Természet Világa, 1989 (120. évfolyam, 1-12. szám)
1989-12-01 / 12. szám
A dohányzás és a C-vitamin Azoknak az embereknek, akik a dohányzás káros szenvedélyének hódolnak, jóval nagyobb mennyiségű C-vitaminra (L-aszkorbinsavra) van szükségük, mint a nem dohányosoknak, ugyanis a dohányfüstben jelen levő káros hatású égéstermékek kémiai reakcióba lépnek az emberi szervezetben levő C-vitaminnal és inaktiválják azt. A dohányfüstben karcinogén (rákkeltő) anyagként elsősorban az aldehideket, mindenekelőtt a formaldehidet tartják számon, de ide sorolhatók a többgyűrűs aromás vegyületek, így pl. benzpirén, dibenzantracén, valamint nagyon veszélyesek a dohányzási művelet során keletkező gyökös vegyületek is, amelyek szintén hozzájárulnak az egészségre ártalmas folyamatok kialakulásához. Különösen ártalmas a formaldehid-gáz, amelynek rákkeltő hatását Swenberg és munkatársai (1.) igazolták úgy, hogy különböző ideig eltérő koncentrációban patkányokat vetettek alá formaldehid gőzöknek. Kísérleteik azzal a meglepő eredménnyel jártak, mint azt az 1. táblázat szemlélteti, hogy a formaldehid gőz hatása nem lineáris, hanem bizonyos koncentráció felett a karcinogenitás kiugró mértékben jelentkezik, így 14,3 mg/g formaldehid koncentrációkor a patkányoknak már több mint 50%-ánál alakul ki hámlósejtes orrüreg-karcinóma. Az L-aszkorbinsav, azaz a jól ismert C-vitamin biokémiai szerepe sokoldalú, amit a Szent-Györgyi (2.) által 1928-ban történt első izolálása óta számos kutató is megerősített. Ezért javasolják preventív anyagként különféle dózisokban - sőt esetenként megadózisokban - humán szervezetekben a legkülönbözőbb kóros esetekben. A formaldehid és L-aszkorbinsav között lejátszódó kémiai reakcióval a 40-es évek végén foglalkoztak (3,4) utoljára analitikai céllal, módszert akartak kidolgozni az L- aszkorbinsav meghatározására élelmiszerben, biológiai rendszerekben (3,4). A lejátszódó reakcióról semmiféle információt nem tudtak adni, és a reakció biológiai jelentőségét sem ismerték fel. A kémiai reakció tisztázásához a szintetikus munkát a továbbiakban Fodor és munkatársai (5) folytatták. Ennek során ismerték fel, hogy az L-aszkorbinsav a, B-telítetlen aldehidekkel és ketonokkal Michael-típusú addíciós reakcióba lép (5) (lásd a 2. ábrát). Munkájuk során az aszkorbinsavat akroleinnel, metil-vinil-ketonnal, metakroleinnel és krotonaldehiddel reagáltatták. Minden esetben az elsődlegesen az addícióban keletkező termék (1) vagy (2) formában stabilizálódott, attól függően, hogy aldehid vagy keton volt a reaktáns. (Lásd az 1. ábrát.) Az L-aszkorbinsav disszociációjából származó L-aszkorbát-3-anion úgy tekinthető, mint egy ambidens (kettős) készségű nukleofil ágens, két lehetséges reaktív centrummal a C-3-on és a C-2-on. Az addíciót követően a keletkező (2.b) vegyület intramolekuláris átalakulások során, gyűrűzáródás révén stabilis triciklikus terméket ad, amelyet NMR-rel igazoltak, lásd a 2. ábra reakciósorát. Említett szerző és munkatársai azonban az L-aszkorbinsav és formaldehid közötti reakció lehetőségét fel sem tételezték. Az L-aszkorbinsav és formaldehid között lejátszódó reakciót és annak biológiai jelentőségét elsőként (6, 7) ismertük fel a 80-as évek elején, amikor is sikerült igazolni, hogy a lizin (lizintartalmú fehérjék) és formaldehid között lejátszódó spontán metilezési reakciót az L-aszkorbinsav gátolja, ezáltal az L-aszkorbinsav védeni tudja a fehérjéket a toxikus formaldehid metilező hatásával szemben. A 3. ábrán bemutatott L-aszkorbinsav és formaldehid között lejátszódó reakciót vizsgálva Trézl és munkatársai megállapították és UV spektrofotometriás, valamint 13C-NMR-spektroszkópiai mérésekkel bizonyították, hogy a formaldehid az L-aszkorbinsav kettős kötésére addicionálódik és gyűrűs ketálszerkezet alakul ki (13, 14), hasonlóan, mint a Fodor és munkatársai (5) által közölt reakcióban. A reakció végbemenetelét in vitro körülmények között májhomogenizátumokban is vizsgáltuk. Igazoltuk, hogy a dimetil-nitróz-aminból - amely erősen karcinogén, egyben toxikus formaldehidprekurzor is - a májban sztöchiometrikus mennyiségű formaldehid szabadul fel nagy sebességgel, amely L-aszkorbinsaval megköthető. Ez a reakció vetette fel azt az alapgondolatot, amely alapján karcinogén füstalkotókat megkötő füstszűrő filtert állítottak elő, amely a Pécsi Dohánygyárral közösen belföldön és külföldön is számos országban szabadalmi oltalmat kapott.(8.,9.,10., 11.,12.) Jelenleg a világon a dohányfüst szűrésére alkalmas filterek a fizikai adszorpció és a kemiszorpció elvén működnek. A fizikai adszorpció elvén működő füstszűrő filterek a Langmuir-izoterma törvényei szerint fejtik ki hatásukat, nagy felületük révén adszorbeálják a füst káros komponenseit, és egy telítési értékhez érnek el. A filterben levő nagy felületű adszorbenseknek (aktív szén, perlit, zeolit stb.) telt 1. táblázat. Kezelés időtartama: 24 hónapig 5x1 héten napi 6 óra Különböző koncentrációjú formaldehidgőzök szignifikáns hatása a patkányok légzési rendellenességére, különböző karcinómafajták (ráktípusok) kialakulására 1. ábra. Aszkorbinsav és akrolein reakciójakor keletkező stabil addukt Oppm 2,0 ppm 5,6 ppm 14,3 ppm Formaldehid-Diagnózis gőz-koncent- PATKÁNY ráció ______________________________________________ hím nőstény hím nőstény hím nőstény hím nőstény Vizsgált állatok száma: 118 114 118 118 119 116 116 115 Hámlósejtes orrkarcinóma — — — — — — 51 52 Orrkarcinóma — — — — — — 1 1 Nem differenciált kar- __ __ __ __ __ __ „ cinóma v. szarkóma Polipoid adenoma — — — — — — 1 — Osteochondroma — — — — — — — — Állatok elpusztulásának %-a 5252 570