Nikotiini on lähinnä virginiantupakkakasvista saatu yleisesti käytetty päihde ja pyridiineihin kuuluva alkaloidi, jota käytetään myös hyönteismyrkkynä ja nikotiinin vieroitushoidossa. Suomessa nikotiinia myydään valmistenimillä Nicorette (depotlaastari, sumute suuonteloon, imeskelytabletti, inhalaattori, resoribletti, lääkepurukumi), Nicotinell (depotlaastari, lääkepurukumi, imeskelytabletti), Nicovel ja Zonnic (pussi suuonteloon, imeskelytabletti, sumute suuonteloon).Ihmisille tarkoitettujen lääkevalmisteiden valmisteyhteenvedot ATC-koodin perusteella: N07BA01 Fimea.

Nikotiini vapauttaa aivoissa dopamiinia. Lähinnä tästä johtuu nikotiinin käytön mielihyvää aikaansaava vaikutus. Nikotiini toimii parasympatomimeettinä ja on useimpia nikotiinireseptoreita aktivoiva molekyyli, eli agonisti, ja suurissa määrin saatuna voi aiheuttaa myrkytyksen. Nikotiini aiheuttaa riippuvuutta vieroitusoireidensa kautta.

Nikotiinia esiintyy luonnostaan erityisesti virginiantupakassa, palturitupakassa ja tupakkapiturissa (Duboisia hopwoodii). Ainetta on myös huomattavasti vähäisemmässä määrin muissa kasveissa, erityisesti koisokasveissa kuten perunassa, tomaatissa ja munakoisossa. Nikotiini toimii korkean nikotiinipitoisuuden kasveissa, kuten tupakkakasveissa (Nicotiana), ensisijaisesti kasvinsyöjiä torjuvana aineena myrkyttäen vaikkapa kasveja syöneitä hyönteisiä. Nikotiinin tuotto kasveissa kuten virginiantupakassa lisääntyy jälkikäteen muun muassa auksiinivälitteisesti kasvin juurten vaurioituessa esimerkiksi hyönteisten takia.

Historia Nikotiini on nimetty tupakkakasvin, eli Nicotiana tabacum, mukaan. Kasvi on puolestaan nimetty Jean Nicot de Villemainin mukaan, joka toimi Ranskan suurlähettiläänä Portugalissa. Hän toi 1560-luvulla Portugalista nuuskaa lahjaksi Ranskan kuningatar Katariina de' Medicille ja pian se oli suosittu tuote Pariisin hienostopiireissä.Tieteen kuvalehti Historia 10/2013, Bonnier Publications Oy, s. 38

Nikotiinin tupakasta eristivät 1828 ensimmäisinä lääkäri Wilhelm Heinrich Posselt ja kemisti Karl Ludwig Reimann, jotka pitivät ainetta myrkkynä. Nikotiinin empiirisen kaavan (C5H7N) selvitti 1843 tiedemies Louis Melsens. Melsens ilmoitti kuitenkin kaavan väärin, sillä hiilen atomimassan uskottiin tuolloin olevan kuusi vaikka sen nykyään tiedetään olevan 12. Nikotiinin varsinaisen kemiallisen rakenteen selvittivät Adolf Pinner ja Richard Wolffenstein 1893. Nikotiinin syntetisoivat ensimmäisinä Amé Pictet ja A. Rotschy 1904.

Brittiläinen fysiologian professori John Newport Langley havaitsi 1905 kemoreseptoriteoriaa tutkiessaan nikotiinin stimuloivan parasympaattista hermostoa. Pohjaten Langleyn ja muiden tutkimuksiin, saksalainen farmakologi Louis Lewin totesi 1920-luvulla nikotiinin aiheuttavan tupakan päihdyttävät vaikutukset ja kirjoitti asiasta 1924 kirjassaan Phantastica.

Kokeellisesti asia varmistui 1941 kun Lennox M. Johnston piikitti itseensä ja muihin henkilöihin suonensisäisesti nikotiinia ja kirjoitti sen vaikutuksista. Hän totesi tupakan polton olevan olennaisesti sama asia kuin nikotiinin käyttö samalla tapaa kuin oopiumin käyttö on olennaisesti sama asia kuin morfiinin käyttö.Johnston, Lennox M. Glasg MB (1941) "Tobacco smoking and nicotine." Lancet 1:867

Fyysiset ominaisuudet ja kemia vasen|pienoiskuva|Nikotiinin luonnossa harvinaisempi (R)-enantiomeeri. Tertiäärinen amiini on emäksisyytensä vuoksi protonoitunut kehon fysiologisissa (pH ~7) tai neutraaleissa oloissa kuten kuvassa on esitetty. Nikotiini on karvaan makuista, limakalvoja ärsyttävää, puhtaana väritöntä, lievästi emäksistä, hygroskooppista ja öljymäistä nestettä, jolla on tunnusomainen haju. Nikotiini voi olla myös väriltään kellertävän ruskeaa: ilman hapen vaikutuksesta nikotiini hapettuu ruskehtavaksi. UV-säteily ja happi muuntavat nikotiinia nikotiinioksidiksi, nikotiinihapoksi (B3-vitamiini) ja metyyliamiiniksi. Nikotiinilla on kaksi enantiomeeriä, (+)-(R)-nikotiini (eli d- tai L-isomeeri) ja (-)-(S)-nikotiini (l- tai D-isomeeri), joten se on optisesti aktiivinen.

Nikotiinin leimahduspiste on 95 °C ja itsesyttymislämpötila 240 °C. 25 °C ja/tai 1 atm oloissa (ellei toisin mainita) (R)-nikotiinin paino on 162,231 g/mol, kiehumispiste 246 °C, sulamispiste –79 °C, 20 °C tiheys 1,0097 g/cm3, 20 °C taitekerroin 1,5282, 298 K protoniaffiniteetti 963,4 kJ/mol, 298 K kaasufaasin emäksisyys ΔemäsG 932,6 kJ/mol, dissosioitumisvakio pKa 8,02 ja 293,2 K permittiivisyys 8,937.

Nikotiinin kahdesta enantiomeeristä (R)-nikotiini on luonnossa harvinaisempi ja sitä esiintyy 0,1–1,2 % kokonaisnikotiinista erilaissa tupakkatuotteissa kuten savukkeissa ja nuuskassa. Poltettavan savukkeen savussa tämä arvo on kuitenkin 2–3 %, sillä osa (R)-enantiomeeristä muuntuu tupakan palamisessa (S)-enantiomeeriksi. Muunnokselle on ehdotettu useaa reaktiomekanismia. Muunnos ei todennäköisesti johdu nikotiinin pyrolyyttisestä sisäisestä rasemisaatiosta, vaan useista monimutkaisemmista reaktioista savun aineiden kanssa. (S)-Nikotiini on noin 18 kertaa myrkyllisempi (reesusmakakeille LD50 on 0,33 mg/kg) kuin (R)-nikotiini (LD50 6,15 mg/kg). Fyysisiltä vaikutuksiltaan ne ovat osin samankaltaiset. (S)-Nikotiini sitoutuu keskimäärin 10 suuremmalla affiniteetillä nikotiinireseptoreihin.

Nikotiinia voidaan tuottaa synteettisesti, mutta tämä on kalliimpaa kuin erottelu tupakkakasvista. Siksi esimerkiksi sähkösavukkeiden nikotiininesteiden nikotiini on peräisin lähinnä tupakasta.

Eräs tunnettu nikotiinin johdannainen on sytisiini ja sitä on käytetty pitkään nikotiinivieroituksessa Itä-Euroopassa, ensimmäisenä Bulgariassa 1964 alkaen. Erityisen voimakkaita α4β2 nikotiinireseptoreihin nikotiininkaltaisesti vaikuttavia aineita ovat muun muassa epibatidiini (hyvin myrkyllinen kloorialkaloidi), A-84,543 ja 3-bromosytisiini.

Käyttötarkoitukset

pienoiskuva|Erilaisia nikotiinituotteita. Yllä on irtonuuskaa ja nuuskapusseja, alla savukkeita.|vasenNikotiinia käytetään yleisesti päihteenä muun muassa polttamalla sitä kuivatusta tupakkakasvista tehtyjen savukkeiden muodossa, jotka sisältävät keskimäärin 2 milligrammaa nikotiinia per savuke. Nikotiinia käytetään myös nuuskaamalla ja nesteeseen liotettua nikotiinia höyrystävällä sähkösavukkeella.

Nikotiinia myydään vieroitushoitoon myös inhalaattoreina, laastareina, nikotiinipurukumina, kielenalus- ja imeskelytabletteina sekä huulen alle laitettavana tyynynä. Nikotiinikorvaushoitotuotteet ovat ainoita lääkkeitä, joita saa Suomessa myydä apteekkien ulkopuolella. Nikotiinia sisältävät korvaushoitotuotteet ovat olleet myydyimpiä itsehoitolääkkeitä vuodesta 2007 lähtien.Näin nikotiinista tuli Suomen suosituin itsehoitolääke – Ei tämä ollut tarkoitus, sanoo entinen terveysministeri Mönkäre Yle 13.5.2020. Nikotiinikorvaustuotteista myydyimpiä ovat nikotiinipussit.Nuuskamaisesta nikotiinikorvaustuotteesta tuli miljoonabisnes – Proviisori: sitä käytetään nuuskan korvikkeena, kun rajat ovat kiinni Yle 13.5.2020. Nikotiini on ollut vuodesta 2015 lähtien Suomen myydyin lääkeaine.Nikotiini on Suomen myydyin lääkeaine, mutta miten kävi terveyshyödyille? Apteekkari 17.06.2022.

Nikotiinia ja sen johdannaisia käytetään myös hyönteismyrkkynä. Sitä käytetään esimerkiksi kärytenauhana tuhohyönteisten hävittämiseen kasvihuoneissa viljeltävistä kasveista. Kärytenauhan käytön ajaksi kasvihuone on suljettava tiiviisti ja lukittava. Nikotiinin myrkyllisyyden vuoksi kärytenauhan käyttäjältä vaaditaan kasvinsuojelun erityistutkinnon suorittaminen.

Historiallisesti nikotiinia on käytetty sekä rauhoittavana että lihaskouristuksia vähentävänä lääkkeenä. Tämä käyttö lopetettiin 1900-luvun alussa nikotiinin myrkyllisyyden vuoksi.

Vaikutusmekanismi pienoiskuva|Reseptorisitoutumisellaan nikotiini vapauttaa kahden hermosolun väliseen viestintään käyttämään synapsirakoon dopamiinia, josta dopamiini liittyy dopamiinireseptoreihin ja saa aikaan hermovasteen. Nikotiini saa aikaan mielihyvää aiheuttavan dopamiinin vapautumisen aivoissa sitoutumalla agonistina ionikanavina toimiviin nikotiinireseptoreihin, erityisesti alatyypin α4β2 nikotiinireseptoreihin. Nikotiini toimii kuitenkin antagonistina kahdessa nikotiinireseptorityypissä: α9 ja α10. Nikotiini lisää myös asetyylikoliinin ja glutamaatin erittymistä jossain määrin sekä säätelee serotoniinin, noradrenaliinin, gamma-aminovoihapon ja sisäsyntyisten opioidien (kuten β-endorfiinin) vapautumista. Hermoston tottuminen jatkuvaan nikotiinialtistukseen saa aikaan nikotiiniriippuvuuden vieroitusoireet.

Nikotiinilla on (R)- ja (S)-enantiomeerit. (R)-Nikotiiniin verrattuna (S)-nikotiini on nikotiinituotteissa paljon yleisempi, sitoutuu voimakkaammin nikotiinireseptoreihin ja on siten pääosin vastuussa muun muassa savukkeiden polton päihdyttävistä vaikutuksista.

Nikotiinireseptoreita on tiheästi mesolimbisen alueen ja prefrontaalikorteksin dopaminergisissa hermoissa. Pääasiallisesti reseptorit sijaitsevat ventraalisen tegmentaalialueen (VTA) hermosoluissa, joiden haarakkeet ulottuvat aivojen mielihyväkeskuksen (nucleus accumbensin) alueelle. Myös muun muassa oppimista ja muistia säätelevän kolinergisen järjestelmän hermosoluissa on nikotiinireseptoreita, jotka stimuloivat VTA:n dopaminergisia neuroneja ja lisäävät dopamiinin tuotantoa. Nikotiini sitoutuu lisäksi prefrontaalisesta aivokuoresta lähtevien glutamatergisten neuronien reseptoreihin. Vapautuva glutamaatti aktivoi VTA:n dopaminergisia hermoja ja lisää dopamiinin eritystä mielihyväkeskuksen alueella. Glutamaatin ja asetyylikoliinin stimuloivien vaikutusten oletetaan olevan yhteydessä vireyden vahvistumiseen, tarkkaavaisuuteen ja muihin kognitiivisiin toimintoihin.

Päihdekäytön vaikutukset Päihdekäytössä nikotiini toimii rentouttavana ja piristävänä aineena: se esimerkiksi kohottaa syketiheyttä ja verenpainetta samanaikaisesti rentouttaen lihaksia. Ensi kertoja nikotiinia käyttäneet kokevat usein hetkellistä huimausta, sekavuutta ja muita vastaavia psyykkisiä vaikutuksia, jotka ovat voimakkaita suhteessa pitkäaikaisesti nikotiinia käyttävien kokemuksiin. Pitkäaikaisessa käytössä käyttäjät saattavat kokea rentouttavien vaikutusten lisäksi nikotiinin parantavan keskittymiskykyä ja lisäävän nautinnon tunnetta eri asioiden tekemisestä. Lisäksi nikotiini voi vähentää nälän tunnetta ja lisätä suoliston toimintaa

Poltettaessa nikotiini vaikuttaa lähes välittömästi. Vaikutukset kestävät voimakkaimmillaan 10–45 min ja voivat tuntua heikompina vielä kahden tunnin kuluttua. Nuuskan voimakkaimmat vaikutukset kestävät 45–120 min ja voivat tuntua heikompina useita tunteja. Nikotiinipurukumi alkaa vaikuttaa noin 2–10 min kuluttua ja muuten sen kesto on samanlainen kuin nuuskalla.

Nikotiini ja muut vastaavanlaiset kolinergistä järjestelmää aktivoivat aineet saattavat parantaa työmuistia ja lisätä keskittymiskykyä. Tämän perusteella ne voidaan luokitella nootropiineiksi eli älylääkkeiksi.

Vieroitusoireet Nikotiinin käytön lopettamisesta voi seurata vieroitusoireita, kuten hermostuneisuutta, suuttumusta, turhautuneisuutta, masennusta, keskittymisvaikeuksia, nälän tunteen kasvua, unettomuutta, ummetusta, kipuherkkyyttä, painajaisia, pahoinvointia, sydämen sykkeen hitaus ja ärtynyt kurkku.

Myrkytys

Nikotiini on useimmille eliöille myrkyllistä. Suuri määrä nikotiinia voi imeytyä ihon lävitse ja näin voi käydä esimerkiksi märkiä tupakkakasvin lehtiä käsiteltäessä. Suurille nikotiinimäärille altistuvat usein tupakkaa käsittelevät tupakkatyöläiset, nikotiinituotteita syöneet lapset, nikotiinihyönteismyrkkyjä käsitelleet ja itsemurhaa nikotiinilla yrittäneet.

Määrän, joka tappaa puolet annoksen saaneista ihmisistä, eli LD50-arvon, on useissa eri lähteissä väitetty olevan 0.8 mg/kg nieltynä. Tämä on 60 mg nikotiinia 75 kg:n painoiselle henkilölle. Tämä määrä on kuitenkin kyseenalainen ja todellinen LD50-arvo on todennäköisesti 6.5–13 mg/kg jolloin tappava annos olisi 0.5–1 grammaa.

Oireet