Судьба сигареты

Комаров С.М.
(«ХиЖ», 2018, №10)

Сигарета к сигарете, дым под лампою,

Здравствуй, вечер катастрофы, час дождя…

Юрий Визбор


pic_2018_10_34.jpg

Художник В.Любаров

Сигаретный дым, не столь давно непременный атрибут тяжелого или задушевного разговора, элемент обстановки в кабинетах, где проходят совещания капитанов промышленности или совответработников, принимающих трудные, но необходимые решения, словом, одна из важных черт, сопровождавших жизнь людей на протяжении двадцатого века, скоро может совсем исчезнуть. Однако не потому, что люди перестанут курить табак, но вследствие научно-технического прогресса и изобретения новых способов и устройств для потребления никотина. Для них уже придумано название — устройства с пониженным риском; это электронные сигареты, их еще называют е-сигареты или вейпы, и новейшие устройства нагревания табака, для которых общего названия пока нет.


Приход табака

История курения табака в Европе и Азии начинается, как и история широкого распространения в человеческом обиходе других представителей семейства пасленовых, с прибытия кораблей Колумба в будущую Америку: трубку мира индейцы, предположительно, араваки, ему предложили выкурить сразу после высадки на Багамах (будущий остров Сан-Сальвадор) в октябре 1492 года. Сухие табачные листья вместе с другими экзотическими растениями и животными Нового Света были привезены в метрополию, а вскоре туда попали и семена — в Португалии появились табачные плантации. В 1559 году в Лиссабон из Парижа приехал Жан Нико — договариваться о свадьбе Маргариты де Валуа с португальским принцем Себастьяном. Сватовство не заладилось, но к табаку Нико пристрастился, и спустя год он вернулся на родину с сухими листьями этого растения и его семенами. Вскоре вдовствующая королева Екатерина Медичи, а за ней и весь французский двор, и даже рыцари-монахи в лице Великого магистра и братии ордена Иоанна Иерусалимского, уже выгнанных к тому времени с Родоса на Мальту, пристрастились к нюхательному табаку, получаемому на плантациях Нико. Поэтому неудивительно, что ботаники, раздавая названия растениям, увековечили в курительном табаке имя предприимчивого дипломата: Nicotiana tabacum и Nicotiana rustikum. Да, курительный табак — это не один вид. Первый, с содержанием никотина в листьях на уровне 1—3%, стал впоследствии основой сигарет, а второй — с содержанием 5—15% — превратился в самосад, махорку. Помимо химического состава листьев (а у махорки еще много лимонной кислоты, отчего ее из этих листьев и экстрагировали там, где не растут лимоны), оба вида различаются агротехникой — махорка прекрасно растет в умеренном климате, табак же — только на юге. Поэтому именно самосад широко распространился по территории России и Польши. Выращивают его также в Иране, Вьетнаме и Латинской Америке — откуда, собственно, это растение и происходит. Само же слово «табак», как это пишет иранская энциклопедия, происходит от арабского tabg или tabag во множественном числе; этим словом называли посконник, который использовали как снотворное, хотя по внешнему виду это растение несколько похоже на коноплю.

Курить табак в Иране, видимо, начали вскоре после появления этого растения в Европе. Предполагается, что португальцы привезли его в страну при шахе Тахмаспе I из династии Сефевидов. Во всяком случае, живший во время его правления поэт Али Ширази, умерший в 1535 году, впервые использовал слово «кальян». Кальяноведы ведут спор, был ли это прибор для курения именно табака или все-таки гашиша либо конопли. Поэт этого не уточняет. Зато доподлинно известно, что внук Тахмаспа — шах Аббас Великий поначалу запрещал курение табака, однако потом разрешил не только курение, но и выращивание, причем сразу же обложил торговлю немалым акцизом для пополнения казны государства, которое при нем вело многочисленные войны.

В русской истории шах Аббас прославился несколько раз. Так, царь Борис Федорович для усиления позиций в Закавказье хотел поженить своих детей — царевича Федора и царевну Ксению с детьми картлийского царя Георгия. Аббас, прознав о переговорах, решил разрушить этот план и сам занялся сватовством. Тбилисский двор ему отказать не посмел, но Грузию это не спасло — через двадцать лет Аббас напал на нее, вырезал около полумиллиона жителей Картли и Кахети, а миллион угнал в Иран. Потом Аббас едва не стал русским царем. Царица Марина Юрьевна, бежав в Астрахань вместе с атаманом Иваном Заруцким, обратилась к Аббасу с просьбой. Она просила, как сейчас бы сказали, ввести миротворческий контингент для противодействия гибридной агрессии Речи Посполитой с использованием проваршавских активистов Семибоярщины. Операция не состоялась, поскольку царица Марина отказалась дать запрошенную цену — выйти замуж за шаха, что дало бы ему права на русский престол.

Иранская история интересна тем, что персидские врачи и священнослужители, в отличие от европейских, сразу же стали указывать на вред табакокурения. И именно для снижения этого вреда был предложен кальян, где, во-первых, табак не горит, а нагревается тлеющими углями, а, во-вторых, получающиеся продукты пиролиза проходят сквозь водяной фильтр, где происходит их очистка. Примерно так и работают самые современные средства курения — устройства нагревания табака, речь о которых пойдет ниже.

Историки отмечают, что иранский лекарь Абу Фатх Гилани, заботясь о здоровье индийского правителя Акбара I из династии Великих Моголов — современника Аббаса, присоветовал ему кальян, и это первое задокументированное использование высокотехнологичного курительного устройства; к табаку же Акбара приучили, как водится, европейцы — иезуиты. В отличие от них, иранские богословы были категорически против курения табака, указывая, что занятие это бессмысленное и, стало быть, греховное. Аналогично на Руси табак, широко введенный в обиход Петром I вместе с другими западноевропейскими новинками, довольно долго считался бесовской забавой, придуманной царем-антихристом для отвлечения православных от спасения. А вот цитата из вполне современного текста, посвященного как раз устройствам с пониженным риском курения. «В традиционной сигарете табачный дым содержит тысячи ядовитых и канцерогенных веществ, которые действуют на активного и пассивного курильщика. Среди них угарный газ (риск инфаркта миокарда) и смолы (канцероген). В е-сигаретах дыма нет, однако они отнюдь не столь невинны, как это следует из рекламы. Фактически пар е-сигарет содержит в меньшем количестве некоторые из тех компонентов, что присутствуют в сигаретном дыме, однако в нем есть и другие ядовитые и канцерогенные вещества, концентрация которых в паре выше, чем в дыме. Что касается новых устройств нагревания табака, то пока нет достаточно убедительных данных, полученных независимыми исследователями. С учетом того, что потребление табака в стране неуклонно снижается, Бразильская медицинская ассоциация считает введение на рынок этих двух разновидностей новых устройств для курения табака безответственным для общественного здоровья и рекомендует не использовать их ни для снижения вреда курения, ни как средство, помогающее бросить курить» («Revista da Associação Médica Brasileira», октябрь 2017, 63, 10; doi: 10.1590/1806-9282.63.10.825, полный текст на английском). Как видно, за прошедшие столетия мало что поменялось: одни борются с курением табака по мере сил, другие продолжают его выращивать и использовать. Государство, следуя традиции шаха Аббаса, не упускает свою выгоду, получая от этой человеческой слабости денежные средства в виде акцизов.


Сколько курим?

pic_2018_10_36.jpg

Производство сигарет в мире до недавнего времени стабильно росло

Сигареты как промышленная продукция появились во второй половине XIX века, и с тех пор их производство только растет; лишь в середине 90-х годов XX века оно вышло на плато в районе 5,5 трлн сигарет в год (в 2016 году было выкурено 5,7 трлн сигарет). Поскольку население планеты также растет, производство в расчете на одну душу меняется слабо — с начала 70-х годов оно находится в пределах 800—1000 штук на человека в год. Если же брать число курильщиков, то их, по данным ВОЗ, сейчас примерно 1,1 млрд человек, а к 2025 году если это число и упадет, то незначительно — до 1 млрд человек. Как нетрудно посчитать, один средний курильщик в год выкуривает 5180 сигарет, или 14 сигарет в день. Это число не меняется десятилетиями — в 60-х годах в Великобритании, по данным Королевского общества врачей, 42% курильщиков употребляло в день по 15 сигарет. Сейчас больше всего из крупных стран курят в КНР, РФ, США и Канаде — около 2500 сигарет в год на одного жителя, в остальных регионах — не более 1000.

Тем не менее считается, что курение с 50-х годов пошло на спад, особенно в развитых странах, и это результат борьбы с ним. А в активную фазу эта борьба вступила после того, как в начале 50-х годов ученые взорвали мину под сигаретной промышленностью; в это время почти одновременно было опубликовано два исследования — в США и Великобритании, в которых напрямую связали риск заболевания раком легких с числом выкуриваемых сигарет в день. Борцы с курением получили для своей атаки более мощный аргумент, чем капля никотина, убивающая лошадь, а компаниям — изготовителям сигарет пришлось начать оптимизацию своих изделий. Однако сначала нужно было разобраться, в чем же вред сигареты, каков его механизм.


Зависимость от никотина

С одним вредным веществом было понятно изначально — это сам по себе никотин, ради потребления которого и используют табак. Вот что про него известно в настоящее время («Drug and Therapeutics Bulletin», 2014, 52, 78—81; doi: 10.1136/dtb.2014.7.0264). В организме никотин распределяется очень быстро — уже через пятнадцать секунд после первой затяжки он оказывается в мозгу. В крови его концентрация выходит на плато спустя шесть минут после начала курения, а еще через два-три часа он наполовину из организма выходит либо распадается. Впрочем, не до конца — следы никотина в крови видны и спустя сутки после курения. Из жевательного или табачного пластыря, наклеенного на кожу, никотин поступает медленнее и по другому пути — сначала он проходит через печень, где частично разрушается. То есть потребление никотина с этими продуктами — а никотиновую жвачку или пластырь предлагают как средство борьбы с курением — ниже, чем с сигаретами. И это важно: как оказалось, от дозы никотина зависит привыкание к нему, и средства терапии табачной зависимости делали как раз с учетом этого предельного значения. Граница опасного и безопасного потребления никотина была установлена в 1994 году, когда в результате многочисленных исследований выяснилось, что люди, курящие не меньше пяти сигарет в день, вполне способны без особых проблем бросить курить. Расчет же показал, что это соответствует дневной дозе никотина в 4—6 мг. При том, что из дыма сигареты курильщик извлекает 40% никотина, появилось ограничение на содержание никотина в сигарете — 0,4—0,5 мг. Запомним это число и посмотрим на механизм зависимости.

Никотин может связываться с рецепторами нейронов и порождать ложный сигнал, приводящий к массовому производству гормонов. Это прежде всего гормоны удовольствия: серотонин и дофамин. Образуются и выделяющиеся при стрессе эндорфины — они, в частности, придают бодрости, снижают боль и уменьшают активность желудочно-кишечного тракта. Есть и гормоны агрессии — адреналин и норадреналин, они усиливают ток крови, повышают давление и вообще в норме помогают организму справиться с критической ситуацией, когда надо либо бить, либо бежать. При постоянном курении получаются два эффекта. Во-первых, сокращается выработка веществ, которые регулируют производство этих важнейших гормонов, а во-вторых, увеличивается число рецепторов для связывания с никотином. То есть при курении вырабатывается больше гормонов того же удовольствия. Так возникает привыкание — без сигареты уровни дофамина, норадреналина и прочих оказываются недостаточными, и человек страдает. На это обратили внимание физиологи, которые разоблачают мифы курильщиков. В частности, один из них звучит так: я курю, чтобы успокоиться, сосредоточиться и поднять настроение. Как оказалось, все не столь просто. После выкуривания сигареты настроение у курильщика действительно улучшается. Только спустя часа два — как раз когда содержание никотина в крови сильно уменьшится — настроение резко ухудшается, и выправить его можно новой сигаретой. То есть выходит, что плохое настроение у курильщика и есть следствие привыкания к сигарете, а не вызвано житейскими обстоятельствами. В среднем же при многолетних наблюдениях получается, что настроение у курильщика хуже, чем у некурящего человека, и это следствие пристрастия к табаку. Эта зависимость, по мнению бескомпромиссных борцов с курением, и есть самая большая и неизбежная опасность потребления табака. Что же касается физического здоровья, вред никотина таков. В канцерогенности непосредственно никотин замечен не был — опасны образующиеся из него при нагреве нитрозамины, речь о которых ниже. Поскольку никотин стимулирует кровообращение и повышает кровяное давление, очевидно, что для сердечно-сосудистой системы курильщика это не проходит даром — возрастает риск повреждения сосудов и развития атеросклероза. И естественно, будучи мощным средством регулирования выработки гормонов, курение неизбежно сказывается на развитии нейронов плода у курящей матери. А еще никотином можно отравиться, но это случается редко — как правило, если ребенок съест сигарету или, после появления новых технологий, выпьет жидкость, которую заливают в электронную сигарету.


Что там в дыме?

Второй компонент вреда — собственно сигаретный дым — гораздо разнообразнее, все-таки он состоит из многих тысяч веществ. Главное их достоинство в том, что, в отличие от никотина, они совсем не нужны курильщику. То есть теоретически, совершенствуя сигареты, можно от дыма избавиться, от никотина же в сигаретах избавиться нельзя, это все равно что пытаться делать водку без спирта для предотвращения алкоголизма.

С точки зрения физической химии сигаретный дым — это аэрозоль, состоящий из газов и твердых частиц. 95% веса дыма приходится на 400—500 газообразных веществ, а остальное — на 3500 веществ в виде частиц, число которых в миллиграмме дыма составляет около миллиарда, а всего дым одной сигареты весит 500 мг. Основные компоненты газа — вполне безвредные азот, кислород, водяной пар и углекислый газ. Доля вредных кажется ничтожной, считаные проценты, но урон здоровью они наносят немалый. Самая большая концентрация у угарного газа — до 4,5%, вред которого очевиден: он связывается с гемоглобином, вызывая удушье. Ему в затруднении дыхания и общем поражении легких помогают оксиды азота, альдегиды, синильная кислота и смолы. Они же все вместе работают и против сердечно-сосудистой системы. Кроме того, альдегиды усиливают действие никотина, ускоряя привыкание. А вот развитию рака содействуют немногие летучие компоненты, главными из которых, видимо, оказываются бензол и разные альдегиды. Зато на твердых частицах осаждаются основные вещества, провоцирующие рак, — это табак-специфические N-нитрозамины (они возникают из никотина и других табачных алкалоидов) и полициклические ароматические углеводороды. Несмотря на то что их содержание ничтожно (оно измеряется десятками нанограммов на сигарету), разрушительное действие весьма сильно. Нитрозамины вызывают рак ротовой полости, пищевода, поджелудочной железы. В развитии рака гортани и легких им помогают полициклические углеводороды. Ароматические амины вызывают рак мочевого пузыря. Вообще же опыты над животными собрали достаточно доказательств канцерогенности на 52 органических компонента табачного дыма и на 7 неорганических, включая радиоактивный полоний.

Очевидно, что от всех этих компонентов хочется избавиться, делать же это можно разными способами, а именно фильтровать дым, обогащать его кислородом для более полного сгорания и менять состав самого наполнителя сигареты. Все эти способы были опробованы. Если в 50-х годах сигарет с фильтром практически не было, то теперь их выпускают только с фильтрами самых разных конструкций. Проходя сквозь фильтр, дым существенно очищается за счет осаждения твердых частиц и адсорбции на волокнах многих летучих компонентов. Бумагу для сигарет стали делать пористой, в нее добавляют инициаторы горения. Фильтры также стали перфорировать для того, чтобы уменьшить скорость прохождения дыма и еще больше увеличить степень сгорания того же угарного газа, оксидов азота и нитрозаминов. В результате к началу XX века содержание смол — интегральный показатель очистки дыма — снизилось в три раза, с 36 до 12 мг на одну сигарету. Удалось заметить и интересные эффекты. Так, в Японии в 70% сигарет применяют активированный уголь, который существенно снижает концентрацию в дыме угарного газа и альдегидов, а в США и Великобритании его почти не применяют. Статистка показывает, что в Японии при курении 10—20 сигарет в день риск получить рак легких в 5,4 раза превышает среднее значение, а в США — в 7,5 раз. Перфорация на фильтре, а сейчас ее делают на 75% сигарет, продающихся в развитых странах, при своих плюсах имела и минусы — у сигареты появлялся неприятный вкус. Его компенсировали ароматическими добавками.

А как уменьшить вред сигареты с помощью самого табака? Для этого использовано несколько хитростей. Химический состав листьев сильно зависит от того, как их сушили. Если при большой температуре — на солнце (это называется турецкий табак) или в печи — получится так называемый светлый виргинский табак, составляющий основу большинства сигарет. Если в тени на воздухе — темный, успевший пройти ферментацию. Эти табаки дают разную кислотность дыма — у темного он значительно более щелочной, рН может превышать 7,8, а у светлого — почти нейтральный. В результате в дыме темного табака много (при рН 7,5 —15%, а при 8 — 80%) никотина оказывается в газообразной фазе и очень быстро поступает в кровь и мозг курильщика. В дыме светлых сортов, наоборот, практически весь никотин сосредоточен на твердых частицах — тех самых, что несут на себе опаснейшие нитрозамины и полициклическую ароматику и с которыми борются с помощью фильтров. А большое влияние на образование этих канцерогенов оказывают нитраты, содержащиеся в табаке: при горении они либо сгорают, причем не полностью, и дают, например, аммиак и несколько оксидов азота, либо вступают в реакцию с никотином и другими табачными алкалоидами, порождая нитроз- и другие амины. Содержание нитратов тесно связано со способом сушки: в светлом табаке их концентрация не превышает 0,5%, а в темном достигает 5%. Именно из-за того, что нитраты при горении дают аммиак, дым темного табака может иметь весьма неприятный для курильщика запах — такой табак не вдыхают в легкие, оставляя его во рту до впитывания никотина.

Различие в содержании нитратов приводит к тому, что в дыме темного табака нитрозаминов гораздо больше, чем в дыме светлых сортов. Однако это имеет и обратную сторону: нитраты служат ловушкой для тех радикалов, которые способны порождать полициклические углеводороды. Поэтому они отсутствуют в дыме темного табака, но в изобилии присутствуют в дыме светлого. В опытах на животных, впрочем, полициклическая ароматика ведет себя гораздо менее канцерогенно, чем нитрозамины, поэтому изготовители сигарет стремятся уменьшать содержание нитратов в табаке. Однако они не всегда последовательны в таком стремлении.

Вред сигареты можно уменьшать и снижая концентрацию самого никотина. Это хорошо с двух точек зрения — уменьшаются вероятность привыкания и основания для критики, а также снижается производство нитрозаминов. Действительно, за 50 лет, с 1950 года, содержание никотина в американских сигаретах снизилось с 2,5 до менее 0,9 мг на сигарету, то есть почти приблизилось к безопасному с точки зрения привыкания уровню 0,4—0,5 мг. Достигают этого несколькими способами, и селекция табака — отнюдь не главный. Основной — изготовление искусственных табачных листьев из смеси листьев, пыли, перемолотых жилок и стеблей табака. Выигрышей здесь два. Во-первых, удается пристроить бросовое сырье, а во-вторых, уменьшить содержание никотина к удовольствию защитников здоровья — в жилках и стеблях этого вещества мало. Если же добавить в смесь волокна целлюлозы, то существенно снизится содержание в дыме фенолов, полициклической ароматики и общее содержание смол. При этом лучшие результаты дает смесь, где нет никаких листьев — только размолотые стебли табака; то есть сигареты из веточек и палочек, вопреки городской легенде, делают не из экономии, а исключительно из заботы о здоровье курильщиков. Недостаток такого стеблевого табака в том, что в нем много нитратов: если их предварительно не удалить, то число нитрозаминов возрастет и в дыме светлого табака. Сейчас из такого реконструированного табака делают до трети американских сигарет.

Другой прием — вспученный табак, у которого за счет быстрого испарения воды или фреона возникают многочисленные поры и растет объем. При заполнении сигареты таким табаком можно без изменения плотности набивки на треть снизить вес сигареты. Если же набивать исключительно вспученными стеблями, то удается уменьшить содержание никотина до безопасного норматива — 0,4 мг.

Вообще-то снижение содержания никотина выглядит довольно странной стратегией борьбы с вредом сигареты. Человек ведь хочет не выкурить ее, а получить вполне определенную дозу никотина. Поэтому при курении сигареты с малым содержанием целевого вещества приходится затягиваться глубже и чаще, что в несколько раз увеличивает поток табачного дыма со всем его вредным содержимым. Опытный курильщик борется и с дырочками на фильтре — закрывает их пальцем, чтобы воздух не разбавлял дым. Это сводит на нет всю борьбу с содержащимися в дыме смолами и прочими опасными веществами, а борцам с курением дает повод обвинить табачные компании в лицемерии.


Первый подход к чистой сигарете

К 90-м годам, в сущности, были исчерпаны возможности снижения вреда от сигарет в том виде, как мы их знаем. Поскольку критики считают эти меры недостаточными и продолжают обвинять табачные компании в целенаправленном убийстве их доверчивых клиентов, возникла идея подарить рынку совершенно новый подход к курению — сделать не сигарету, а устройство с пониженным риском. И тут на помощь пришла старинная затея с кальяном, где нет сжигания табака.

pic_2018_10_39-1.jpg

Бездымную сигарету «Eclipse» компания «J.P.Reynolds» продавала с 1996 по 2008 год. В ней табак нагревался при горении угольной таблетки — ее видно в торце сигареты

Официально считается, первым такое устройство сделала и вывела на рынок американская компания «J.P.Reynolds» (она выпускает, например, сигареты «Camel»). Ее первая безопасная сигарета под названием «Premier» была устроена так. В трубочку из алюминия насыпан мелко молотый табак, пропитанный глицерином, — чтобы не высыпался. За трубочкой расположен отсек с обычным табаком и далее — фильтр. Все обернуто в сигаретную бумагу и выглядит как сигарета. А к внешнему концу, который поджигают, приделана таблетка из пористого углерода. Курильщик поджигал углерод, и тот нагревал табак. На входе в рот курильщика получался дым, богатый никотином и лишенный продуктов горения табачных листьев. В 1988 году в нескольких американских городах стали продаваться экспериментальные партии этих сигарет, но спустя год их производство прекратилось из-за отсутствия спроса — считается, что курильщикам не понравился запах горящего угля. Следующей попыткой оказалось аналогичное устройство «Eclipse» той же компании, которое в 1996 году начали продавать под лозунгом «Представь невообразимое». Эксперимент с ним продолжался гораздо дольше — по 2008 год. Широкого развития и этот проект не нашел — считается, что «Eclipse» в основном продавали работникам компании, которым было запрещено курить сигареты с дымом. В 1998 году свое устройство «Accord» представила на рынке компания «Philip Morris». Оно уже совсем было не похоже на сигарету — капсулу с табаком вставляли в нагреватель, получавшийся аэрозоль курильщик втягивал в себя через фильтр. Это устройство продержалось на рынке до 2006 года, после чего покинуло его из-за слабых продаж. Есть подозрения, что все эти устройства были придуманы вовсе не в качестве заботы о здоровье клиентов или для замены традиционных сигарет, а как дополнение к ним, и служили для выполнения закона о зонах без табачного дыма. То есть объектом заботы оказались пассивные курильщики.

Однако гражданские антитабачные активисты раскопали подноготную всей истории, которая оказалась гораздо интереснее. Согласно документам, украденным в 90-х годах в компании «British-American Tobacco», БАТ («American Journal of Public Health», 18 мая 2017 года; doi: 10.2105/AJPH.2017.303806), работы над новыми устройствами для курения табака начались еще в 1960 году. Тогда табачные компании, напуганные возможными жесткими ограничениями из-за града обвинений в способствовании развитию рака легких, решили придумать обходной путь. В частности, в БАТ на помощь позвали физика сэра Чарльза Эллиса, к табаку не имевшего никакого отношения. Но, будучи участником британского ядерного проекта, он обладал большим опытом решения научно-практических задач, за что в 1946 году удостоился рыцарского звания. Эллис, проявив научный подход, начал с глубокого исследования причин курения. Довольно скоро выяснилось, что люди курят именно из-за пристрастия к никотину и у них развивается зависимость. С другой стороны, были обнаружены положительные действия никотина. Так, в качестве транквилизатора он имел гораздо меньше побочных последствий, чем поступавшие на рынок препараты. Поэтому Эллис с чистой совестью и предложил создать устройство, с помощью которого люди могли бы безопасно потреблять никотин, который доставляет удовольствие и приносит пользу. За это ученого сейчас обвиняют в беспринципности, мол, как же так, ведь знал, что никотин вызывает привыкание, и решил это не предотвращать, а использовать в корыстных целях. Интересно, что идущая во всем мире легализация очевидного наркотика — конопли — почему-то не вызывает резких протестов общественности.

В общем, предложение Эллиса приняли, и к 1969 году устройство было создано. Внешне оно было похоже на сигарету и даже набито табаком, но внутри располагалась тонкая трубочка, на внутреннюю стенку которой был нанесен экстракт никотина. Сначала ее делали из керамики, а затем, для увеличения теплопроводности, заменили на алюминий. Вместо фильтра имелся аналог мундштука, препятствующего попаданию дыма в рот курильщика. Табак горел, трубка нагревалась, никотин испарялся. Однако счастье не наступало — при первой же затяжке неудержимо першило в горле. Использовать такой никотин можно было как сигарный дым — оставляя его во рту, а не втягивая в легкие. Причиной же была щелочная реакция испаряющегося со стенок трубки экстракта. С химической точки зрения ситуация выглядит так. При кислой реакции к молекуле никотина присоединяется ион водорода. Он, при наличии аэрозоля, помогает никотину присоединиться к его частице: не случайно в дыме светлого табака никотин большей частью находится на частицах аэрозоля. В результате раздражение от него становится меньше. При щелочной же реакции водорода нет, никотин поступает в виде газа и сразу реагирует со слизистой оболочкой дыхательных путей. Ситуацию исправили, добавив в экстракт лимонную кислоту: имеющийся в ней ион водорода связывался с никотином и делал его менее резким.

Была сделана и опробована опытная партия устройств, конструкцию запатентовали, и на этом дело закончилось — невидимая рука рынка поставила на место амбиции инженеров. За двадцать лет шок от открытий 50-х годов прошел, меры по запрещению курения оказались не столь уж жесткими, действия по снижению содержания смол в сигаретном дыме вроде применения фильтров и пористой бумаги были предприняты, продажи сигарет уверенно росли. В БАТ решили: революционное устройство только навредит — может вызвать всплеск административных действий, а то еще и составит конкуренцию традиционным сигаретам.


Второй подход к чистой сигарете

Вторая попытка дать курильщикам чистый никотиновый пар была предпринята уже компанией «Philip Morris» («Tobacco Control», 2016; doi: 10.1136/tobaccocontrol-2016-053406). В начале 90-х годов, задумавшись о будущем, в компании решили помимо упомянутого устройства для нагрева табака разработать конкурирующее устройство. В нем содержащая никотин жидкость по капиллярам поступала в нагреватель, где должна была испаряться, превращаться в аэрозоль и создавать как иллюзию дыма, так и обеспечивать курильщика дозой никотина. Поначалу предполагалось использовать водный раствор никотина, но он не позволял имитировать дым. Тогда стали экспериментировать с маслом: такой аэрозоль оказался лучше. В конце концов выбор остановили на растворе никотина в глицерине и пропиленгликоле. К 1998 году дело подошло к патентованию и началу производства. Но и этот проект положили под сукно, а чтобы вернуть затраченные деньги, стали пропагандировать его как основу для системы приготовления аэрозоля из лекарств или каких-то съедобных продуктов вроде кофе. Считается, что причин было две. Во-первых, опасались, что получить разрешение на использование такого устройства будет трудно, а во-вторых, избегали недовольства табачных фермеров.

Но вот наступил 2003 год. Ли Хань, пекинский фармацевт, делавший снадобья из женьшеня, решил бросить курить, поскольку его отец только что умер от рака легких. Но ему все не удавалось избавиться от зависимости, и, имея неплохую лабораторию, он решил сделать устройство для чистого потребления никотина. В результате родилась уникальная электронная сигарета, в которой никотиновый аэрозоль возникал в результате ультразвукового распыления жидкости. Восхитившись результатом своих трудов, Ли запатентовал устройство и основал компанию для его продажи: в 2007 году е-сигареты добрались до США. Но Ли не сильно преуспел — удивительным образом не китайцы у американцев, а наоборот, американцы стали воровать интеллектуальную собственность и делать свои электронные сигареты. Правда, вскоре с ультразвука все перешли на нагрев, что сделало никотин все-таки загрязненным продуктами пиролиза курительной жидкости, где были и ароматические добавки, и глицерин или пропиленгликоль. Рынок стремительно рос; к 2013 году большие табачные компании заметили конкурента и стали скупать изготовителей и разработчиков е-сигарет, чтобы начать выпуск собственного товара. Бизнес Ли Ханя достался в 2013 году дочернему предприятию британской компании «Imperial Tobacco» за 75 млн долларов, а «Philip Morris» в лице своего дочернего предприятия вытащил из-под сукна уже разработанную модель и сейчас торгует сигаретоподобным устройством под названием «MarkTen».


Третий подход к чистой сигарете

pic_2018_10_39-2.jpg

Самая современная система нагрева табака — «IQOS» компании «Philip Morris». Курительное устройство со вставленной табачной капсулой лежит на устройстве для подзарядки батарейки

Появление и быстрое освоение рынка электронными сигаретами резко стимулировало деятельность табачных компаний и по созданию устройств нагрева табака: успех конкурирующей линии подсказал, что их время пришло. Пропаганда здорового образа жизни и все более строгие меры по ограничению курения, особенно создание зон, свободных от дыма, наконец изменили поведение курильщиков, ранее отвергавших все заменители сигарет. И вот в 2014 году «Philip Morris» выпустил на рынок улучшенную версию давнего устройства, «Accord», теперь под названием «IQOS». Оно представляет собой мундштук наоборот: табачная капсула вставляется в него фильтром наружу. В мундштуке расположены аккумулятор, терморегулятор и нагреватель, который входит внутрь вставляемой капсулы. Табак нагревается до температуры 350°С, никотин испаряется, и получающийся с использованием того же глицерина, что и в е-сигаретах, аэрозоль поступает через фильтр в рот курильщика. Хранится же этот мундштук в устройстве для подзарядки аккумулятора. Затем, уже в 2016 году, свои устройства выпустили в широкую продажу и другие компании: БАТ — «glo», «Japan Tobacco» —«Ploom Tech». В отличие от «IQOS», в этих устройствах идет паровая экстракция — нагревается некая жидкость, и ее пары, проходя сквозь табак, извлекают никотин; недостаток такого метода в том, что никотина в каждой затяжке оказывается существенно меньше, чем привыкли курильщики, «IQOS» же этого недостатка лишен. Впрочем, с точки зрения противников курения, это скорее достоинство.

Первые продажи устройств нагрева табака начинались в Японии, чему поспособствовали местные законодатели, объявившие войну электронным сигаретам. Они сделали сложную процедуру их сертификации, приравняли курительные жидкости к фармацевтическим препаратам, что сильно затруднило их прямую продажу в стране. Кстати, в Швейцарии также запрещены жидкости для е-сигарет, содержащие никотин, — только создающие ароматы; курильщики выписывают никотиновые жидкости из-за рубежа в малых количествах для личных нужд. Однако японцы известны своей любовью к техническим новинкам, поэтому создатели высокотехнологичных систем нагрева табака не случайно рассчитывали на успех именно на японском рынке.

В 2014 году «IQOS» появился в Японии, в 2015 году его начали продавать еще и в Италии, а в 2017 году — в тридцати четырех странах, включая РФ. В Японии и Италии как странах-пионерах уже можно подводить некие промежуточные итоги, и они оказались блестящими для табачников и фатальны для борцов с табаком.

Оказалось, что люди стали живо интересоваться новым устройством. Об этом судят не только по объемам продаж, но и по числу запросов в поисковых системах. Они свидетельствуют: устройства для нагревания табака уверенно обходят по динамике роста интереса у ним электронные сигареты. Так, в Японии, судя по статистике Гугла, интерес к е-сигаретам, выйдя на некоторый уровень десять лет тому назад, остается постоянным. А вот интерес к «IQOS» растет постоянно и очень быстро. Возможно, этому способствовал блестящий маркетинговый ход — в апреле 2016 года участники популярного юмористического телешоу обсудили достоинства и недостатки такого способа потребления никотина. Эффект был грандиозным — число запросов выросло восьмикратно и с тех пор держится на этом высоком уровне, который во много раз выше, чем у е-сигарет. Возможно, сравнение такой японской динамики некорректно в связи с затруднениями покупки курительных жидкостей, но и в США интерес к е-сигаретам растет в 400 раз медленнее, чем в Японии к устройствам нагревания табака («PLоS ONE» 11 октября 2017 года; doi: 10.1371/journal.pone.0185735). В Японии во втором квартале 2018 года, по данным «Euromonitor», «IQOS» занял 15% рынка табачных изделий и 80% рынка устройств нагревания табака, в Южной Корее — 8% рынка сигарет. В Италии наблюдается аналогичный взрывной спрос: в 2015 году продано 11 тонн, в 2016 — 83 тонны, в 2017 — 519 тонн курительных капсул для «IQOS». Число итальянских интернет-запросов за 2016 год выросло десятикратно с продолжением роста в 2017 году. Статистика по другим странам еще не подведена, но уже видно, что в сознании людей произошли некие изменения и новая модель курения имеет все шансы не повторить печальную судьбу своих предшественников.


Перспективы борьбы

pic_2018_10_40.jpg

Мануэль Пайтч, главное должностное лицо компании «Philip Morris» по научным вопросам, во время своего визита в Москву подробно рассказал журналистам о вреде от аэрозоля, образующегося при нагреве табака в «IQOS»

Многих пугает популярность электронных устройств для потребления никотина. Причин здесь две. Первая и самая главная состоит в том, что оба типа электронных устройств выполняют свою миссию: сделать потребление табака более безопасным. В компании «Philip Morris» решили не повторять ошибок прошлого, когда табачные компании, вопреки научным данным, отрицали сам факт вредности курения. Напротив, корпоративный исследовательский центр, расположенный в Швейцарии, потратил несколько миллиардов долларов на подробные исследования процессов пиролиза табака и действия получающихся в «IQOS» продуктов на живые организмы. В ход шли как точные химические измерения, так и биохимические исследования с использованием живых тканей и созданных из них моделей целых органов; с их помощью смотрели кинетику метаболизма, гено- и цитотоксичность аэрозоля, который возникает в устройстве. Соответствующие статьи были опубликованы в рецензируемых научных журналах, а один из них, издаваемый Elsevier Publishing «Regulatory Toxicology and Pharmacology» (2016, 81, S12016,81, S2), даже посвятил этим работам целый номер, который выложен в открытый доступ, чтобы все желающие могли ознакомиться с данными.

Причина такой открытости очевидна: из всех химических и физико-химических соображений следует, что при нагреве ниже температуры начала пиролиза табачного листа — а это 400оС, на 50о ниже, чем максимальная температура нагрева «IQOS», — содержание вредных веществ в получаемом при этом паре будет в разы ниже, нежели в дыме сигарет. И речь идет только о том, как велики эти «разы». Опыты, проведенные в исследовательском центре компании, показали, что, скажем, по угарному газу разница с типовой сигаретой с тем же самым количеством никотина будет примерно в сто раз, по нитрозаминам — в среднем в десять раз, по оксидам азота — в пятьдесят, по бензолу и синильной кислоте — в двести раз, по формальдегиду в десять раз, по бенз(а)пирену — это показатель полициклической ароматики — в десять раз. В разы меньше оказалось и неорганики — мышьяка, хрома, свинца, ртути. И лишь содержание глицерина выросло двукратно, поскольку его специально добавляют, видимо, для формирования аэрозоля. Полное число частиц в аэрозоле оказалось таким же, как в дыме, только это были не твердые частицы сажи с налипшими на них канцерогенами, а чистые капельки водяного пара.

Е-сигареты, кстати, показали себя еще менее опасными — у них примерно в те же разы содержание всего вредного меньше, чем у систем нагревания табака. Поначалу, действительно, их аэрозоли бывали сильно загрязнены продуктами деструкции пропиленгликоля, глицерина и ароматических добавок. Видимо, это их поминают бразильские медики в процитированном в начале статьи заявлении. Однако технический прогресс в этой области идет очень быстро. Теперь произошла стандартизация курительных составов, а нагреватели усовершенствовали так, чтобы избегать подобных досадных накладок.

Похоже, публикация подробных данных о свойствах аэрозоля в «IQOS» произвела эффект разорвавшейся бомбы. Противники курения стали отмечать, что, мол, верить корпоративным ученым нельзя, надо бы провести независимые контрольные исследования. Однако финансовые возможности корпоративной и университетской лаборатории несопоставимы. Поэтому сравнивать стали данные простейших опытов — чего и сколько есть в аэрозоле «IQOS». Результаты уже опубликованных измерений конечно же несколько отличаются друг от друга, но качество остается прежним: разница в разы не в пользу сигарет. Видимо, понимая последствия для борьбы с табаком, некоторые университетские исследователи стали помещать приписки типа, «но это вовсе не означает пропорциональное снижение риска заболевания у пользователя, и поэтому требуются дальнейшие исследования», «нужно набрать статистику использования новых устройств и проанализировать отдаленные последствия». Однако для читающей публики вывод был однозначен — тех страшных последствий, которыми противники курения пугали на протяжении десятилетий, указывая на ежегодные 4,5 млн преждевременных смертей курильщиков, с помощью новых устройств для потребления никотина скорее всего можно избежать. И молодые начитанные люди потянулись к электронным сигаретам, а затем и к системам нагревания табака — их число среди пользователей этих устройств также в разы превышает число старых курильщиков, привыкших к сигарете.

Тем временем оказалось, что «IQOS» и подобные устройства выпали из-под антитабачного законодательства — дыма они не производят, значит, их можно применять в местах, где курение запрещено в целях защиты граждан от табачного дыма. В Канаде их можно открыто выкладывать на прилавок, в Италии они не попали под налоговые меры — акциз для них в два раза меньше, чем для сигарет. Если курительные жидкости для е-сигарет в некоторых странах подчиняются строгому регулированию фармацевтических препаратов, то табачные капсулы и из него выпадают. А с учетом того, что компании продают сами устройства гораздо дешевле себестоимости, предполагая вернуть деньги за счет продажи расходных материалов, для новых устройств получается крайне благоприятная рыночная ситуация. Более того, «Philip Morris» подал в американскую Администрацию по еде и лекарствам (FDA) прошение признать «IQOS» устройством курения с пониженным риском. Если такой статус присвоят, уже на законных основаниях можно требовать выведения устройства из-под действия антитабачных запретов. Все это создает весьма печальную перспективу для противников употребления никотина в любом виде.

pic_2018_10_41.jpg

Во время публичной демонстрации процесса курения сигареты и системы нагрева табака «IQOS» было хорошо заметно, что дым от первой значительно грязнее — от него не только чернеет ватный фильтр, но возникают темные отложения в трубочке для подачи дыма

Фото : «Philip Morris International»

Однако есть и вторая причина для беспокойства — резкий тон Бразильской медицинской ассоциации и многих подобных документов отнюдь не случаен. Как следует из статистики, новое устройство вовсе не служит для спасения здоровья курильщиков со стажем: оно не помогает им бросить курить; оно кажется недостаточно комфортным. Причин несколько. Например, содержание никотина все-таки несколько меньше привычного, среднесигаретного, оно смещено в сторону слабых сигарет. Затяжки надо делать чаще и глубже, а накуриться с одной капсулы так, как с сигареты, все равно не удается. И в компании «Philip Morris» признают этот недостаток, отмечая, что переход от сигареты требует месяца два на формирование нового стиля курения, после чего проблемы исчезают. Однако возможно, что главное — отсутствие того самого дыма, без которого курение, как остроумно подмечают заядлые курильщики, подобно бесплодной мастурбации, а не празднику жизни.

А вот молодежь, которая еще не курила, не имеет сформированных привычек, но старается попробовать все новое, сильно интересуется электронными сигаретами и устройствами для нагрева табака. Во всяком случае, именно так происходит в Японии и Италии, по которым набралась статистика. Выходит, что, сняв ограничитель в виде гарантированного рака, можно получить резкий рост числа потребителей такого, условно чистого, никотина. Однако сам-то никотин совсем не безвредная субстанция и хоть не канцерогенен, но при постоянном употреблении повышает риск к инфарктов, инсультов и прочих неприятностей сердечно-сосудистой системы. Это дает основание требовать срочного изменения антитабачного законодательства, чтобы оно учитывало новые реалии.

Такую логику борцов с курением понять можно, но вот только аналогичный вред здоровью наносит и распитие спиртных напитков, чреватое привыканием и циррозом печени, и даже потребление сала, способное привести к атеросклерозу, или копченой колбасы, повышающей риск рака или кишечника из-за нитрозаминов и бенз(а)пирена. Если быть последовательным, то надо и это все запретить и потребовать от людей, чтобы они вели аскетичный образ жизни и не позволяли себе излишеств. Многовековая безуспешная борьба за аскетизм и, в частности, с курением табака, однако, подсказывает, что среди людей наряду с аскетами неизбежно были, есть и будут те, кто склонен к гедонизму и не собирается отказывать себе в больших и малых удовольствиях. Поэтому потребление никотина, раз уж такая традиция сформировалась, столь же неизбежно, как и потребление алкоголя. И если есть возможность сделать это потребление менее опасным для здоровья, такие шаги надо приветствовать, а не осуждать. И конечно же не ослаблять борьбу за здоровый образ жизни как таковой безотносительно технического прогресса в табачной отрасли.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 10/2018) на с. 34 — 41.

Разные разности

07.10.2019 17:00:00

...устройство весом 307 г, прикрепленное к колену пользователя, может генерировать 1,6 микроватта энергии за счет движения ноги при ходьбе...

...брюхоногий моллюск Chrysomallon squamiferum стал первым глубоководным животным, оказавшимся под угрозой исчезновения из-за добычи полезных ископаемых на морском дне...

...водные экстракты кузнечиков, сверчков и шелковичных червей в пять раз богаче антиоксидантами, чем апельсиновый сок...


>>
27.09.2019 12:00:00

Развитие информационных технологий породили много интересных явлений. Одно из них – журналы открытого доступа, из которых несколько лет назад выделилась особая группа так называемых журналов-хищников (predatory journals).

>>
25.09.2019 18:00:00

Британские историки ищут добровольцев для расшифровки записей сэра Хемфри Дэви. Поучаствовать в проекте можно на сайте zooniverse.org

http://bit.ly/HDavy

>>
02.09.2019 17:00:00

...японский космический аппарат «Хаябуса-2» взял образец материала из глубины астероида Рюгу и должен вернуться на Землю в декабре 2020 года...

...разработаны умные очки, компенсирующие возрастную потерю способности глаза к аккомодации...

...у членов парламента Великобритании больше проблем с психическим здоровьем, чем в среднем по популяции...


>>
27.08.2019 16:00:00

В мире сложилась странная ситуация, когда одни стремятся всеми силами уменьшить выбросы углекислого газа, а другие планируют эти выбросы увеличивать – строят всё новые электростанции и котельные для получения энергии из ископаемого топлива

>>