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Jul 02, 2023

Ist Nikotin auf lange Sicht schädlich?

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E-Zigaretten enthalten den stark süchtig machenden Stoff Nikotin.Quelle: Liudmila Chernetska/Getty Images

Nach ein paar kräftigen Zügen einer brennenden Zigarette füllt sich die Lunge eines Rauchers mit einer giftigen Wolke aus mehr als 5.000 verschiedenen Substanzen. Ihre kombinierten Auswirkungen auf die Gesundheit sind bekannt: Krebs, Herzerkrankungen, Schlaganfall, chronisch obstruktive Lungenerkrankung und viele weitere Erkrankungen. Allerdings gilt der bekannteste Inhaltsstoff einer Zigarette – Nikotin – im Allgemeinen nicht als Verursacher dieser gesundheitlichen Auswirkungen.

Nikotin ist eine Alkaloidverbindung, die von Pflanzen hergestellt wird, um Pflanzenfresser abzuschrecken, und wird als Insektizid eingesetzt. Es vergiftet Insekten, indem es sich an Acetylcholinrezeptoren in ihrem Nervensystem bindet und ihre Nerven unkontrolliert feuern lässt. Beim Menschen aktiviert Nikotin ähnliche Rezeptoren im gesamten Nervensystem, einschließlich derjenigen im Gehirn, die die Freisetzung des Wohlfühlmoleküls Dopamin beeinflussen. Die dadurch hervorgerufenen positiven Gefühle sind der Grund, warum Nikotin süchtig macht, und einer der Gründe, warum Raucher sich nach Zigaretten sehnen.

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Obwohl die süchtig machenden Eigenschaften von Nikotin allgemein bekannt sind, werden die gesundheitsschädlichen Auswirkungen des Rauchens in der Regel offensichtlicheren Giftstoffen wie polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), Cadmium und dem klebrigen braunen Teer zugeschrieben, der in der Lunge zurückbleibt. „Seit den 1950er Jahren heißt es, dass Menschen wegen des Nikotins rauchen und an dem Teer sterben“, sagt Aruni Bhatnagar, Direktor des Tobacco Regulation and Addiction Center der American Heart Association an der University of Louisville, Kentucky.

Einige Forscher glauben jedoch, dass der Einfluss von Nikotin auf die Gesundheit über die reine Suchtwirkung hinausgehen könnte. Rezeptoren, die auf Nikotin reagieren, finden sich nicht nur im Gehirn, sondern auch in Geweben wie Muskeln. „Es verändert viele Funktionen in unserem Körper“, sagt Maciej Goniewicz, Nikotinpharmakologe am Roswell Park Comprehensive Cancer Center in Buffalo, New York. „Es ist keine harmlose Verbindung.“

Hinweise auf direkte schädliche Auswirkungen des Nikotinkonsums sind begrenzt. „Das ist schwer zu klären, da die meisten Daten zur Nikotinexposition aus dem Zigarettenrauchen stammen“, sagt Neal Benowitz, Arzt und Nikotinforscher an der University of California in San Francisco. Bei so vielen giftigen Verbindungen im Tabakrauch war es schwierig, Nikotin vom Rest der schädlichen Umgebung zu trennen. „Wir haben bei der Analyse der verschiedenen Bestandteile des Zigarettenrauchs schlechte Arbeit geleistet“, sagt Gerry McElvaney, Lungenarzt am Royal College of Surgeons in Irland, Dublin.

Das Interesse an den Wirkungen von Nikotin wächst, teilweise aufgrund der Verbreitung von E-Zigaretten oder Vapes. E-Zigaretten könnten zu einem Nikotinschub ohne den krebsartigen Ballaststoff führen, sind jedoch heftig umstritten, da befürchtet wird, dass Menschen, die noch nie geraucht haben – insbesondere Jugendliche – süchtig werden. In diesem neuen Kontext ist es wichtig, die Auswirkungen eines reineren Nikotinstroms zu beschreiben, und es werden zahlreiche Assoziationen hergestellt, darunter angebliche Auswirkungen auf die Herzgesundheit, Krebs und die Gehirnentwicklung.

Wenn ein Raucher an einer Zigarette zieht, schlägt sein Herz schneller, sein Blutdruck steigt und bestimmte Blutgefäße weiten oder verengen sich. Diese Effekte sind zum Teil auf Nikotin zurückzuführen, das die Ausschüttung verschiedener Neurotransmitter und Hormone wie Adrenalin auslöst. Dieser Vorgang findet unabhängig davon statt, ob Nikotin aus einer Zigarette oder einer E-Zigarette inhaliert oder im Fall von rauchlosem Tabak gekaut wird. Es ist jedoch umstritten, welche Auswirkungen diese akuten Auswirkungen auf die langfristige Herz-Kreislauf-Gesundheit haben.

Forscher der American Heart Association sind der Meinung, dass die Belastung des Herzens durch Nikotin besorgniserregend ist. „Wir glauben, dass ein Großteil der kardiovaskulären Auswirkungen des Rauchens auf Nikotin zurückzuführen ist“, sagt Bhatnagar. Wenn Nikotin inhaliert wird, verändert es die elektrische Leitfähigkeit des Herzens, wodurch es synchron schlägt. Nikotin kann dieses heikle Timing stören und Herzrhythmusstörungen begünstigen, sagt Bhatnagar. Nikotin wird auch mit der Auslösung von Entzündungen im Herz- und Lungengewebe in Verbindung gebracht, sagt Laura Crotty Alexander, Lungenbiologin an der University of California, San Diego in La Jolla.

Ein System im Labor von Laura Crotty Alexander setzt Mäuse Aerosolen aus, die von Dampfgeräten erzeugt werden. Bildnachweis: Laura Crotty Alexander

Einige Forscher glauben, dass Nikotin nur einen geringen Einfluss auf die Herzgesundheit hat. „Nikotin spielt im Hinblick auf durch Rauchen verursachte Herz-Kreislauf-Erkrankungen eine untergeordnete Rolle“, sagt Benowitz. Er verweist auf Studien zu Snus – einem Kautabakprodukt, das in Schweden vor allem bei Männern beliebt ist und auch anderswo an Bedeutung gewinnt –, die im Allgemeinen keinen nachweisbaren Anstieg von Herzproblemen bei Menschen zeigen, die es konsumieren. Einige Studien deuten jedoch darauf hin, dass ein Herzinfarkt oder Schlaganfall für jemanden, der Snus konsumiert, mit größerer Wahrscheinlichkeit tödlich verläuft1, und eine andere Studie ergab, dass das Absetzen des Snuskonsums nach einem Herzinfarkt die spätere kurzfristige Sterblichkeit verringerte2. Dies deutet darauf hin, dass Nikotin für jemanden mit einer zugrunde liegenden Herz-Kreislauf-Erkrankung schädlicher sein könnte, räumt Benowitz ein. Und im Januar deutete eine Studie darauf hin, dass rauchloser Tabak das Risiko einer peripheren Arterienerkrankung in ähnlichem Maße erhöht wie der Zigarettenkonsum3.

Auch die Art der Nikotinverabreichung könnte die Wirkung beeinflussen. Rauchen und Dampfen liefern beide einen konzentrierten Hit; Nikotinpflaster, die manche Menschen verwenden, um mit dem Rauchen aufzuhören, bieten eine allmählichere Dosierung.

Dies könnte ein wichtiger Unterschied sein. Der Nikotinschub durch Rauchen und Dampfen kann zu deutlicheren Blutdruckspitzen führen. Im Laufe der Zeit könnte dies die Steifheit der Arterien verstärken und den Druck auf das Herz erhöhen. „Nikotinpflaster und Kaugummi sind nicht dasselbe wie das Ziehen einer Zigarette“, sagt Bhatnagar. „Du brauchst diesen Schlag, und der ist der Schlag, der die Herz-Kreislauf-Probleme verursacht.“

Zigarettenrauch ist reich an tumorfördernden Substanzen, darunter Arsen, aromatische Amine, Benzol, Ethylenoxid, Formaldehyd und PAK. Es gibt nur begrenzte Hinweise darauf, dass Nikotin in die Liste der direkten menschlichen Karzinogene aufgenommen wird.

In-vivo-Tierstudien zur Nikotinexposition haben gemischte Ergebnisse zum Zusammenhang der Verbindung mit Krebs geliefert. Es gibt Hinweise darauf, dass Nikotin die Apoptose – den Prozess der Selbstzerstörung von Zellen, der ein wichtiger Schutz vor Tumorbildung ist – in Krebszellen durch Bindung an cholinerge Rezeptoren hemmt. Nikotin beschleunigt auch die Bildung neuer Blutgefäße, die einen hungrigen Tumor mit Nährstoffen versorgen können.

Bemerkenswert könnte auch die Fähigkeit von Nikotin sein, Entzündungen voranzutreiben. Die meisten Immunzellen verfügen über Rezeptoren, die Nikotin hacken kann, um T-Zellen zu sabotieren, die Bildung von Antikörpern zu hemmen und die Immunkommunikation zu stören. „Jemand, der chronisch Nikotin ausgesetzt ist, könnte eine chronische Entzündung haben“, sagt Goniewicz. „Es gibt Spekulationen, dass es zu einem erhöhten Krebsrisiko beitragen könnte.“ Eine Studie aus dem Jahr 2021, die den Einfluss von Nikotin auf Mausmodelle von metastasiertem Brustkrebs untersuchte, kam zu dem Schluss, dass eine chronische Nikotinexposition die Ausbreitung von Tumoren fördert, indem sie die Menge an Neutrophilen, einer Art weißer Blutkörperchen, erhöht4. „Hohe Mengen an Neutrophilen sind schädlich“, sagt Robert Tarran, Physiologe an der University of North Carolina in Chapel Hill.

Die Beweise sind jedoch nicht einhellig und es ist wenig darüber bekannt, wie sich dies auf Menschen auswirkt. „Einige Tiermodelle haben herausgefunden, dass Nikotin tatsächlich Krebs fördert“, sagt Benowitz, „aber die Beweise sind für mich nicht überzeugend, es mit Krebs beim Menschen in Verbindung zu bringen.“ Eine Studie aus dem Jahr 2009 zu einer langfristigen Nikotinersatztherapie – insbesondere einem Nikotinkaugummi – ergab keinen Einfluss auf das Krebsrisiko5, obwohl die Nikotinexposition durch Kaugummi geringer ist, als man durch E-Zigaretten oder Snus erwarten würde. Ein Zusammenhang zwischen Nikotin und menschlichen Krebserkrankungen bleibt unklar. „Aus Tier- und Zellstudien geht hervor, dass Nikotin etwas bewirkt“, sagt Goniewicz. „Inwieweit sich daraus ein Risiko für den Nutzer ergibt, wissen wir nicht.“

Der stärkste Beweis gegen Nikotin bezieht sich auf seinen Einfluss auf die Gehirnentwicklung. Die Aktivierung von Acetylcholinrezeptoren hilft, die Entwicklung und das Wachstum des Gehirns zu regulieren. Nikotin bindet an diese Rezeptoren und kann daher diesen Prozess stören. Es hat sich gezeigt, dass Nikotin für bis zu fast 50 % der Gesamtauswirkungen von Tabakrauch auf die Entwicklung der Gehirnschaltkreise bei männlichen Ratten verantwortlich ist6.

Nikotin verändert die Neuronen bei süchtigen Erwachsenen auf subtile Weise, seine Wirkung ist jedoch im sich entwickelnden Gehirn am größten, wo die Schaltkreise weniger ausgereift sind. Die Exposition im Mutterleib ist ein unabhängiger Risikofaktor für Entwicklungsstörungen wie die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung, sagt Kjersti Aagaard, Mutter-Fötal-Ärztin am Baylor College of Medicine in Houston, Texas. Das Gehirn eines sich entwickelnden Fötus oder Neugeborenen könnte besonders gefährdet sein. „Keine Nikotinmenge ist in der Schwangerschaft als sicher bekannt. Keine“, sagt Aagaard. „Wenn man im Mutterleib Nikotin ausgesetzt ist, kann das lebenslange Folgen haben.“

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Nikotinexposition im Mutterleib ist mit einem höheren Risiko für Suchtverhalten im Erwachsenenalter verbunden. Auch beim Stillen könnten Babys Nikotin ausgesetzt sein. Eine letztes Jahr durchgeführte Studie berichtete, dass weibliche Mäuse, wenn sie Nikotin ausgesetzt waren, die Verbindung mit der Muttermilch an ihre Jungen weitergaben und diese Welpen langanhaltende Verhaltensänderungen erlebten7.

Über die rein neurologischen Auswirkungen hinaus haben einige epidemiologische Studien – aber nicht alle – die Verwendung von E-Zigaretten während der Schwangerschaft mit einer höheren Rate an Frühgeburten und Entbindungen mit niedrigem Geburtsgewicht in Verbindung gebracht, verglichen mit Schwangerschaften, bei denen die Mutter auf jegliche Tabakprodukte verzichtete8, sagt Aagaard. Dies wiederum bringe höhere Risiken für Kinder mit sich, etwa ein erhöhtes Risiko, Stoffwechselstörungen zu entwickeln, fügt sie hinzu.

Der britische National Health Service beschreibt E-Zigaretten für schwangere Frauen als sicherer als das Rauchen, stellt jedoch fest, dass es darüber hinaus wenig Forschung gibt, die die Sicherheit von E-Zigaretten belegt. Sie empfiehlt schwangeren Frauen, Nikotinpflaster und -kaugummis zu verwenden, um mit dem Rauchen aufzuhören.

Nikotinische Acetylcholinrezeptoren sind an der Bildung von Gehirnschaltkreisen im Kindes- und Jugendalter beteiligt. Der präfrontale Kortex des Gehirns, der für die Bildung von Urteilsvermögen, Impulsivität und Risikobereitschaft verantwortlich ist, entwickelt sich bei Menschen erst in ihren frühen Zwanzigern vollständig. Es besteht der starke Verdacht, dass Nikotin in dieser Zeit einen Strich durch die Rechnung machen kann – ein besonderes Problem angesichts der wachsenden Beliebtheit des Dampfens bei jungen Menschen. Die Auswirkungen von E-Zigaretten auf die Gehirnentwicklung von Teenagern müssen jedoch noch geklärt werden. „Nikotin ist definitiv schädlich für das sich entwickelnde jugendliche Gehirn von Tieren“, sagt Benowitz. „Beim Menschen ist es schwieriger festzustellen.“

Vor dem Aufkommen der E-Zigaretten bestand weniger Interesse an einer Antwort auf diese Frage – es gibt bereits mehr als genug gute Gründe, nicht mit dem Rauchen anzufangen. Die wachsende Beliebtheit des Dampfens hat für neue Impulse gesorgt, stellt aber auch eine Chance für Wissenschaftler dar. Die Erforschung der Auswirkungen von Nikotin auf die menschliche Gesundheit wurde lange Zeit dadurch behindert, dass es schwierig war, die Auswirkungen dieses einen Moleküls von allen anderen Bestandteilen des Zigarettenrauchs zu isolieren. „Wir hatten nie ein sauberes Nikotinabgabeprodukt, das über einen längeren Zeitraum hinweg in der Freizeit verwendet werden konnte“, sagt Goniewicz. Dank E-Zigaretten ist dies nun den Forschern gelungen.

Dieses fortlaufende Bevölkerungsexperiment, kombiniert mit einer wachsenden Zahl von Zell- und Tierstudien, könnte beginnen, den Nebel um die Auswirkungen von Nikotin auf die Gesundheit aufzulösen. „Ich war immer überraschter über die Veränderungen, die ich sehe, wenn ich Zellen Nikotin aussetze“, sagt Crotty Alexander. „Wir haben die Rolle, die Nikotin bei den gesundheitlichen Auswirkungen von Tabakprodukten spielt, unterschätzt.“

Natur618, S10-S11 (2023)

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-01840-1

Dieser Artikel ist Teil von Nature Outlook: Smoking, einer redaktionell unabhängigen Beilage, die mit finanzieller Unterstützung Dritter erstellt wurde. Über diesen Inhalt.

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