態的尼古丁燃點低於準點,空氣中低蒸氣壓時,其氣體達308K(35 ℃; 95 ℉)會燃燒。基於這個原因,尼古丁大部分是經由點燃菸品時產生,然而吸入的份量也足夠產生預期的效果。
尼古丁具旋光性,有兩個光學異構物。
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7秒即可到達腦部。尼古丁在人體內的半衰期約為2小時[3] 。身體經由吸菸而獲得的尼古丁量,受很多因素影響,包括菸的品質、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-牙齦間和直接用鼻吸入等方式,尼古丁進入身體的效率較高。肝是主要代謝尼古丁的器官,主管分解的酶為細胞色素P450(主要是CYP2A6,CYP2B6也可作用於尼古丁),代謝物為可替寧(cotnine)。
藥力學
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小量直接作用。
對中樞神經系統
尼古丁可與尼古丁乙醯膽鹼接受器結合,增加神經傳遞物的量,腦中的多巴胺增加,產生幸福感和放鬆感,最後可能會因吸食而有成癮的現象。
菸草燃燒產生的煙中包含了單胺氧化酶抑制劑(Monoamine oxidase inhibitor),單胺氧化酶會分解單胺類神經傳遞物、多巴胺、正腎上腺素和血清素。
透過吸菸長期暴露於尼古丁中的人,尼古丁會正向調節小腦和腦幹中α4β2尼古丁乙醯膽鹼受體。
對週邊神經系統
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。透過與接受器結果,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。
毒理學
尼古丁對大鼠的半數致死量為50 mg/kg,對小鼠的半數致死量為3 mg/kg,對成年人的半數致死量為0.5-0.1 mg/kg。因此尼古丁是強致命的毒物。其毒性比其他許多生物鹼要強。比如古柯鹼對小鼠的半數致死量為95.1 mg/kg。尼古丁在煙草吸入之外的獨立致癌屬性沒有得到國際癌症研究機構的確認,因此它並沒有被歸入官方的致癌物質。當前可得到的文獻認為尼古丁本身並不促進癌細胞在健康組織中的擴展,因此它不是突變原。它和畸胎發生的關聯並沒有得到足夠的研究,但這種關聯一般被認為很微弱甚至沒有。尼古丁替代物製造商建議孕婦在醫生的指導下使用尼古丁貼或者尼古丁口香糖。但是尼古丁會抑制阿朴奎胺鹼(apoquinamine)。後者能排除導致癌變的變異或者損壞的細胞。因此尼古丁是一種間接的致癌物。
與循環系統疾病的關聯
尼古丁對整個身體的動脈有非常強大的影響。尼古丁是一種興奮劑,會使血壓上升,因為它會使血管收縮,所以使心臟將血液打進動脈的難度變高。尼古丁也會至使身體將儲存的脂肪和膽固醇釋放至血液中。
有人認為尼古丁會增加纖溶酶原活化物抑制劑第1型