Le sigarette, oggetto di desiderio e dibattito da decenni, nascondono un mondo intricato di composti chimici che influenzano la salute umana in modi sottili ma significativi. Mentre il fumo di tabacco è stato oggetto di studio approfondito per anni, la sua complessità chimica continua a sorprendere anche gli esperti più navigati. In questo viaggio attraverso il regno della chimica della sigaretta, esploreremo gli ingredienti nascosti dietro la colonna di fumo, svelando i meccanismi che rendono la sigaretta un rischio per la salute pubblica.
BREVE STORIA DEL TABACCO
Il tabacco ha una lunga e complessa storia che affonda le radici nelle antiche civiltà delle Americhe. Le prime tracce di consumo di tabacco risalgono a migliaia di anni fa, quando le popolazioni indigene utilizzavano le foglie di tabacco per cerimonie religiose e rituali sociali. Si credeva che il tabacco avesse proprietà medicinali e spirituali, e il suo utilizzo poteva togliere il senso della fame e della fatica nonché alleviare il dolore.
Quando i colonizzatori europei arrivarono nel Nuovo Mondo, scoprirono il tabacco e lo portarono in Europa. Inizialmente, il tabacco veniva utilizzato principalmente per scopi medicinali e solo successivamente divenne popolare come prodotto per fumatori. Il suo consumo si diffuse in molte culture e società, diventando un elemento integrante della vita quotidiana per milioni di persone.
Tuttavia, a partire dal XX secolo, emersero sempre più prove dei danni per la salute associati al consumo di tabacco, in particolare attraverso il fumo. Anche il chimico Jeffrey Wigand, ex dipendente pentito della multinazionale Brown & Williamson decise di denunciare tutti i tentativi dell’industria di negare la dannosità del tabacco.
I PERICOLI INVISIBILI DEL FUMO DI SIGARETTA
Nella semplice forma di un cilindro di tabacco avvolto in carta, la sigaretta nasconde un mondo complesso di composti chimici che influenzano profondamente la salute umana e l’ambiente circostante.
Secondo gli ultimi dati (indagine ISS-Doxa), fuma il 20,5% della popolazione italiana sopra i 15 anni. Si fuma di più al sud (29,7% uomini, 18,9% donne) rispetto al centro (23,0% uomini, 12,5% donne) e l’età media dei fumatori è 46,7 anni. Tra i fumatori l’81,1% consuma sigarette confezionate, l’11,2% sigarette fatte a mano, il 14% sigarette a tabacco riscaldato e il 5% e-cig.
La lista dei composti chimici presenti nella sigaretta è lunga e impressionante. Il fumo è una vera e propria piaga sociale, che, ogni anno nel mondo, secondo l’OMS, causa la morte di oltre 8 milioni di persone, di cui almeno 1 milione di questi sono esposti al fumo passivo. Quasi la metà di tutti i bambini respira aria inquinata dal fumo di tabacco e 65.000 bambini muoiono ogni anno a causa di malattie legate al fumo passivo. Fumare durante la gravidanza può portare a diverse condizioni di salute per tutta la vita per i bambini.
Contrariamente al pensiero comune, il fumo non è responsabile del solo tumore del polmone, ma rappresenta anche il principale fattore di rischio per le malattie respiratorie non neoplastiche, come la Broncopneumopatia cronica ostruttiva (Bpco), ed è uno dei più importanti fattori di rischio cardiovascolare: i fumatori ha un rischio di mortalità, a causa di una coronaropatia, superiore da 3 a 5 volte rispetto ai non fumatori.
Il Center for Disease Control and Prevention – CDC degli USA ha identificato 27 malattie fumo-correlate. Ogni malattia ha un particolare rischio correlato al fumo. La gravità dei danni fisici dovuti all’esposizione (anche passiva) al fumo di tabacco, è direttamente proporzionale all’entità complessiva del suo abuso.
Oltre i danni alla salute, si sommano anche quelli ambientali. Ogni 300 sigarette (15 pacchetti) si consuma un albero per il processo di essicazione delle foglie di tabacco. Inoltre Il fumo di tabacco contiene CO2, metano e NO2 e inquina gli ambienti interni ed esterni.
COMPOSTI CHIMICI NELLA SIGARETTA
L’atto di accendere una sigaretta libera una miscela intricata di sostanze chimiche, molte delle quali notoriamente dannose e tossiche. Da decenni, gli scienziati hanno investigato la composizione chimica della sigaretta, cercando di comprendere gli effetti devastanti di queste sostanze sul corpo umano e sul mondo che ci circonda.
In questo articolo citerò molti di questi composti chimici e cercherò di spiegare il loro uso e soprattutto la loro pericolosità. L’analisi chimica della sigaretta rivela anche il ruolo cruciale degli additivi e dei conservanti, che vengono utilizzati per migliorare la stabilità, il sapore e la combustione del prodotto.
Tuttavia, molti di questi additivi portano con sé rischi aggiuntivi per la salute, contribuendo alla formazione di composti dannosi durante la combustione.
Giusto per dare una stima, le sostanze chimiche individuate nella combustione del tabacco sono circa 4.000 (Mackay e Eriksen), di cui circa 60 sono state riconosciute come cancerogene. Invece secondo un’interessante revisione sistematica della letteratura pubblicata nel 2022, le sigarette vendute in commercio conterrebbero più di 7000 sostanze chimiche e la loro combustione produrrebbe potenziali sostanze tossiche nel fumo tradizionale, nel fumo passivo, nel fumo di terza mano e nei mozziconi di sigaretta scartati.
Il fumo di sigaretta tradizionale è un aerosol estremamente complesso composto da goccioline liquide condensate (fase particellare) e una miscela di gas e composti volatili (fase gassosa).
I costituenti principali del fumo sono: nicotina, idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e le nitrosammine tabacco specifiche (NTS) che si ritrovano principalmente nella fase particolata; idrocarburi a basso peso molecolare come il benzene, il butadiene e il toluene che sono presenti principalmente nella fase vapore, acido cianidrico e l’ammoniaca che sono stati trovati in entrambe le fasi. Inoltre molti di questi composti si generano da quello che gli esperti chiamano fumo mainstream, ovvero dal flusso aereo attraverso la sigaretta che permette di raggiungere temperature fino a 900°C, mentre nel caso del fumo sidestream sono sprigionati, durante le pause tra le inalazioni, dalla punta della sigaretta che brucia ad una temperatura di circa 400°C.
Nel dettaglio il fumo sidestream, determinato dalla combustione incompleta del tabacco e di alcune delle sostanze in esso contenute, contiene una maggior quantità di carcinogeni ed è inoltre in grado di reagire con componenti dell’aria in cui diffonde, incrementando la propria tossicità.
La nicotina, composto principale della pianta del tabacco, è presente in tutte le sue parti, ma è particolarmente concentrata nelle foglie. Anche se inalata in piccole dosi attraverso il fumo, la nicotina, essendo parzialmente distrutta dal calore, è sufficiente a creare dipendenza. Agisce principalmente su specifici recettori nicotinici, causando l’eccitazione dei neuroni e un aumento del rilascio di neurotrasmettitori.
Tra il materiale particolato, alcuni dei composti includono gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA), che comprendono il benzo(a)pirene, le amine aromatiche, e le nitrosamine tabacco-specifiche, i cui metaboliti possono essere riscontrati nelle urine di non fumatori esposti al fumo di seconda mano.
Ebbene si, il catrame è una miscela complessa di sostanze chimiche tossiche presente anche nelle sigarette, tra cui idrocarburi policiclici aromatici (IPA). È responsabile della colorazione dei polmoni dei fumatori e può causare danni cellulari che portano al cancro.
Gli idrocarburi policiclici aromatici (IPA) e le nitrosamine sono cancerogeni per le alte e basse vie aeree, mentre le amine aromatiche sono cancerogeni uroteliali.
Gli IPA non sono di per sé agenti cancerogeni, ma lo sono alcuni derivati in cui essi vengono convertiti dall’organismo, che li rende idrosolubili e quindi più facilmente eliminabili. Per esempio, il derivato del benzopirene a cui è dovuta l’azione cancerogena è il benzopirene 7,8-9,10-diidro-7,8-diolo-9,10-ossido.
Si ritiene che questo voluminoso idrocarburo si leghi covalentemente alla molecola di DNA, generando una considerevole alterazione. Il danno provoca mutazioni genetiche e di conseguenza maggiori probabilità di cancerogenesi.
Il fumo di sigaretta è composto principalmente da composti gassosi e volatili. Secondo alcuni evidenze scientifiche, il monossido di carbonio rappresenterebbe il 3-5% della quota di prodotti generati durante la combustione di una sigaretta. Nei fumatori, il monossido di carbonio sprigionato dalla combustione delle sigarette è un fattore favorente l’ischemia del miocardio. Il monossido di carbonio è un gas tossico che si lega all’emoglobina nel sangue, riducendo la capacità di trasporto dell’ossigeno. Questo può portare a ipossia e danni ai tessuti in tutto il corpo.
Altri composti chimici come l’ammoniaca, invece, si trovano nel tabacco durante la fase di lavorazione. Il cianuro di idrogeno presente nelle sigarette provoca danni ai vasi sanguigni e al cuore. Inoltre, danneggia le ciglia dell’epitelio che riveste gli organi respiratori interni. Queste ciglia svolgono un ruolo fondamentale nel bloccare e favorire l’espulsione degli agenti nocivi diretti ai polmoni, come batteri, virus e inquinanti.
Molte delle sostanze chimiche si formano durante la combustione totale o parziale delle sigarette, come il benzene. Questo composto volatile è stato inserito nelle Linee Guida della Environmental Protection Agency degli Stati Uniti come prodotto cancerogeno per l’uomo per tutte le forme di esposizione a cui la specie umana è sottoposta. Inoltre, è stato collegato a un aumento del rischio di sviluppare leucemia e altri tipi di cancro, incluso il cancro ai polmoni.
Sostanze organiche da annoverare come tossiche e cancerogene sono anche la formaldeide, l’acetaldeide e l’acroleina. La formaldeide è un conservante utilizzato nel processo di trattamento del tabacco e si forma anche durante la combustione, contribuendo ai rischi per la salute. E’ un altro cancerogeno noto e può danneggiare il DNA aumentando il rischio di sviluppare cancro del tratto respiratorio e altri tipi di cancro.
L’acroleina è stata classificata come “probabilmente cancerogena per l’uomo” (Gruppo 2A) sulla base di prove “sufficienti” di cancerogenicità negli animali da esperimento e di prove meccanicistiche “forti”. Queste valutazioni sono pubblicate nel volume 128 delle monografie IARC.
Concludiamo con i metalli pesanti e sostanze radioattive. E si, anche questi troviamo! Secondo numerose analisi su molte marche anche note di sigarette, sono stati rintracciati metalli come mercurio, arsenico, cadmio, piombo e nichel. La maggior parte di questi metalli sono assorbiti dalla pianta di tabacco dal suolo (terreni, acqua inquinata). Tutti questi metalli come il cadmio possono danneggiare i reni e aumentare il rischio di sviluppare malattie cardiovascolari.
Il piombo, addirittura, può danneggiare il sistema nervoso, causa danni cerebrali e compromettere la funzione renale.
Mentre il nichel è associato a una serie di problemi di salute, tra cui dermatiti, allergie cutanee e cancro.
Il Polonio-210 è una sostanza radioattiva ed è presente nel fumo di sigaretta a causa del suo accumulo nelle foglie di tabacco. L’esposizione al polonio-210 aumenta il rischio di cancro polmonare. Anche se in quantità relativamente basse, il fumo di sigaretta può contenere tracce di radon, un gas radioattivo che può aumentare il rischio di cancro polmonare.
In conclusione, l’analisi approfondita della chimica della sigaretta rivela un intricato labirinto di sostanze nocive che minacciano la salute umana e l’ambiente circostante. Questa esplorazione mette in luce non solo i rischi ben noti associati al fumo di tabacco, ma anche le sottili ma significative influenze che i composti chimici presenti possono avere sul nostro benessere. È un monito che richiede azioni concrete per contrastare questa piaga sociale e proteggere la salute delle generazioni presenti e future.
Dott. Francesco Domenico Nucera
FONTI:
- US Department of Health and Human Services. The health consequences of involuntary exposure to tobacco smoke: a report of the Surgeon General. Atlanta, Georgia: US Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, Coordinating Center for Health Promotion, National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion, Office on Smoking and Health, 2006.
- Wynder E and Hoffmann D. Tobacco and tobacco smoke: studies in experimental carcinogenesis. New York: Academic Press. 1967
- Sigaretta tradizionale: componenti nel fumo di prima, seconda e terza mano- Andrea Zamunaro, Valentina Agnese Ferraro, Stefania Zanconato, Silvia Carraro. Unità di Pneumologia e Allergologia Pediatrica, Dipartimento Salute Donna e Bambino, Università di Padova
Pillole di chimica 