Nikotín je tekoči alkaloid, ki se nahaja v rastlinah iz družine razhudnikovk, zlasti v različnih vrstah tobaka in v koki, v manjših količinah pa tudi v paradižniku, krompirju, jajčevcih in papriki. Pri tobakovcu predstavlja nikotin 0,6–3 % mase posušene rastline. Biosinteza poteka v koreninah tobakovca in se skladišči v listih. Pri rastlinah ima vlogo obrambe pred rastlinojedci. Nikotin je nevrotoksin in je bil zaradi svojih lastnosti v preteklosti v uporabi kot insekticid. Danes se v te namene še vedno uporabljajo njegovi derivati.
V nizkih koncentracijah nikotin deluje pri sesalcih stimulativno, kar je eden od glavnih razlogov razvoja zasvojenosti pri kajenju tobaka. Vsebnost nikotina v cigaretah se je z leti počasi povečala. Ena izmed raziskav dokazuje, da je v letih med 1998 in 2005 bilo povprečno povečanje za 1,6 %.
Zgodovina in ime Nikotin je poimenovan po navadnem tobaku (lat. Nicotiana tabacum). Ime je dobil po francoskem veleposlaniku na Portugalskem Jeanu Nicotu, ki je rastlino in njena semena poslal leta 1560 iz Brazilije v Pariz. Nikotin sta iz tobakovca prva izolirala nemška kemika Posselt in Reimann leta 1828. Kemično molekulsko formulo je prvi zapisal Melsens leta 1843, leta 1893 pa so nikotin prvič sintetizirali.
Kemične lastnosti Nikotin je higroskopna oljnata tekočina z bazičnimi lastnostmi, ki se lahko meša z vodo in zlahka prodira skozi kožo.
Optične lastnosti Nikotin je optično aktiven. Ima dve enantiomerski obliki. Oblika, ki se nahaja v naravi, je levosučna [a]D= –166,4°. Desnosučna oblika nikotina (+) ima le polovico fiziološke aktivnosti levosučne oblike nikotina, zato je potreben večji odmerek (–)-nikotina za dosego enakega učinka. Soli (–)-nikotina so običajno desnosučne.
Farmakologija Farmakokinetika thumb|right|250px|Cigaretni ogorek v pepelniku Po vstopu nikotina v organizem se ta zelo hitro porazdeli po sistemskem krvnem obtoku in lahko prehaja krvno-možgansko pregrado. Po inhalaciji, na primer s cigaretnim dimom, nikotin doseže možgane po sedmih sekundah. Razpolovna doba nikotina je okoli dve uri.
Količina nikotina, ki se absorbira iz vdihanega cigaretnega dima, je odvisna od količine nikotina v tobaku in od cigaretnega filtra. Pri njuhanju ali žvečenju tobaka se absorbirajo večje količine nikotina.
Presnova nikotina poteka zlasti v jetrih s citokromi P450, predvsem z izoobliko CYP2A6. Poglavitni presnovek nikotina je kotinin.
Drugi presnovki so nikotin N-oksid, nornikotin, nikotin izometonijev ion, 2-hidroksinikotin in nikotina glukuronid. V določenih okoliščinah se lahko uporabijo druge snovi, ki se oblikujejo kot miosmin.
Načini odkrivanja Medicinsko odkrivanje Nikotin se lahko nahaja v krvi, plazmi ali urinu. Pri zaposlovanju in zdravstvenem zavarovanju (zdravstveni presojevalci, zavarovalnice), so pogosta merjenja koncentracije nikotina v slini in urinu. Natančna razlaga rezultatov je pomembna, ker pasivna izpostavljenost tobačnem dimu povzroči kopičenje nikotina, ki mu sledi pojav njegovih presnovkov v telesnih tekočinah.Benowitz NL, Hukkanen J, Jacob P. Nicotine chemistry, metabolism, kinetics and biomarkers. Handb. Exp. Pharmacol. 192: 29-60, 2009.R. Baselt, Disposition of Toxic Drugs and Chemicals in Man, 8th edition, Biomedical Publications, Foster City, CA, 2008, pp. 1103-1107.
Farmakodinamika Nikotin deluje na nikotinske holinergične receptorje, posebej na nikotinske receptorje ganglijskega tipa ter na en nikotinski receptor CNS-a. Prvi je prisoten v nadledvičnem podaljšku, drugi pa je prisoten v centralnem živčnem sistemu (CNS). V majhnih koncentracijah, nikotin poveča aktivnost teh receptorjev. Preko določenih posrednih mehanizmov ima nikotin tudi efekte na razne druge nevrotransmiterje.
Znotraj centralnega živčnega sistema Z vezavo na nikotinsko-acetilholinske receptorje, nikotin poveča nivo nekaterih nevrotransmitorjev. Deluje na določene nastavitve njihovega delovanja. Obstaja mnenje, da je povečanje nivoja dopamina v možganskih centrih za nadgradnjo odgovorno za evforična in sproščena stanja. Samo ena različna aminokislina med možganskim in mišičnih acetilholinskih receptorja razlaga, zakaj se nikotin aktivira v centralnem živčnem sistemu, ne pa v skeletnih mišicah. Ta bi povzročila takojšnjo smrt. Zaradi tega je nikotinska odvisnost biološko nenavadna.Katzung, Bertram G. Basic & Clinical Pharmacology (Basic and Clinical Pharmacology). New York: McGraw-Hill Medical, 2006. pages 99-105. Tobačni dim vsebuje inhibitorje (zaviralce) monoaminooksidaze, alkaloide harman, norharman, anabasin, anatabin in nornikotin. Te spojine pri kadilcih bistveno zmanjšajo aktivnost monoaminske oksidaze (MAO). Encimi monoaminoksidaze uničujejo monoaminske nevrotransmiterje kot dopain, norepinefrina in serotonina.
Simpatični živčni sistem Nikotin aktivira tudi simpatično živčevje, in sicer preko živčevja v nadledvičnem delu hrbtenjače (drugo ime za hrbtenjačo je medula), kjer spodbudi izločanje adrenalina. Acetilholin, ki se sprošča iz simpatičnih živčnih vlaken, namreč vpliva na nikotinske acetilholinske receptorje, kar povzroča izločanje adrenalina oziroma adrenalina (in nerepinefrina) v krvni obtok. Nikotin ima poleg tega vpliv tudi na tkiva, ki vsebujejo melanin, saj je zaradi svoje predhodne funkcije v sintezi melanina podoben oziroma soroden tkivom melanina. Omenjena trditev je bila potrjena tudi z dejstvom, da je večja odvisnost od nikotina prisotna pri ljudeh temnejše polti.King G, Yerger VB, Whembolua GL, Bendel RB, Kittles R, Moolchan ET. Link between facultative melanin and tobacco use among African Americans.(2009). Pharmacol Biochem Behav. 92(4):589-96. PMID 19268687
Nadledvični del hrbtenjače (ali medula) Zaradi povezanosti z nikotinskimi receptorji tipa ganglion v nadledvičnem delu hrbtenjače, nikotin povečuje pretok adrenalina (oziroma epinefrina), stimulativnega hormona in nevrotransmiterja. Povezava s temi receptorji povzroča celično depolarizacijo in dotok kalcija skozi neprevodne kalcijeve kanalčke. Kalcij sproži eksocitozo kromafinskih zrnc, kar nadalje vodi do sproščanja adrenalina (in norepinefrina) v krvni obtok. Večja količina adrenalina vodi do povečanega srčnega utripa, povečanega krvnega tlaka, pospešenega dihanja v višje ravni glukoze v krvi Razpolovna doba nikotina, naravnega produkta tobaka, znaša od ene do dveh ur. Analiza razpolovne dobe nikotina je olajšana predvsem zaradi kotinina, aktivnega metabolita (ali presnovka) nikotina, ki v krvi ostane vse od 18 do 20 ur.
Psihoaktivni učinki Mnenje o učinkih nikotina na spremembe v razpoloženju so različna, saj natančneje predstavlja tako poživilo, kot tudi sprostitev.(Effective Clinical Tobacco Intervention, Therapeutics Letter, issue 21, September–October 1997, University of British Columbia Učinek poživila se ustvarja zaradi izločanja glukoze in adrenalina, kar posledično povzroča stimulacijo. Uporabniki nikotina pa pogosto omenjajo tudi občutke sproščenosti, umirjenosti in zbranosti.Gilbert Lagrue, François Lebargy, Anne Cormier, "From nicotinic receptors to smoking dependence: therapeutic prospects" Alcoologie et Addictologie Vol. : 23, N° : 2S, juin 2001, pages 39S - 42 Kot vsako poživilo tudi nikotin redko privede do neprijetnih nevropsihiatričnih učinkov akatizije. Zaradi manjšega apetita in izboljšanega metabolizma (oziroma presnove), nekateri kadilci posledično zmanjšajo svojo težo.Jean-Claude Orsini, "Dependence on tobacco smoking and brain systems controlling glycemia and appetite" Alcoologie et Addictologie Vol. : 23, N° : 2S, juin 2001, pages 28S - 36SSmokers lose their appetite : Media Releases : News : The University of Melbourne
Z nikotinom bogata kri od pljuč do možganov pride v sedmih sekundah in takoj v tistem trenutku spodbudi izločanje številnih kemijskih substanc, vključno z acetilholinom, norepinefrinom, adrenalinom, dopaminom, avtokrinih agentov in beta endorfinov.Chemically Correct: Nicotine , Andrew Novick Izločanje nevrotransmiterjev in hormonov ima največ zaslug za učinke nikotina. Nikotin po nekaterih trditvah izboljša koncentracijo in spomin, izboljšuje tudi pozornost, zmanjšuje občutek bolečine, zaradi endorfinov pa vpliva tudi na zmanjšanje občutka strahu. Nikotin poleg tega povečuje tudi pozitivne učinke dopamina http://chronicle.uchicago.edu/020328/nicotine.shtml in izboljšuje občutljivost možganov za nagrajevanje. Večina cigaret vsebuje od enega do treh miligramov nikotina Erowid Nicotine Vault : Dosage (v tobačnem dimu, ki ga inhaliramo).
Rezultati raziskav so pokazali, da kadilci, ki želijo doseči stimulatvni oziroma poživljajoč učinek, vpihujejo kratke in hitre vpihe, ki v krvi proizvajajo nizko stopnjo nikotina, kar stimulira nevrotransmiterje. Sprostijo se z dolgimi vdihi, ki privedejo do visoke stopnje nikotina v krvi, ki znižuje prehod živčnih impulzov, zaradi česar občutijo blag pomirjevalni učinek. Manjši odmerki nikotina močno povečajo delovanje norepinefrina in dopamina v možganih, kar povzroča zdravilni učinek. Pri višjih odmerkih nikotina je povečan učinek serotinina, povečane so tudi aktivnosti opiatov, ki vplivajo na pomirjevalni in protibolečinski učinek. Nikotin je, v primerjavi z ostalimi škodljivimi drogami, edinstven, prav zaradi njegovih tako poživljajočih kot tudi pomirjevalnih in protibolečinskih učinkov.
Nikotin sam po sebi še ne povzroča odvisnosti, v kolikor je brez primesi, vendar po stiku z zaviralcem monoaminooksidaze (MAOI), nikotin privede do znatne vedenjske preobčutljivosti, ki je eno izmed meril potencialne odvisnosti. Učinek lahko primerjamo z učinki amfetaminov.
Nikotinske žvečilke navadno prodajajo v odmerkih po 2 mg ali 4 mg. Prav tako so na voljo nikotinski obliži, nikotinske pastile in elektronske sestavine, ki v tobaku ne posedujejo drugih sestavin.E-Cigs Less Dangerous Than Traditional Cigarettes, Researcher Claims
Odvisnost in odvajanje
Sodobne raziskave so pokazale, da nikotin negativno vpliva na možgane. Raziskave glede narave zasvojenosti kažejo, da nikotin aktivira mezolimbično pot ("sistem nagrajevanja") - vezje v možganih, ki uravnava občutek ugodja in evforije. Dopamin je eden od ključnih nevrotransmitorjev, ki je aktivno vključen v možganih. S povečanjem ravni dopamina znotraj nagrajenih možganskih krogih nikotin deluje kemijsko z intenzivno lastnostjo zasvojenosti.
Toksikologija
LD50 od nikotina je 50 mg/kg za podgane in 3 mg/kg za miši. 40–60 mg (0,5-1,0 mg/kg) je lahko smrtonosen odmerek za odraslega človeka.IPCS INCHEM Nikotin ima zato visoko toksičnost v primerjavi z mnogimi drugimi alkaloidi, kot je kokain, ki ima LD50 od 95,1 mg/kg če ga uporabljamo za miši. Malo verjetno je, da bi oseba samo s kajenjem dobila prevelik odmerek. Lahko pa pride do prevelikega odmerka v kombinaciji z nikotinskimi obliži ali nikotinsko žvečilko in cigaret ob istem času. Velika koncentracija nikotina razlita na koži, lahko povzroči zastrupitev ali celo smrt, saj nikotin hitro prehaja preko kože v krvni obtok.
Kancorogene rakotvorne lastnosti nikotina v samostojni obliki, ločene od tobačnega dima, niso objavljene na strani IARC (Mednarodna agencija za raziskovanje raka) in ne more biti uradno dodeljena v skupino kancerogenih (rakotvornih) substanc. Trenutno razpoložljive literature kažejo, da nikotin sam ne povzroča aktivni razvoj rakavih celic v zdravem tkivu, ter nima mutagenih lastnosti. Vendar pa so raziskave pokazale, da nikotin in povečana aktivnost holinergičnih dejavnosti, ki ovirano povzroča apoptoze, ki je eden od načinov, kako telo uničuje nezaželene celice (programirana celična smrt). Ker apoptoza pomaga odstraniti mutirane ali poškodovane celice, katere lahko s časoma postanejo rakaste, delovanje nikotina ustvari ugodnejše okolje za razvoj raka.http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0007524 V eni izmed raziskav so nikotin dajali miši oboleli s tumorjem. Posledica tega pa je bila povečana velikost tumorja (dvojno povečanje), metastaze(devetkratno povečanje), in tumor ponovitve (trikratno povečanje).