TUPAKOINNIN PATOFYSIOLOGISIA VAIKUTUKSIA
Tupakansavu sisältää useita tuhansia kemiallisia yhdisteitä
Syöpäriski kasvaa tupakanpolton, nuuskan käytön sekä myös purutupakan käytön myötä. Todisteita on saatu sekä epidemiologisista tutkimuksista että eläinkokeista. Tupakka-valmisteiden sisältämät tuhannet kemialliset yhdisteet vaikuttavat yhdessä. Niistä tavallisimmin mainitut häkäkaasu ja nikotiini sekä polysykliset aromaattiset hiilivedyt ja nitrosamiinit ovat monessa mukana. Häkä sitoutuu punasolujen hemoglobiiniin noin 250 kertaa happea nopeammin, joten veren happipitoisuus alenee ja vaikuttaa sitä kautta solujen energian tuottoon ja vähentää energiaa kuluttavien aineenvaihduntareaktioiden määrää. Esimerkiksi aivoissa veren happipitoisuuden alenemisen haitallinen vaikutus on selvä, koska aivot tarvitsevat eniten happea koko ajan siellä on paljon energiaa kuluttavia solutason reaktioita. Muun muassa synapsien välittäjäaineiden synteesit vaativat energiaa. Adenosiinitrifosfaattia ja muita energiayhdisteitä ei varastoidu muutamaa sekuntia pitempään ja siksi tasainen hapen kuljetus kaikkialle kudoksiin on tarpeen.
Hiussuonien tuhoutuminen heikentää kudossolujen huoltoa
Nikotiini supistaa verisuonia ja sen tappava vaikutus nimenomaan kapillaareihin eli hiussuoniin tunnetaan. Hiussuonet ovat kudosten huoltosuonia, toisin sanoen vasta niiden epiteeliseinämän läpi verestä pääsee happea ja muita solujen tarvitsemia aineita kudossoluille ja kudosoluista hiilidioksidia ja solujen tuottamia muita yhdisteitä vereen. Hiussuonia on keskimäärin viisinkertainen määrä muihin verisuoniin nähden ja ne ovat ainoita verisuonia, joita voi syntyä sikiökauden jälkeen, jos ihminen liikkuu riittävästi eli veri kiertää kunnolla myös ääreisosiin ja luihin. Ne ovat myös ainoita verisuonia, joita voi tuhota siihen suoraan kuolematta. Kapillaarien eli hiussuonten tuhoaminen tupakan käytöllä ja/ tai liikkumattomuudella tai liian vähäisellä liikkumisella johtaa hitaasti kaikkien elinten kudoshuollon huononemiseen ja näin ollen elintoimintojen huononemiseen. Hiussuonituhon haitallinen vaikutus näkyy selkeästi esimerkiksi sydänlihaksen ja aivojen kudosten sekä toiminnan heikkenemisenä.
Limakalvojen primaaripuolustuksen tuhoutuminen
Tupakkavalmisteiden kemialliset yhdisteet ärsyttävät erityisesti hengitysteiden limakalvoja, joiden värekarvaepiteelien toiminta lamaantuu. Tämän primaarisen puolustusmekanismin heikkeneminen ja loppuminen johtaa siihen, että haitalliset yhdisteet pääsevät vaikuttamaan myös limakalvon alaisiin soluihin. Verisuoneton värekarvaepiteeli peittää hengitysteitä nenäontelosta nielun, kurkunpään kautta henkitorveen ja sieltä keuhkoputkiin. Suuontelossa on tavallista verisuonetonta kerrosepiteeliä. Vaikka epiteelit ovat hyvin uusiutuvaa kudosta, solut eivät jatkuvan tupakansavun ja muiden haitallisten yhdisteiden vaikutuksen alaisina pysty enää normaalisti uusiutumaan ja solujen perimään (DNA) saattaa syntyä korjautumattomia muutoksia.
Karsinogeeniset yhdisteet heikentävät DNA-vaurioita korjaavien entsyymien toimintaa ja solujen ohjattua kuolemaa, apoptoosia.
Tupakkavalmisteiden yhdisteistä mm. polysykliset aromaattiset hiilivedyt, bentseeni, formaldehydi, asetaldehydi, nitrosamiinit ja nitrosoyhdisteet, akrylonitriili ja monet muut typpiyhdisteet, vinyylikloridi (halogeeniyhdiste), kadmiun, arseeni ja muita epäorgaanisia yhdisteitä sekä DDT (ollut tuhohyönteisten torjunta-aineissa) ovat karsinogeenisia. Viimemainittu tarkoittaa, että sekä soluviljelmissä että eläinkokeissa ja myös tupakoivilla ihmisillä on todettu soluissa DNA-mutaatioiden kautta tapahtuvia muutoksia. Tuman deoksiribonukleiinihappomolekyylien korjausmekanismit eivät pysty korjaamaan tupakansavun mutatoivien yhdisteiden aiheuttamia vaurioita ja syntyy pysyviä DNA-muutoksia, jotka johtavat kohdekudosten solujen epänormaaliin kasvuun. Paitsi DNA:n vaurioita korjaavien entsyymien toiminnan heikkeneminen myös normaalin solukuoleman, apoptoosin, huononeminen ovat osasyinä solujen kuolemiin ja syöpäsoluiksi muuttumiseen.
Tupakansavun syöpää aiheuttava vaikutus voimistuu alkoholin vaikutuksesta. Alkoholi on rasvaliuotin, solukalvot taas ovat pääosin fosfolipideistä koostuvia ja koko ajan muuttuvia. Toisin sanoen alkoholi heikentää limakalvosolujen solukalvoja heikentäen primaaripuolustusta, jonka jälkeen tupakansavun yhdisteillä on suora reitti verisuonia sisältäviin kudoksiin.
Tupakoinnin aiheuttamia häiriötiloja ovat esimerkiksi krooninen keuhkoputkentulehdus ja osteoporoosi ja sukusolutuoton heikkeneminen
Tupakointi on tavallisin kroonisen bronkiitin eli keuhkoputkentulehduksen aiheuttaja. Siinä tulee selvästi esille värekarvaepiteelin häiriintynyt toiminta, sillä sille on tyypillistä normaalia suurempi ja ysköksiä aiheuttava bronkusliman eritys. Kroonisessa bronkiitissa sen eritys on pitkäaikaista tai useasti toistuvaa. Kroonisessa bronkiitissa limaa tuottavat pikarisolut lisääntyvät ja värekarvalliset epiteelisolut vähenevät, jolloin liman poistuminen huononee.
Tuki- ja liikuntaelinten verenkierron ylläpito liikkumalla on tärkeää etenkin luiden luukudoksen normaalina pysymiselle. Normaalien luiden luukudoksen huoltosuonet ovat pieniä ja veri ei kierrä siellä muulloin kuin luita rasitettaessa. Hiussuonten vähetessä tupakoinnin vaikutuksesta seuraa luukudoksen haurastuminen, vaikka olisi liikuntaa harrastanutkin. Yleensä tupakoivat eivät kovin paljoa harrasta liikuntaa. Luita rasittava liikkuminen avaa pikkuvaltimoita l. arterioleja luukalvolla, jotta luukudoksen hiussuoniin pääsee verta. Tupakointi tuhoaa hiussuonia, toisin sanoen luukudoksen elävät luusolut jäävät lähes kokonaan ilman veren mukanaan tuomia kalsiumia, fosforia, D3:a, happea yms. Sukusolujen muodostukseen (munasolut munasarjoissa ja siittiöt kiveksissä) tupakkavalmisteiden polysykliset aromaattiset hiilivedyt sekä mm. kadmium ja lyijy vaikuttavat heikentävästi. Lisäksi tulevat DNA- vaurioita aiheuttavat tupakansavun yhdisteet, jotka voivat johtaa sukusolujen huonoon kuntoon ja tätä kautta hedelmättömyyteen
Verisuonten sileän lihaksen relaksaation heikkeneminen: verenpaineen korkeana pysyminen
Verisuonten endoteelin l. sisäkalvon epiteelisolut tuottavat typpioksidia, joka relaksoi verisuonen keskikerroksen sileää lihasta. Typpioksidin muodostusta säätelee solunsisäisen kalsiumin avulla typpioksidisyntaasi-entsyymi (NOS). Tämän entsyymin toiminta häiriintyy tupakkavalmisteiden myrkkyjen vaikutuksesta. Typpioksidiaineenvaihdunnan häiriöt verisuonten endoteelilla saattavat olla mukana endoteelivaurioiden synnyssä, joiden seurauksena sidekudosta alkaa kertyä normaalia enemmän sileää lihaskudosta sisältävään keskikerrokseen (arterioskleroosi).
Lähteitä: Nienstedt ja muut: Ihmisen Fysiologia ja anatomia, WSOY, 2004
Pelkonen & Ruskoaho (toim.): Lääketieteellinen farmakologia ja toksikologia, Duodecim
Koostanut: lehtori Sinikka Kallio, Turun AMK