燃着卷烟的温度分布

1有选择地减少吸烟的有害成分赵保路中国科学院生物物理研究所1目录•1、吸烟产生有害自由基及其生物效应。•2、吸烟有害自由基的清除作用。•3、吸烟产生尼古丁的生物功能。1一支燃烧的香烟就是一个微型化工厂820oC712oC616oC417oC304oC199oC99.5oC49.7oC1什么是自由基具有一个不成对电子的分子或原子团。活泼、反应性强•超氧阴离子自由基•O2-.•羟基自由基•.OH•甲基自由基•.CH3•醌类自由基Q.•烷类自由基L.•烷氧自由基LO.•脂类自由基L.•脂过氧自由基LOO.•一氧化氮自由基NO.•二氧化氮自由基NO21吸烟直接产生的自由基Q/GH.polycyclicaromatichydrocarbon3,4-benzopyrenephosphatefreeradicalTarstablelonglifetimefilterR.,RO.RO.NO,NO2O2-H2O2gasphaseunstableshortlifetimecannotfilterFreeRadicalsincigarettesmoke1吸烟气相中的自由基是在不断形成和衰变的•香烟最初燃烧生成一氧化氮，一氧化氮.在烟气流中容易和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮很容易和烟气中的烯烃反应生成烷基自由基,烷基自由基非常容易氧化生成烷氧自由基•NR＋O2--------NO•2NO＋O2----------2NO2•NO2+R------------RO2+R.•R.+O2-------------ROO.•RO2.+NO--------RO.+NO21吸烟直接产生自由基的捕捉检测•吸烟中产生的固相自由基的直接检测•吸烟中产生的气相自由基的自旋捕捉•PBN,DMPO•ESR检测1吸烟间接产生的自由基Activeoxigenfreeradicalsrespiratoryburst)PMNIschemiareperfusionoxygenfreeradicalsHypoxiaCigarettesmokegasstarinflammation1吸烟间接产生自由基的捕捉检测•巨噬细胞呼吸爆发产生的超氧阴离子自由基DMPO-OOH•吸烟引起细胞膜脂质过氧化产生的脂类自由基4POBN-L1吸烟有害自由基致病机理•1、吸烟使a1-抗蛋白酶抑制剂失活机理•吸烟产生自由基进攻a1-抗蛋白酶使其失活•蛋白酶活化，水解肺弹性蛋白酶•引起肺气肿•2、吸烟引起脂质过氧化损伤机理•吸烟产生自由基进攻肺细胞膜，引起脂质过氧化•脂质过氧化的细胞膜可以诱导巨噬细胞在肺部聚集并活化，产生呼吸爆发，释放大量活性氧自由基•一、二级自由基共同产生细胞损伤作用1吸烟、脂质过氧化、自由基•吸烟烟气引起细胞膜脂质过氧化•脂质过氧化细胞膜刺激巨噬细胞在肺部聚集、活化产生活性氧自由基（脂质过氧化量的影响）1吸烟、脂质过氧化、自由基吸烟、脂质过氧化、自由基•吸烟烟气引起细胞膜脂质过氧化脂质过氧化细胞膜刺激巨噬细胞在肺部聚集、活化产生活性氧自由基（吸烟时间的影响）1吸烟有害自由基的清除•现有技术（四个专利）•中国科学院生物物理研究所和北京烟厂（申请号96116865、7。1995年申请1997年公开2001年授权）•希腊黄金烟嘴公司和烟嘴研究开发公司1999年发明的BiologicalFilter•中国科学院生物物理研究所和Horphag公司(专利号：00130133.0,2000年公开，2003年授权)•茶质滤觜（烟台绿宝公司）（2002年授权）•国家局组织重大项目研制的产品1Scavengingeffectofgreenteapolyphenols•ScavengingeffectonOH,O2-,PMAstimulatedoxygenfreeradicals(ZhaoBL:CellBiophys.14:175.1989)•protectiveeffectsontoxicologicalmechanismsofgas-phasecigarettesmoke(YangFJ.Res.Chem.Interm.17:39,1992)•Scavengingeffectsonlipidperoxidationinsynaptosomes.(GuoQBiochem.Biopphys.Acta1304,210-222,1996)•Scavengingeffectsofthestructure-antioxidantactiviityrelationshipofteaon1O2.AAPH.DPPH(GuoQBichimBiophysActa1427,13-23,1999).1Structuresofgreenteapolyphenols•EC•EGC•ECG•EGCGHOOOHOHOHOHEGCOHHOOOHOHOHOHECABCHOOHOCOOHOHOHOHOHOECGOOCOHOOHOHOHOHOHOHOHABCD23456782'3'4'5'6'2*3*EGCG1ThescavengingeffectofgreenteapolyphenolsonthefreeradicalsproducedbyGPCS•茶多酚(mg/ml)清除率(%)•--------------------------------------------------•0.00•0.520.40.203•1.545.01.380•2.050.50.233•2.560.50.101•------------------------------------------------------1茶多酚对吸烟引起细胞损伤的保护作用吸烟时间(s)细胞存活率（%）TBARS(nM/ml)---------------------------------------------------------------099.32.52.30.31083.03.23.20.22078.63.53.50.53058.52.54.10.64037.52.44.90.5------------------------------------------------------------1茶多酚滤嘴对吸烟气相自由基的清除作用•----------------------------------------------------------•浓度清除率•------------------------------------------------------------•1.5%o22.6%•3%o27.6%•5%o29.1%•1%o20.0%•---------------------------------------------------------1茶多酚对吸烟急性毒性的影响•1、实验方法(中国中医研究院，广安门医院，朝阳医院）•10只小鼠放35x35x20染毒箱中，染毒箱两侧各开1.5mm2小孔通气，将烟气通入染毒箱，每只烟2-3分钟，连续作业，直到小鼠染毒致死。染毒箱中CO2和O2分压在正常范围内。•2、实验结果•两种香烟烟气对小鼠存活时间的影响•----------------------------------------------------------------------------------------------------------•组别只数体重存活时间毒性降低率•----------------------------------------------------------------------------------------------------------•对照烟1128.7±1.960.0±18.4•实验组11127.0±1.596.0±9.769.5%•对照烟1119.7±1.952.4±9.7•实验组11119.6±1.5101.3±1.393.3%•对照烟1123.7±1.937.4±5.1•实验组21123.5±2.452.7±18.442.0%•--------------------------------------------------------------------------------------------------------•1茶多酚对吸烟急性毒性的影响•大体观察及组织病理检查•1、对照组80%小鼠肺组织淤血明显，并见有肺出血，肾脏间质小血管扩张淤血，肝脏小叶中央静脉或小叶间静脉轻度扩张出血，心、脾未见异常；•2、吸食茶多酚香烟组小鼠40%小鼠肺组织亦出现间质小血管肾脏间质小血管扩张淤血，肝脏小叶中央静脉或小叶间静脉轻度扩张出血，心、脾未见异常；。1茶多酚对吸烟引起肺损伤的保护作用对照烟气处理烟气处理茶多酚保护1茶多酚对动物体内骨髓细胞微核率的影响•实验方法：（中国中医研究院，广安门医院）•NIH雄性小鼠，体重20克左右，30只随机分为3组，每组10只。分别为正常组，对照卷烟组，茶多酚卷烟组。采用被动吸烟，一支接一支，每天吸烟20分钟，第一批实验连续2天；第二批实验连续11天；第三批实验连续75天。•末次吸烟24小时处死全部动物，取骨髓放在载玻片上，加一滴小牛血清，用推片使其混匀涂成薄膜，凉干后用甲醇固定10分钟，室温凉干，再用Ciemsa使用液染色5分钟，自来水冲洗干净，记数嗜多染红细胞（polychchromaticerythrocyte,PCE)及带微核的PCE(MNPCE)，每只记数1000个，计算微核千分率(5%o为正常）。同时计算嗜多染红细胞与正常红细胞的比值(PCE/NRBC)(=1为正常）。1香烟烟气对小鼠骨髓细胞微核率的影响•批次组别动物数微核率降低毒性•--------------------------------------------------------------------------------------------•一对照组611•对照烟组1011•低毒烟组811•-----------------------------------------------------------------------------------•二对照组600•对照烟组611•低毒烟组911•-----------------------------------------------------------------------------------•三对照组201.851.42•对照烟组2014.557.06•低毒烟组195.682.1060%1碧萝芷（pycnogenol)对自由基的清除作用•碧萝芷是从法国沿海松树皮提取物含70%原花青素（procyanidin)及其它具有清除自由基的活性物质。•碧萝芷安全无毒副作用，在世界各地作为保健食品广泛使用（包括中国）。•可以有效清除活性氧自由基（国际公认的最有效抗氧化剂之一）•可以有效清除氮氧自由基，减少亚硝酸盐积累•可以促进细胞内抗氧化酶SOD和catalase活性1.ZhangD-L,TaoY,DuanS-J,RohdwaldP,ZhaoB-L:ToxicolIndusHealth18,215-224,2002.1碧萝芷的主要成分•Procyonidin•Catachin•B1•B61碧萝芷对吸烟气相自由基的清除作用•----------------------------------------------------------•浓度清除率•------------------------------------------------------------•1.5%oo22.6%•3%oo27.6%•5%oo29.1%•1%o20.0%•---------------------------------------------------------1碧萝芷对吸烟急性毒性的影响•1、实验方法(中国中医研