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Quellen toxischer Substanzen im Alltag

Toxine im Tabakrauch

Inhaltsstoffe in Nachtschattengewächsen

Die Tabakpflanze (Nicotiana tabacum) gehört zu den Nachtschattengewächsen wie die Kartoffelpflanze (Solanum tuberosum), die Tomate (Lycopersicon esculentum) und einige andere Nutzpflanzen, aber auch giftige Pflanzen wie die Tollkirsche (Atropa bella-donna). Alle Nachtschattengewächse enthalten Alkaloide (z.B. Atropin, Scopolamin, Solanin, Nicotin) und Steroidverbindungen (so z.B. Solasodin bei Solanum laciniatum); sie werden daher oft wegen ihrer narkotischen oder halluzinogenen Wirkung als Rausch-, Zauber- oder Hexenpflanzen genutzt.

Abb.1
Tomate
Abb.2
Kartoffelpflanze

Das Hauptalkaloid des Tabaks - Nicotin

Tabak enthält neben seinem bekanntesten Inhaltsstoff, dem Nicotin, noch zahlreiche andere Inhaltsstoffe, darunter weitere Alkaloide sowie Cyanwasserstoff, Benzol, Formaldehyd, Hydrazin, Vinylchlorid, Cadmium, Blei, Nickel, Chrom, Aluminium und Kohlenmonoxid. Nicotin (3-((S)-1-Methyl-2-pyrrolidinyl)pyridin) wird in der Wurzel der Tabakpflanze gebildet und wandert bei Reifung der Pflanze in die Blätter. Dieses starke Zellgift ist nicht nur für die akute Wirkung von Tabak, sondern auch das abhängig machende Potenzial verantwortlich.

Abb.3
(-)-(S)-Nicotin

Nicotin wird beim Verbrennen des Tabaks freigesetzt und ist an die Teerpartikel im Rauch gebunden. So gelangt es in die Lunge und von dort ins Blut. Es besitzt die Fähigkeit, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, was dazu führt, dass Nicotin-Moleküle bereits sieben Sekunden nach ihrer Aufnahme das Gehirn erreichen und dort die Aktivität von Nervenzellen beeinflussen können. Nicotin ist ein Agonist, der an den Acetylcholin-Rezeptor bindet und den von ihm gesteuerten Ionenkanal offen hält, da er von der Acetylcholin-Esterase nicht abgebaut werden kann. Die dauerhafte Depolarisierung der postsynaptischen Membran macht die Nervenzelle unempfänglich für nachfolgende Reize, was einer Blockade gleichkommt. Der Effekt wird vergleichsweise langsam durch eine Desensitisierung beendet.

Nicotin gelangt über die Lungenbläschen in den Blutkreislauf und wirkt in niedriger Dosierung stimulierend auf nicotinerge Acetylcholin-Rezeptoren in parasympathischen Ganglien, sympathischen Ganglien, im Nebennierenmark, Zentralnervensystem und an den motorischen Endplatten. Das Hormon Adrenalin und die Neurotransmitter Dopamin und Serotonin werden verstärkt ausgeschüttet, der Herzschlag wird beschleunigt und der Blutdruck erhöht. Die Adrenalin-Ausschüttung führt zur Verengung von Blutgefäßen, so dass die Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen des ganzen Körpers reduziert ist. Aufmerksamkeits- und Gedächtnisleistungen verbessern sich, allerdings nur kurzzeitig.

Folgen für die Gesundheit

Nicotin in höherer Konzentration ist giftig für höhere Tiere, da es die Ganglien des vegetativen Nervensystems blockiert. Für ein Kleinkind kann bereits das Verschlucken einer Zigarette (das entspricht etwa 12 mg Nicotin) tödlich sein. Die tödliche Dosis für Erwachsene liegt bei etwa einem Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht; Nicotin ist somit giftiger als Arsen oder Cyankali. Tabakextrake können als Pflanzenschutzmittel gegen saugende oder beißende Insekten (Blattläuse) eingesetzt werden. Reines Nicotin als Pflanzenschutzmittel wurde zwar lange Zeit eingesetzt, ist aber heute aufgrund der hohen Toxizität verboten.

Beim Rauchen wird der Tabak nur unvollständig verbrannt. Dabei entstehen über 4.000 verschiedene chemische Verbindungen, von denen mehr als 50 als krebserregend gelten. Kohlenmonoxid, krebserregende Nitrosamine, Vinylchlorid, Hydrazin, Lungenepithel-schädigendes Formaldehyd, Acetaldehyd und Stickstoffoxide sind nur einige dieser Verbindungen. Etwa 33 % der deutschen Bevölkerung über 18 Jahre rauchen, 74 % davon täglich. Die Zahl der durch Tabak verursachten Todesfälle liegt in Deutschland jährlich bei mehr als 140.000 (Drogen- und Suchtbericht der Bundesregierung, 2007). Im Schnitt verkürzen Raucher ihre Lebenserwartung im Vergleich zu Nichtrauchern um bis zu zehn Jahre.

Mit jedem Zigarettenzug werden Schätzungen zufolge etwa 1014-1015 Radikale oder reaktive Sauerstoff-Spezies in die Lunge befördert. Rauchen erzeugt besondere reaktive Sauerstoff-Spezies (ROS) und Stickstoff-Moleküle, die ihrerseits weitere Reaktionen eingehen - unter anderem mit den Fettsäuren in den Zellen. Die hierbei entstehenden Aldehyde können sich an der DNA anlagern und diese direkt oder auch indirekt schädigen. Aus diesen Mutationen kann sich langfristig eine Krebs-Erkrankung entwickeln.

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