La nicotine est une toxine.

Historique

La nicotine doit son nom à Jean Nicot.

Elle a été isolée en 1828 par deux allemands, Wilhelm Heinrich Posselt (de) et Karl Ludwig Reimann (de) à l'université d'Heidelberg. Sa formule empirique a été établie par Melsens en 1843. Son poids moléculaire a été déterminé par Schloesing en 1847. Sa structure moléculaire a été développée par Adolf Pinner en 1895.

Suspecté depuis 19**, le caractère addictif de la nicotine et son rôle dans le tabagisme sont reconnus dans le monde scientifique depuis 1988.

Biologie végétale

Champ de plants de tabac.

La nicotine est un alcaloïde présent dans les plantes de la famille des solanacées.

La nicotine a des propriétés acaricides et insecticides du fait de son caractère neurotoxique : sa toxicité protège la plante des insectes; elle possède également des propriétés fongicides.

Une famille d'insecticide de synthèse, les néonicotinoïdes, est dérivée de la nicotine naturelle.

L'usage de la nicotine comme insecticide est interdit en France.

Biologie animale

Cinétique

Cet alcaloïde agit par inhalation, par ingestion ainsi que par contact.

La nicotine se dégrade en 3-4 jours.

Par inhalation

La nicotine inhalée est absorbée (« résorbée ») par les capillaires sanguins des poumons. Après un passage dans le cœur gauche, la nicotine passe la barrière hémato-encéphalique et arrive en 10 à 20 secondes dans le cerveau, sans passer par le système porte hépatique. Les taux de nicotine sont de six à dix fois plus élevés dans le plasma artériel que dans le plasma veineux.

Une étude a comparé les propriétés pharmacocinétiques des cigarettes classiques, des cigarettes électroniques contenant 16 mg de nicotine et d'un inhalateur pharmaceutique de nicotine dosé à 10 mg de nicotine. L'augmentation maximale de la concentration en nicotine dans le plasma sanguin après utilisation de ces trois produits est de 13,4 ng/ml (6,5 à 20,3) en moyenne avec les cigarettes classiques, 1,3 ng/ml (0,0 à 2,6) avec les cigarettes électroniques et 2,1 ng/ml (1,0 à 3,1) avec l’inhalateur. Le pic plasmatique est atteint en 14,3 minutes (8,8 à 19,9) avec les cigarettes classiques, 19,6 minutes (4,9 à 34,2) avec les cigarettes électroniques et 32 minutes (18,7 à 45,3) avec l’inhalateur.

Par d'autres voies

La consommation de tabac à chiquer a diminué dans la plupart des pays européens dont la France, sauf en Suède où le snus connaît une utilisation assez commune, concernant environ 20 % des hommes, et en Norvège.

La commercialisation du snus est interdite dans le reste de l'Union européenne.

Effets

La nicotine provoque l'augmentation de la pression artérielle et du rythme cardiaque, entraîne une libération d'adrénaline et réduit l'appétit; augmentant par conséquent le métabolisme. Elle a également pour effet d'améliorer la concentration et la mémoire.

Généralités

La nicotine est un agoniste de certains récepteurs à l'acétylcholine : les récepteurs nicotiniques, par opposition aux récepteurs muscariniques. Les récepteurs nicotiniques sont des récepteurs ionotropes : leur activation par la nicotine entraîne une entrée d'ions sodium et une sortie d'ions potassium, et par suite une dépolarisation du neurone post-synaptique. Ce potentiel postsynaptique excitateur a différentes conséquences selon le type de neurone. Les récepteurs nicotiniques sont présents dans le système nerveux autonome, au niveau des jonctions neuromusculaires, ainsi que dans les systèmes cérébraux noradrénergiques et dopaminergiques ; notamment celui du système de récompense. À plus forte dose, il devient un poison violent qui irrite le système digestif, entraîne des atteintes du système nerveux central (convulsions, coma) et des muscles (en particulier le cœur et la respiration). Il arrive que des paralysies et des spasmes vasculaires surviennent. La mort par arrêt respiratoire peut survenir après l'apparition des premiers symptômes d'empoisonnement (en 30 à 60 minutes).

L'effet cancérigène de la nicotine seule n'a pas pu être prouvé sur des rats soumis à des concentrations élevées de nicotine pendant une période significative. Par contre son effet sur les récepteurs d'acétylcholine facilite la croissance des tumeurs en favorisant l'angiogenèse.

Dépendance

Le tabagisme induit une dépendance physique du fait de la présence de nicotine. Le sevrage du tabac peut entraîner des phénomènes indésirables — irritabilité, maux de tête, anxiété, etc. — voire conduire, dans des cas extrêmes, à une dépression. Bien que leur maximum se situe aux alentours de trois à quatre jours, ces symptômes peuvent durer quelques semaines après la dernière consommation. En cas de difficulté répétée, il est possible de recourir à l'une des aides à l'arrêt du tabagisme, sans attendre la manifestation d'effets néfastes à long terme de la cigarette.

L'un des effets de la nicotine est la production anormale de dopamine, qui place le fumeur dans un état d'euphorie. Lorsque le niveau de dopamine diminue, le fumeur se trouve en état de manque, ce qui le pousse à fumer de nouveau. Si la dépendance immédiate (dite « physique ») disparait en quelques semaines, le fumeur garde toutefois le souvenir de cet état d'euphorie, si bien qu'il peut être tenté de recommencer à fumer pendant une période plus longue après la disparition de la dépendance physique. On parle alors de dépendance psychologique.

En 1994, le journal ABC news a présenté des preuves que les fabricants de tabac manipulaient le taux de nicotine des cigarettes afin d'assurer un niveau de dépendance optimal.

Les signalements de dépendance aux spécialités pharmaceutiques contenant de la nicotine chez les personnes n'ayant jamais fumé concernent exclusivement les formes orales. En effet, la dynamique de diffusion de la nicotine par ces spécialités est différente de celle des cigarettes et cigarettes électroniques (les patchs par exemple diffusent la nicotine pendant 16 à 24h). Or, l'intervalle de temps entre l'acte de fumer et l'arrivée de la nicotine au cerveau joue un rôle dans l'apparition de la dépendance.

Surdosage et intoxication

Un surdosage de nicotine se manifeste par les symptômes suivants : nausées, vomissements, pâleur, palpitations, céphalées, insomnies, diarrhées, lipothymies, vertiges, sècheresse buccale, hypersalivation, douleurs abdominales, diminution de l'acuité auditive, faiblesse générale, entre autres.

À doses élevées, peuvent apparaître une hypotension, un pouls faible et irrégulier, une gêne respiratoire, une prostration, un collapsus cardiovasculaire et des convulsions. Les doses de nicotine tolérées par les sujets fumeurs peuvent entraîner une intoxication aiguë susceptible d'être fatale chez les jeunes enfants. À forte dose, elle possède un effet dépresseur et provoque nausées et vomissements, puis la mort par paralysie respiratoire.

La dose létale médiane DL50 pour un rat est de 50 mg·kg, pour une souris de 3 mg·kg. Chez l'homme, une source ancienne mentionne 60 mg, soit en moyenne (0,5–1 mg·kg). Une analyse récente indique une dose létale pour l'être humain probablement comprise entre 500 mg et 1 g.

Utilisation

La nicotine est utilisée en médecine dans le cadre du sevrage tabagique comme traitement de substitution. Elle existe sous plusieurs formes, comme le timbre transdermique ou la gomme à mâcher. C'est un des traitements de première intention.

Controverses

Selon l'équipe du neurobiologiste français Jean-Pol Tassin (INSERM, Collège de France), la nicotine seule ne suffirait pas à induire une dépendance chez l'animal ; il faudrait lui associer par exemple des inhibiteurs de la monoamine-oxydase, présents dans la fumée de tabac. Se pose alors la question de l'usage de la cigarette électronique utilisée par certains fumeurs dans le cadre d'un sevrage tabagique. Pourtant cette dernière ne contient pas d'inhibiteurs de la monoamine-oxydase mais seulement de la nicotine qui provoque une sensation de picotement dans la bouche et la gorge. Ceci pourrait constituer un stimulus précurseur à l’administration de la substance dépendante pour le cerveau du fumeur.

La notion de dépendance à la nicotine est également mise en cause par le professeur Molimard, fondateur de la tabacologie en France, signataire de la préface de l'ouvrage Dépendance à la nicotine : critique d'une théorie.

Culture

Dans le roman policier Drame en trois actes d'Agatha Christie, trois personnes sont empoisonnées à la nicotine.

尼古丁（英语：Nicotine）是一种发现于茄科植物的强效拟副交感神经生物碱，并且是一种兴奋剂药物。尼古丁是一种烟碱型乙酰胆碱受体（一种哺乳动物和昆虫的神经突触后膜上的Na⁺/K⁺离子载体（钠钾泵））激动剂，而在nAChRα9和nAChRα10上作为受体拮抗剂。 尼古丁在茄科植物的根部上合成并蓄积在叶片上。尼古丁发现于烟草的叶子上，在黄花烟草中含量约为2-14%。

历史

尼古丁（Nicotine）的名字，来自烟草这种植物的学名Nicotiana tabacum，而烟草的学名是以一位驻葡萄牙的法国人Jean Nicot de Villemain而命名，1560年时，他将别人从巴西带回来送给他的烟草和种子寄回巴黎，并将之推广于医疗用途。1828年，德国化学家Posselt和Reimann首次将尼古丁由烟草中分离出来，1843年，Melsens提出尼古丁的化学式，Adolf Pinner于1893年发现尼古丁的结构，1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁。

基本性质

尼古丁是油状液态物质，可溶于乙醇、氯仿、乙醚、油，溶于水，尼古丁可渗入皮肤。自由基态的尼古丁燃点低于准点，空气中低蒸气压时，其气体达308K（35 ℃; 95 ℉）会燃烧。基于这个原因，尼古丁大部分是经由点燃烟品时产生，然而吸入的份量也足够产生预期的效果。 尼古丁具旋光性，有两个光学异构物。

药理学

药物动力学 当尼古丁进入体内，会经由血液发送，并可通过血脑屏障，吸入后平均只需7秒即可到达脑部。尼古丁在人体内的半衰期约为2小时。身体经由吸烟而获得的尼古丁量，受很多因素影响，包括烟的品质、是否大口吸入、是否使用滤嘴都是影响的原因。口嚼式、口含式和吸入式的烟草等透过含于唇-牙龈间和直接用鼻吸入等方式，尼古丁进入身体的效率较高。肝是主要代谢尼古丁的器官，主管分解的酶为细胞色素P450（主要是CYP2A6，CYP2B6也可作用于尼古丁），代谢物为可替宁（cotnine）。 药力学 尼古丁作用于烟碱型乙酰胆碱受体，特别是自律神经上的接受器（(α1)2(β4)3）和中枢神经的接受器（(α4)2(β2)3） ，前者位于副肾髓质和其他位置，后者位于中央神经系统。低浓度时，尼古丁增加了这些接受体的活性，尼古丁对于其他神经递质也有小量直接作用。 对中枢神经系统 尼古丁可与烟碱型乙酰胆碱受体结合，强度比乙酰胆碱更好，因此等效于增加了神经递质的量，脑中奖励中心的神经元分泌的多巴胺增加，产生幸福感和放松感，最后可能会因吸食而有成瘾的现象。而且，尼古丁和乙酰胆碱受体还结合得特别紧，不像乙酰胆碱那样很快被清除掉，它的半减期长达2小时，而乙酰胆碱的半减期仅为1分钟左右。在吸烟者的神经细胞上，乙酰胆碱受体的数量要比一般人多得多，大部分被尼古丁相结合，剩下的与乙酰胆碱结合的受体数量才和一般人的差不多。 烟草燃烧产生的烟中包含了单胺氧化酶抑制剂（Monoamine oxidase inhibitor），单胺氧化酶会分解单胺类神经传递物、多巴胺、正肾上腺素和血清素。 透过吸烟长期暴露于尼古丁中的人，尼古丁会正向调节小脑和脑干中α4β2尼古丁乙酰胆碱受体。 对周边神经系统 尼古丁会刺激交感神经，借由刺激内脏神经影响副肾髓质，释放肾上腺素。副交感神经节前纤维释放乙酰胆碱，作用在烟碱酸乙酰胆碱接受器上，使之释放肾上腺素和正肾上腺素至血液中。 对副肾髓质 尼古丁与肾上腺髓质的烟碱接受器结合后，会增加血液中肾上腺素的含量。透过与接受器结果，尼古丁使细胞去极化，钙离子由钙离子信道流入，钙离子促使神经细胞以胞泌作用的方式，发布肾上腺素和正肾上腺素至血液中，血液中肾上腺素增加，造成心跳加快，血压升高，呼吸加快，就像高血糖的情形一样 。可替宁是尼古丁代谢的副产物，可在血液中存留48小时，可作为检验一个人是否吸烟的物质。

毒理学

尼古丁对大鼠的半数致死量为50 mg/kg，对小鼠的半数致死量为3 mg/kg，对成年人的半数致死量为0.5-0.1 mg/kg。因此尼古丁是强致命的毒物。其毒性比其他许多生物碱要强。比如可卡因对小鼠的半数致死量为95.1 mg/kg。尼古丁在烟草吸入之外的独立致癌属性没有得到国际癌症研究机构的确认，因此它并没有被归入官方的致癌物质。当前可得到的文献认为尼古丁本身并不促进癌细胞在健康组织中的扩展，因此它不是突变原。它和畸胎发生的关联并没有得到足够的研究，但这种关联一般被认为很微弱甚至没有。尼古丁替代物制造商建议孕妇在医生的指导下使用尼古丁贴或者尼古丁口香糖。但是尼古丁会抑制阿朴奎胺碱（apoquinamine）。后者能排除导致癌变的变异或者损坏的细胞。因此尼古丁是一种间接的致癌物。

与循环系统疾病的关联

尼古丁对整个身体的动脉有非常强大的影响。尼古丁是一种兴奋剂，会使血压上升，因为它会使血管收缩，所以使心脏将血液打进动脉的难度变高。尼古丁也会至使身体将保存的脂肪和胆固醇释放至血液中。 有人认为尼古丁会增加纤溶酶原活化物抑制剂第1型（plasminogen activator inhibitor type 1，PAI-1），进而提高罹患血栓的风险，但尚未得到证实。吸烟者体内血浆纤维蛋白的量升高，会进而使高慢性阻塞性肺疾病急性恶化。而可使血栓稳定的凝血因子13，在吸烟者的体内也较高。但不论是这两个推论尚未证实是否完全是由尼古丁所引起。如果血栓位于动脉，血流会减缓甚至停止，组织缺乏足够的氧和养份来源，将会在数分钟内坏死。 四肢血液的周边循环，也极易受尼古丁影响，发生血管收缩，提高凝血和血栓的风险。 尼古丁会使血管收缩，有碍于阴茎海绵体的充血与勃起，对生殖腺（睾丸与卵巢）及性荷尔蒙机能都会造成衰弱倾向。

依赖性

近代的研究显示，尼古丁会作用于脑部，对脑部产生数种影响。它会影响脑中的奖赏路径（reward pathways）使吸食者产生愉悦感，接着自然成瘾。 多巴胺是参与脑内活动的关键神经传递物，研究发现奖赏路径中，尼古丁可作为一种将多巴胺量提高的化学物质。许多研究已证实尼古丁的成瘾性高于古柯碱和海洛因。如同其他生理上的成瘾药物，戒除尼古丁会降低多巴胺和其他神经传递物的合成，于是大脑会试图去补足这个人为产生的影响，另外烟碱孔酰胆碱接受器也减少了，补偿机制是大脑又将接受器的数量向上调节，如此一来也抑制了其他的补偿机制。整体的影响是提高了奖赏路径的感受度，与古柯碱和海洛因相反，这两者会降低奖赏路径的感受度。这种脑内神经系统变化，在戒烟管理后数月仍然持续存在。非尼古丁替代疗法的戒烟方式，即是利用此种回馈路径，设计戒烟用药物。 另外一项研究发现，暴露于尼古丁环境的幼鼠，其多巴胺系统的发育会受阻，这推论出吸烟会增加青少年药物滥用的风险。近来研究指出，暴露于尼古丁环境中的幼鼠长为成鼠后，有忧郁的倾向。

治疗用途

尼古丁主要是用于治疗尼古丁依赖，以减少因吸烟造成的健康问题。医疗人员给予戒烟者定量的尼古丁，其型式可能为口嚼式、贴片、含片、香烟替代品或鼻腔喷雾剂。 然而，在少数的情形中，吸烟被作为少数疾病的治疗方式，这又称为「吸烟者悖论」。虽然大部分案例中，尼古丁的实际机制作用不大甚至为零。 例如，近来的一项研究支持冠状动脉再成形术（PCI）后，吸烟者进行血管再畅通性治疗的频率较低。在一定吸烟量的人身上，也较少罹患溃疡性大肠炎，当吸烟者戒断后，其风险提高。吸烟也有可能会干扰卡波西氏肉瘤的生成、罹患乳癌的女性携带的BRCA基因，子癫痫症、和哮喘，这类的过敏症状。可能合理的机制是，尼古丁的作用近似于抗发炎剂，并干扰了和发炎相关疾病的病程关于神经疾病，有证据显示，未吸烟者罹患帕金森氏症和阿兹海默症的机率高于吸烟者的两倍。更近期的研究发现，吸烟对于阿兹海默症并没有助益，在某些情形下还可能会提前发病。有一项研究指出，尼古丁可用于帮助夜间发作的前叶癫痫的患者，尼古丁正好可以影响此病症发作的位置。