吸烟产生自由基的危害

吸烟有危害吗？对此，绝大部分人都会说有害的，在吸烟以前读一下烟盒上面的几行字就一目了然了。在中国的烟盒上写着“吸烟有害健康”。在美国的万宝路烟盒上写着美国卫生部警告“Tobacco serious damage yore health”，其意思是吸烟严重损害你的健康。万宝路烟盒上所印的抽烟的模特儿西部牛仔就是因为吸烟太多而死于肺癌。在555牌烟盒上也写着美国卫生部的警告“Cigarette smoke contains carbon monoxide”，其意思是香烟中含有一氧化碳。在加拿大的烟盒上写着加拿大卫生部的警告“Smoking causes lung cancer,heart disease,emphysema and may complicate pregnancy”，其意思是“吸烟引起肺癌、心脏病、肺气肿，并且可能引起怀孕的复合症”。另外，最近西方国家掀起了一个声势浩大的戒烟浪潮，在所有公共场合和办公室内都不准吸烟，违者罚以重款。有的公司甚至对在办公室吸烟的职工给以开除的重罚。我国的烟民也非常多，估计有2亿～3亿。甚至有很多青少年也抽上烟了。因此，我国对禁烟也采取了积极的态度。所有公共场所，例如飞机、火车、公共汽车、餐厅、接待室、办公室、剧场等地都不准抽烟。也在烟盒上写着“抽烟有害健康”的警告。

通过流行病学调查和科学实验确实发现，吸烟的确有害。吸烟不仅可以引起支气管炎和肺损伤，而且可以导致癌症和心脏病。

那么，是什么物质引起吸烟导致这些可怕的疾病呢？过去人们一直认为吸烟的毒性主要来自尼古丁，尼古丁确实是一种有毒物质，食入少量即可引起腹泻、呕吐和痉挛，甚至神志不清。最近研究表明，香烟中包含大量自由基，它们可以直接或间接攻击和损伤细胞，导致疾病和癌症的发生。

1．吸烟、自由基和癌　流行病学调查表明，在各种癌症死亡中，大约30%是由于吸烟引起的，吸烟者死于肺癌的是非吸烟者的10倍以上。如果不吸烟，估计80%的肺癌死亡是可以避免的，口腔癌死亡的50%～70%与吸烟有关，重度吸烟者发生喉癌的危险是非吸烟者的20～30倍，吸烟者食管癌发病率为非吸烟者的4～10倍，究其原因，很可能来自吸烟所产生的自由基。吸烟产生自由基的毒性有直接和间接两种。所谓直接毒性就是吸烟中的某些自由基可以直接损伤细胞成分，引起突变和癌的形成。焦油相中的多环芳烃自由基就是这一类直接致癌物，可以引起多种癌的发生。焦油相中的Q·/OH·自由基极易自氧化生成活性氧自由基，很多研究表明活性氧自由基可以引起细胞损伤，参与癌的形成和发展。同时Q·/OH·还可以直接与细胞的DNA结合，导致细胞的转化。吸烟气相中的烷基和烷氧基自由基反应性极强，可以引起细胞膜的脂质过氧化，损伤细胞膜，导致多种疾病和癌的发生。所谓间接毒性是指吸烟焦油相和气相中的物质可以引起多形核白细胞在肺和气管中聚集和活化，产生呼吸爆发释放大量活性氧自由基，这些活性氧自由基和吸烟中产生的自由基共同损伤细胞导致癌的发生和发展。

2．吸烟、自由基和心脏病　研究表明，吸烟是心肌梗死的一个主要因素，它可以单独发生作用，也可以和其他因素如高血压和胆固醇过多症协同发生作用。吸烟者发生局部心肌缺血心脏病的危险在世界各国都有发现，且与吸烟数量成正比，戒烟者局部心肌缺血心脏病的病死率低于继续吸烟者。一般认为一氧化碳（CO）在心肌缺血心脏病的发病机制中起着主要作用，CO是烟雾中的一个重要成分，也是检验香烟的一个指标。

动物实验表明，接触低浓度CO后主动脉内胆固醇含量增高，可能会导致动脉粥样硬化。吸烟会引起心肌线粒体呼吸和氧化磷酸化速率显著降低，线粒体水肿、线粒体大小异常、外膜损伤、脂质含量增加及自噬溶酶体活性增强。越来越多的实验表明氧自由基在心脏病的发生和发展中起着非常重要的作用，用ESR技术直接检测到了心肌缺血再灌注产生的活性氧自由基。CO引起心肌缺血性心脏病很可能就是通过氧自由基机制。吸入CO主要是引起心肌缺氧，在缺氧情况下，ATP转变为黄嘌呤和次黄嘌呤，黄嘌呤脱氢酶转变为黄嘌呤氧化酶，当停止吸烟时，氧的供应得到恢复，黄嘌呤氧化酶立即催化黄嘌呤生成尿酸，同时产生大量超氧阴离子自由基，在金属离子存在的条件下，超氧阴离子歧化生成H2O2，通过芬顿反应生成·OH自由基，这些氧自由基进一步和不饱和脂肪酸反应生成脂类自由基。以上产生的一级和二级自由基都是很活泼的，能直接或间接地损伤细胞成分，导致心脏病的发生和发展。在吸烟气相中，本身就存在烷氧基和烷过氧基，它们可以和气管或肺细胞反应或穿过肺细胞膜引起血液成分的损伤，因此与动脉粥样硬化就联系起来了。Q·/QH·自氧化产生的氧自由基和吸烟引起的PMN细胞在肺中的聚集活化产生的活性氧自由基在引起心脏病的发生和发展过程中也起着非常关键的作用，在缺血的心肌中，谷胱甘肽浓度减少，SOD和谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，使得心肌细胞抵抗氧自由基损伤的能力减小，加上吸烟引起的自由基产生的增加，就加大了心脏受损伤的危险性。这几年我国心脏死亡数不断上升，吸烟人数的不断增加可能也是一个重要的因素。

3．吸烟自由基引起疾病的途径和机制　为什么吸烟会引起肺损伤、癌症和心脏病呢？这是一个很复杂的问题，除了上面分析的原因外，有两点需要深入解释。

（1）吸烟产生的自由基可以进攻α1-抗蛋白酶并使其失活：α1-抗蛋白酶是从肝脏中产生释放到细胞外液用来抑制几种蛋白水解酶的。如果它们的活性不被抑制，就会水解肺的弹性蛋白。而弹性蛋白是肺弹性纤维的主要成分，对肺的呼吸是非常重要的。先天性α1-抗蛋白酶缺陷的人常常引起肺气肿，肺活量降低。流行病学统计表明，即使α1-抗蛋白酶正常，吸烟也容易感染肺气肿，其原因可能是吸烟使肺中α1-抗蛋白酶失活。因而不能抑制中性粒细胞释放的弹性蛋白酶。吸烟者肺灌洗液中有时抗蛋白酶活性比正常低，因此，吸烟使中性粒细胞和巨噬细胞在肺中聚集并活化释放弹性蛋白酶，同时吸烟又使α1-抗蛋白酶失活不能抑制这些弹性蛋白酶，这可能是吸烟造成肺损伤的一个重要原因。吸烟产生的各种氧自由基可以失活α1-抗蛋白酶，NO和NO2及它们反应后生成的亚硝酸也可以使α1-抗蛋白酶变性。

（2）吸烟引起脂质过氧化的损伤机制：吸烟气相包含大量氧化性物质，其中包括烷氧基、烷过氧基、NO2等自由基。曾直接捕集到了吸烟气相物质引起细胞膜脂质过氧化产生的脂类自由基，并且用TBA法检测了脂质过氧化最终产物丙二醛，发现随着抽烟时间的延长，脂类自由基和脂质过氧化水平也不断增加，这本身就会引起细胞膜的损伤。更为严重的是，脂质过氧化的膜可以使PMN在肺中集聚和活化，产生呼吸爆发，释放大量活性氧自由基。这些氧自由基可以单独引起细胞成分的损伤，也可以与吸烟产生的自由基共同对细胞产生毒害作用。用肺细胞膜研究表明，吸烟中的自由基不仅可以使细胞膜的流动性发生改变，而且可以使膜蛋白的构象发生变化。

人们吸烟已有上千年的历史了，在不同国家、不同历史时期几度兴衰，使人们清楚地认识到两点：一是吸烟有害；二是戒烟的成效微乎其微。特别是广大发展中国家，吸烟人数有增无减。怎样才能既满足人们的需要又减少它对人类的毒害呢？现阶段另一条研究道路就是降低吸烟的毒害性。