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Tabakrauch ist das bei der Verbrennung von Tabak entstehende Stoffgemisch, das beim Rauchen, d.h. beim Abbrand (Verschwelen) des Zigaretten-, Zigarren- und Pfeiffentabaks entsteht. Man unterscheidet den Hauptstromrauch, den der Raucher direkt einatmet (Inhalation) sowie den Nebenstromrauch. Dieser Artikel informiert in erster Linie über die im Tabakrauch enthaltenen Stoffe. kippe.jpg Tabakrauch enthält chemisch gesehen, unzählige Verbrennungsprodukte, nicht nur unverbranntes Nikotin. Eine genauere Analyse des Tabakrauches einer Durchschnittszigarette, wie er beim Tabakrauchen anfällt, zeigt einen Gehalt aller Elemente, die für die Organische Chemie von Bedeutung sind. Zigarettenrauch enthält insgesamt bis zu 12000 verschiedene chemische Verbindungen in allen drei Aggregatzuständen. Streng genommen dürfte somit der Tabakrauch nicht als Rauch bezeichnet werden, da es sich eigentlich um ein Aerosol handelt.

Die Verbindungen lassen sich im Hinblick auf ihre physiologische Wirkung in vier Schadstoffgruppen unterteilen:

  • reizende,
  • (blut-)toxische,
  • narcotoxische und
  • kanzerogene (krebserzeugende) Stoffe.

Die Chemie des Tabakrauches

Die Chemie des Tabakrauches ist - so die Angabe der Fachleute (z.B. nach: Römpp Lexikon Chemie, Hrsg. Prof. Dr. J. Falbe + Prof. Dr. Manfred Regitz, Thieme-Verlag Stuttgart/New York, 9.Auflage, S. 4434-4438, ISBN 3-440-04516-1) – differenziert zu sehen, je nach der Luftströmung, in der der Tabakrauch entsteht. Haupt- und Nebenstromrauch setzen sich aus sechs verschiedenen Strömungen zusammen:

  • dem Verbrennungsstrom („glow stream“, wird beim Zug aus der Glut an der Zigarettenspitze freigesetzt),
  • den Verkohlungsstrom („side stream“, wird in der Zugpause von der Glut der Zigarettenspitze freigesetzt),
  • dem Schwelstrom („smoulder stream“, im Mundstückbereich in Zugpausen emittiert),
  • dem Diffusionsstrom (vom Zigaretteninneren in der Zugpause durch das Filterpapier nach außen)
  • dem Effusionsstrom (vom Zigaretteninneren beim Zug durch das Filterpapier nach außen) sowie
  • der Exhalation („blow stream“, den von der Raucherin (dem Raucher) wieder ausgeatmeten Exhalationsstrom, die Raucherlunge hat dabei die meisten Schadstoffe ausgefiltert).
(Der Nebenstrom wird in englischsprachiger Fachliteratur auch „environmental tobacco smoke“ (ETS) genannt.)

Beim Tabakrauchen laufen drei unterschiedliche, chemische Prozesse ab:

  • a) der Tabak verbrennt (Redoxreaktion in der Glutzone, beim Zug/Sog an der Zigarette bei 800-1100 °C, an der Zigarre bei 580-660°C und an der Pfeife bei 420-500°C in oxidierender Atmosphäre)
  • b) der Tabak verschwelt (in und hinter dem Glutkegel, im Inneren des Glutkegels bei reduzierender Atmosphäre, was eine unvollständige Verbrennung sowie eine thermische Zersetzung (Pyrolyse) bewirkt. Diese setzt viele schädliche, „ungesättigte“ Verbindungen, Kondensations- und Polymerisationsprodukte frei und läuft je nach Abstand von der Glutzone bei 200-600°C ab) und
  • c) der flüchtige Anteil des Tabaks verdampft und destilliert (Verdampfungs- und Destillationszone: niedrig siedende Stoffe gehen direkt in den Rauch über, der beim Verrauchen freiwerdende Wasserdampf reißt weitere Schadstoffe mit sich (Wasserdampfdestillation, Extraktion) und sorgt dafür, dass Nikotin und etherische Öle in den Rauch gelangen).
Pfeifentabak-front.jpg

Das Rauchaerosol ist ein Stoffgemisch aus fest-flüssigen Partikeln (Phasenanteil: 5-10%, Partikel-Durchmesser: 0,1 - 1,0 Mikrometer, Partikelkonzentration: 107 - 1010 Teilchen pro mL Rauch), aus Dämpfen (kondensierbare Gasdampfphase aus verdampften Flüssigkeiten) und der Gasphase.

Das (Rauch-)Kondensat (Rauchniederschlagung, Zusammenballung der fest-flüssigen Partikel) wird umgangssprachlich „Teer“ genannt. Der durchschnittliche Kondensatgehalt der deutschen Zigaretten lag 1975 noch bei 9-25 mg und 1990 bei 12-14 mg.

Schadstoffe im Tabakrauch

RauchStoffe.jpg Aschenbecher mit Mechanik1 offen.jpg Das Aerosol Zigarettenrauch enthält nicht nur Benzol, Blausäure, Formaldehyd (Methanal) und Nitrosamine, sondern insgesamt 3900-12000 verschiedene Stoffe in allen drei Aggregatzuständen. Sie werden hier im Hinblick auf ihre physiologische Wirkung in folgenden vier Schadstoffgruppen beschrieben:
  • reizende,
  • (blut-)toxische,
  • narcotoxische und
  • kanzerogene (krebserzeugende) Stoffe:

Reizende Substanzen (Gefahrstoffsymbol: Xi)

Diese bewirken eine Verlangsamung des Selbstreinigungssystems der Bronchien, was im Endeffekt dazu führt, dass sich bei regelmäßiger Teer- und Kondensatzufuhr eine chronische Bronchitis („Raucherhusten“) entwickelt, der auch nach sofortigem,völligen Beenden des Rauchens (Absetzen, „cold turkey“) u.U. noch monate- bis jahrelang anhalten kann. Zu reizenden Substanzen gehören z.B. die sich bei der Tabakverbrennung aus stickstoffhaltigen Verbindungen in Spuren entwickelnden Gase Ammoniak (chemische Formel: NH3) und die Stickstoffoxide (NO und NO2 bzw. N2O4). Die Stickoxide stehen zudem unter dem Verdacht, zusätzlich krebserzeugend zu sein.

Bluttoxische Substanzen (Hämoglobinblocker)

Hierzu zählt in erster Linie das Kohlenstoffmonooxid (Formel: CO), ein farb- und geruchloses Giftgas, das eine ähnliche Giftigkeit (Toxizität) wie Blausäuregas und Schwefelwasserstoffgas entwickelt. Es entsteht bei der unvollständigen Verbrennung des Tabaks in Spuren und bindet sich beim Inhalieren chemisch irreversibel an den roten Blutfarbstoff Hämoglobin - ebenso wie auch die Giftgase Schwefelwasserstoff (H2S) und Blausäure (Zyanwasserstoff, HCN). Schwefelwasserstoff ist ein in der Analytischen Chemie bekanntes und wenig beliebtes Reagenz: Das Gas wird im Kationentrenngang und auch für Nachweisreaktionen benötigt, riecht aber widrig nach faulen Eiern und ist hochgiftig, ähnlich wie Blausäure auch.

Im Unterschied zu H2S und HCN ist das CO jedoch geruchlos - der Körper wird also bei der Inhalation größerer Mengen Kohlenmonoxid nicht vorgewarnt. Eine Kohlenmonoxid-Vergiftung durch bloßes Rauchen allein ist zwar nicht möglich, dennoch wird die Fähigkeit des Blutes, Luftsauerstoff aufzunehmen und im Körper weiterzutransportieren, beeinträchtigt. Folge: Dem Raucher geht eher „die Puste aus“, die „Luft bleibt ihm eher weg“ als einem Nichtraucher - zumindest, bis dass sein Körper neue rote Blutkörperchen bzw. neues Hämoglobin aufgebaut hat (was einige Tage dauert).

Narcotoxische Substanzen

Nikotin (auch Nicotin, chemisch: Alpha-Pyridyl-beta-N-Methyl-pyrrolidin, C10H14N2) ist eine ölige, farblose Flüssigkeit. Nicotin ist chemisch gesehen eine Stickstoffbase, ein Alkaloid - ebenso wie z.B. die (ebenfalls hochgiftigen) Stoffe Strychnin, Koffein, Ecgonin und sein Abkömmling Kokain, Morphin und sein Abkömmlinge Kodein, Papaverin und Azetylmorphin (= Heroin!) sowie die Indol-Alkaloide Psilocybin und Psilocin (auch in berauschenden Pilzen). Das Nikotin stellt - neben dem Nornikotin und dem aromatischen Wirkstoff Nikotianin - den eigentlich wirksamen, psychoaktiven Bestandteil der Droge Tabak dar. Es gehört zur Gruppe der narkotisch wirkenden Drogen. Die absolut tödliche Menge dieses - wie der Chemiker sagt - „pyridinen Alkaloids“ Nikotin beträgt nur etwa 50 mg - das ist tatsächlich etwa so viel Nikotin, wie ein Gewohnheitsraucher über den Tag verteilt verbrennt und verschwelt.

Gewohnheitsraucher überleben jedoch die Aufnahme tödlicher Nikotinmengen in ihre Lunge trotzdem. Denn wenn der Rauch von 12 Zigaretten z.B. 19 mg Nikotin enthält, so heißt das nicht, dass diese Gesamtmenge von der Lunge sofort ins Blut aufgenommen wird. Die Aufnahme des Nervengiftes in den Körper (Intoxikation) hängt von der Methode des Tabakgebrauches ab (Rauchen, Kauen, Schnupfen), der Inhalationstiefe und -dauer, der Stummellänge und vielen anderen Faktoren. Schon beim Verschwelen des Tabaks werden etwa 2/3 der Nikotinmenge im Tabak vernichtet - nur 1/3 geht in den Rauch über. In der Folge gelangt dann beim Aktiv- und Passivrauchen nur ein Bruchteil der mit dem Rauch eingeatmenten Nikotinmenge über die Mundschleimhäute (5%) und die Lunge (die restlichen 95%) in den Blukreislauf, verlangsamt anfänglich den Puls und sorgt nach dem nun beginnenden Blutdruckabfall schließlich - je nach Art und Menge weiterer Nikotinzufuhr - für eine Erhöhung der Pulsfrequenz, eine Steigerung der Darmbewegungen, ein Versiegen der Drüsenabscheidungen im Körper und eine - schneller erkennbare - Pupillenverengung im Auge mit Akkomodationskrampf.

Später tritt dann eine Pupillenerweiterung ein (durch Lähmung des Augenmuskels), bei höherer Dosierung (Nikotinaufnahme ins Blut) schließlich eine tendenzielle, lokale und am Ende gar lebensbedrohliche Lähmung aller Muskeln inklusive des Herzens (tödlicher Kreislaufkollaps ab ca. 50 mg). Neben Nikotin, Nornikotin und dem aromatischen Wirkstoff Nikotianin ist auch eine „Nicotinsäure“ bekannt (Pyridin-3-carbonsäure). Diese ist jedoch - im Unterschied zu jenen Nervengiften - ein Bestandteil des Vitamin-B2-Komplexes, wird als Medikament verwendet (ein farbloses, wasserlösliches Pulver) und kommt als Nicotinsäureamid in Bierhefe vor.

Kanzerogene Substanzen (Krebserzeuger und -erreger):

BenzolBm.jpg Tabakrauch enthält eine kaum überschaubare Fülle krebserzeugender Substanzen. Diese reicht von toxischen Schwermetallen wie z.B. Kadmium über Blutgifte wie Benzol bis hin zu Teerpartikeln und dem hoch-kanzerogenen 3,4-Benzopyren. Auch Spuren radioaktiver Schwermetalle (Polonium) sowie des Gases Radon kommen u.U. im Tabak vor (je nach Sorte).

Die einzelnen, für den Chemiker interessanten Inhaltsstoffe des Tabakrauches werden im Folgenden nach einigen weiteren, einführenden Unterthemen in einem eigenen Artikel-Abschnitt detailliert aufgeführt.

Medizinische Folgen von Tabakrauch-Inhalation

Die Schadstoff-Aufnahme beim Tabakrauchen ist enorm: Wer täglich 20 Zigaretten raucht, und das 20 Jahre lang, nimmt mit seiner Lunge insgesamt sechs kg Rauchstaub auf und jährlich eine Tasse Teer ("Kondensat"). Diese Art von Rauchvergiftung verkürzt die Lebensdauer - statistisch gesehen - um 6 Jahre (bei 10 Zigaretten täglich also um 3 Jahre, bei 2 Schachteln täglich um rund 8 Jahre). Das Nikotin verursacht Durchblutungsstörungen, das Kohlenmonoxid Sauerstoffmsangel in allen Organen - und selbst Stoffe wie Blausäure, Benzol und Benzpyren sind im Zigarettenrauch analytisch problemlos nachweisbar. Magenkrebs.jpg

Schon wenige Sekunden nach der ersten Inhalation erreicht das Nikotin über die Lunge das Gehirn. Die Blutgefäße verengen sich, der Blutdruck steigt und der Sauerstoffgehalt des Blutes im gesamten Körper nimmt ab (Durchblutungsstörungen, Aufnahme von Kohlenmonoxid). Luftknappheit, Kopf- und Muskelschmerzen sowie Konzentrationsschwächen treten auf, ebenso Kältegefühl, sowie "Raucherhusten"(chronische Bronchitis, COPD als Abkürzung für die chronisch obstruktive Lungenerkrankung ein Sammelbegriff für eine Gruppe von Krankheiten, die durch Husten, vermehrten Auswurf und Atemnot bei Belastung, also eine volkstümliche Bezeichnung ist „Raucherhusten“), Schlaflosigkeit (aufgrund von Entzugserscheinungen nach einigen Stunden Schlaf!) und schließlich Lungenemphyseme(s.u.), Gefäßverkalkung und -verschlüsse (Folge: Herzinfarkt,Schlaganfall und das Absterben von "Raucherbeinen" - je nach Ort des Gefäßverschlusses) sowie auf Dauer Krebserkrankungen an Zunge, Haut, Speise- und Luftröhre, in Mundhöhle, Bronchien und Lungen (Bronchialkarzinom), Magen (vgl. Abbildung), an der Bauchspeicheldrüse, den Nieren oder der Blase. Sogar Fälle von Parodontitis und Impotenz können auf Tabakrauch als Ursache zurückgeführt werden. Thorax CT peripheres Brronchialcarcinom li OF.jpg im CT-Schnittbild . ]] In Deutschland wurden 1995 rund 12% aller Todesfälle und 40 % aller Krebserkrankungen auf das bzw. Spätfolgen des Rauchens zurückgeführt - somit starben durch das Rauchen jährlich über 100.000 Deutsche, während z.B. durch Unfälle im Straßenverkehr „nur“ ca. 8000 Personen starben. Lungenkrebs forderte 1990 33000 Todesopfer - 88% davon waren Aktivraucher. Noch dramatischer die Situation im Jahr 2003 in Deutschland: Drogentote durch illegale Drogen 1 477, 40 000 Todesfälle als Folge von Alkoholmissbrauch und 110 000 als Folge des Tabakrauchens (Quelle: die Drogenbeauftragte der Bundesregierung, Drogen- und Suchtbericht 2004, siehe auch unter: Todesursache).

Die Chance,Lungenkrebs nach dessen Erkennen zu überleben, liegt bei rund 10% - nur 10 von 100 Patienten überleben die nächsten 5 Jahre. Rauchen begünstigt auch das Entstehen der anderen, obengenannten Krebsarten und ist der "Top-Risikofaktor" für Herzinfarkte und Herzgefäßerkrankungen (98% aller Infarktpatienten unter 40 Jahren sind Raucher!). Plötzlich beim Aufstehen und Losgehen auftretende Schmerzen unterhalb der Kniekehle zeigen Erkrankungen der Beinarterien an, bei deren Verschluss (Arteriosklerose) Fußzehen, später Füße und Unterschenkel absterben können. Ein "Lungenemphysem" (Lungenblähung) ermöglicht es dem Patienten nur mit Mühe auszuatmen, die Lungenbläschen entleeren die ausgeatmete Luft nur noch zum Teil, platzen schließlich und durch die Abnahme der Möglichkeit, Sauerstoff in das Blut aufzunehmen, ist es Patienten zum Schluss nur noch möglich, durch unnatürlich schnelleres Atmen bzw.mit Hilfe von Sauerstoff-Atemgeräten zu überleben.

Das in der Regel unfreiwillige Passivrauchen verursacht identische Symptome und Krankheiten. Besonders bei Kindern von Rauchern treten deutlich höhere Infektionsanfälligkeiten auf. Je früher das (Mit-)Rauchen beginnt, desto größer das Risiko eines früheren Todes - erst nach 15 Jahren Abstinenz vom Rauchen ist das Risiko eines Todes aufgrund von Herzgefäßerkrankungen wieder so gering wie bei Nichtrauchern. Insgesamt ist das Risiko einer Erkrankung bzw. eines Todesfalles infolge Rauchens abhängig von:

  • der Zahl der täglich (mit)gerauchten Zigaretten
  • der Dauer des regelmäßigen (Mit)Rauchens
  • dem Einstiegsalter und
  • der Rauchtechnik (Aktiv/Passiv, Anzahl der Züge, Stummellänge,Inhalationstiefe und -dauer).

Detailliertere chemoanalytische Angaben über Tabakrauch-Komponenten

RauchAnalyse2.jpg Kondensatwerte auf Zigarettenpackungen geben drei Analysenwerte an - insgesamt weist der Tabakrauch jedoch 3900 - 12000 verschiedene Einzelstoffe auf. Nur ein geringer Bruchteil davon bestimmt das Tabakaroma, während der Hauptteil aus zum Teil kaum wahrnehmbaren Schadstoffen besteht.

Nach Angaben der Fachleute (im Folgenden z.B. nach: Römpp Lexikon Chemie, Hrsg. Prof. Dr. J. Falbe + Prof. Dr. Manfred Regitz, Thieme-Verlag Stuttgart/New York, 9.Auflage, S. 4434-4438, ISBN 3-440-04516-1) enthält Tabakrauch im Einzelnen folgende Stoffgruppen:

Gasphase
Allein die Gasphase enthält außer Wasserdampf (10-20%) folgende anorganische Stoffgruppen:
  • Stickstoff N2 aus der Luft (bis 73%), Sauerstoff O2 (10%) und Kohlendioxid CO2 als Verbrennungsprodukt (bis 9,5% - in der Luft normal: ca. 0,035%, MAK-Wert 9000mg bzw. 5000 mL pro Kubikmeter Atemluft pro 8-Stunden-Arbeitstag),
  • den Hämoglobinblocker Kohlenmonoxid CO (4,2%, toxisch, geruchlos),
  • Wasserstoff H2 (1 %),
  • Edelgase (Ar,Kr,Ne,Xe: 0,6%),
  • Blausäure HCN (0,16%, ein toxischer Hämoglobinblocker, 50mg wirken innerhalb von Sekunden tödlich, der MAK-Wert liegt bei 11 mg pro Kubikmeter),
  • Ammoniak NH3 (0,03%, ein Reiz- und Kampfgas, MAK-Wert 35 mg/Kubikmeter oder 50 mL/Kubikmeter), Stickoxide (0,02%, kanzerogen) sowie
  • Schwefelwasserstoff H2S (in Spuren, aber ebenfalls ein Hämoglobinblocker, hochtoxisch, MAK-Wert daher bei 15 mg oder 10 mL pro Kubikmeter, LC50-Wert bei Ratten, inhaliert: 0,44 m/ pro Kubikmeter).
(Der hier genannte MAK-Wert ist die maximale Arbeitsplatz-Konzentration, die am Arbeitsplatz an einem 8-Stunden-Tag gesetzlich gerade noch zulässig ist. Bei seiner Überschreitung macht sich der Arbeitgeber u.U. strafbar, handelt aber in jedem Fall ordnungswidrig und kann im Arbeitsleben mit einem Bußgeld belangt werden. Der LD50- bzw. LC50-Wert gibt in der Toxikologie (Giftkunde) die Stoffmenge an, bei deren Aufnahme in den Körper mindestens 50% der Versuchstiere innerhalb von 24 Stunden sterben (LD50, „Lethal Concentration / Letale Dosis“).

Organische Verbindungen
An organischen Verbindungen sind in der Gas-/Dampfphase Vertereter aller Stoffklassen der Organischen Chemie in Spuren enthalten:
  • Ameisensäure (HCOOH, flüssig eine ätzende Säure),
  • die Alkohole Methanol (CH3OH) und Ethanol (C2H5OH; flüssiges Methanol führt bei oralem Genuss zu Erblindung, LD50 = 5,6 g/kg, orl, rat, der MAK-Wert für Ethanol beträgt 1000 mL/Kubikmeter),
  • die Aldehyde Methanal (HCHO, Formaldehyd), Ethanal (Acetaldehyd, CH3CHO), Acrolein, 2-Butanon (Methanal ist ein krebserzeugendes Allergen, MAK-Wert: 0,5 mL/Kubikmeter, und giftig, Ethanal (Acetaldehyd) und Acrolein (2-Propenal) ebenso, MAK: 0,1 mL/Kubikmeter),
  • Kohlenwasserstoffe der Stoffklassen der Alkane, Alkene und Alkine (Aliphaten) wie Ethan, Butan, Ethen, Propen, Buten, Ethin sowie aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol (C6H6) und Toluol (C7H8). Das stark kanzerogene Blutgift Benzol hat einen MAK-Wert von 1,0-2,5 mL/Kubikmeter).

Ferner finden sich im Tabakrauch und –dampf: Phenol (= Hydroxybenzol), als Ester Alkylmethanoate und –ethanoate, als Amine auch Aminomethan und -ethan, Dimethylamin (Aminomethan ist Methylamin: MAK = 10 mL/Kubikmeter).

Partikel-Gehaltsstoffe
Schädlicher noch sind die in der Partikelphase enthaltenen Stoffe. Insgesamt gehören auch dem Partikel-Anteil im Tabakrauch Stoffe der im Folgenden aufgezählten folgenden Stoffklassen aus der gesamten Palette der Chemie und Toxikologie an (in Klammern die Anzahl der aus dieser Gruppen im Tabakrauch auffindbaren Einzelstoffe sowie die Hauptvertreter dieser Gruppen in dieser Partikelphase (dem Kondensat):

  • Aliphate (ca. 80 verschiedene / C31-C33-(n- und Iso-)Alkane, C5-C20-Alkene),
  • Aromaten (ca. 100 / Chrysen, Benzo(a)pyren,Benzo(j)fluoranthen, - auch Heterocyclen wie Carbazol und viele polycyclische Aromaten (PAH) mit zusammen rund 1,25-2,85 Mikrogramm/Zigarette - gemessen im Hauptstromrauch),
  • Alkohole (ca. 25 / Ethanol, Methanol, Propantriol, Ethandiol),
  • Alkanale und Alkanone (Carbonylderivate, insg. ca. 45 / Propanon, 2-Butanon, 2-Propenal alias Acrolein, Propanal alias Propionaldehyd),
  • Carbonsäuren (55 / Methan-, Ethan-, Propansäure),
  • Ester (ca. 270 / z.B. Ethylacetat,-valerat, Allylcapronat),
  • Phenole und Phenolether (um 55 / Hydroxymethylbenzole alias Kresole, Phenol, 2,4- und 2,5-Xylenole),
  • Alkaloide und ähnliche Stickstoffbasen (ca. 100 / u.a. Nicotin, Nornicotin, Anabasin, Myosmin),
  • Schwermetallkationen (z.B. Kadmium - 0,007 - 0,35 mikro-g/Zigarette - , Quecksilber, Kupfer, Arsen, Nickel, Zink, Blei, Antimon und sogar Gold - letzteres jedoch nur mit 0,02 ng/Zigarette),
  • Radioisotopen (Strahlenbelastung insgesamt: 0,07 mSv/Zigarette; Isotopen z.B. Polonium-210, Radium-226 und -228 und Kalium-40 - letzteres mit ca. 0,10-0,16 pCi/Zigarette - sowie Thorium-228),
  • Peroxide, Terpene, Sterine, Nitrosamine und TSNA (N’-Nitrosoanatabin (NAT), N’-Nitrosonornicotin (NNN), 1-Nitrosopyrrolidin u.a.), Aminosäuren und Proteine, Pflanzenschutzmittel-Rückstände sowie Stoffwechselprodukte derselben („Pestizid-Metabolite“).

Vom im Tabak enthaltenen Nikotin verbrennen übrigens 30-35% in der Glutzone, 40% in den Nebenstromrauch und 25-30% in den ungefilterten Hauptstromrauch. Von diesen verbleiben bei filterlosen Zigaretten 30% - absolut gesehen also 8-9% - im Tabakstummel, bei Filterzigaretten 40-70% (absolut: 12-20%). Insgesamt gelangen also 14-20% des Nikotins vom Tabak in die Mundhöhle des Rauchers (bei Filterzigaretten 5-12%), wovon beim Lungenzug 90% resorbiert werden, beim „Paffen“ im Mundraum jedoch nur 5%. Der Hauptstromrauch einer filterlosen Zigarette enthält dann aber immer noch 1,0-2,3 mg Nikotin (sowie z.B. 10-23 mg Kohlenmonoxid, ferner rund 1 mg Ethanal, 100 - 1000 Mikrogramm Essigsäure, 100-600 Mikrogramm Stickoxide, 400-500 Mikrogramm Blausäure (Cyanwasserstoff), 20-50 Mikrogramm Benzol, jeweils 60-100 Mikrogramm Acrolein und Phenol sowie 70-100 Mikrogramm Formaldehyd). Das heißt, dass von den durchschnittlich 0,86 mg Nikotin pro Zigarette (Wert von 1990; in 1961 enthielt jede Zigarette noch durchschnittlich 1,44 mg Nikotin) 0,043-0,103 mg in den Mundraum und - beim Inhalieren „auf Lunge“ - in den Körper gelangen (tödl. Nikotinmenge: ca. 50 mg).

Schon wenige Sekunden nach der Nikotinaufnahme (durch Inhalation und Resorption) sinkt die Körpertemperatur - mit Flüssigkristallen in den Fingern messbar - daher merklich ab. Etwa alle 2 Stunden wird die Hälfte der aufgenommenen Nikotinmenge vom Körper wieder abgebaut (zu so genannten Metaboliten). Diese zweistündige Halbwertzeit des Nikotins bestimmt den Suchtcharakter des Tabakkonsums mit.

Zur Toxikologie des Tabakrauches

Als Toxikologie wird die Lehre von den Giften und ihrer Giftwirkung bezeichnet. Zunehmend wird Tabakrauch von Öffentlichkeit und Justiz als Giftstoff-Gemisch wahrgenommen; der US-Staat Kalifornien hat sich - laut einer Pressemeldung im San Francisco Chronicle Ende Januar 2006 - sogar entschieden, ihn regulierungsbehördlich in die Liste "giftiger Luftschadstoffe" aufzunehmen, womit er auch juristisch anderen gefährlichen Giftstoffen gleichgesetzt wird. Auch in der EU wird erwogen, ihn nicht nur als Schadstoff, sondern zudem als Gefahrstoff gemäß Gefahrstoff-Verordnung (GefStoffVO) zu führen. Im Hauptstromrauch einer filterlosen Zigarette finden sich mengenmäßig insgesamt ca. 15-40 mg biologisch aktive Schad- und Giftstoffe ("toxische Substanzen"). Ein durchschnittliches Analyseergebnis für Tabakrauch weist folgende Mengen von Einzel-Schadstoffen auf (jeweils Stoff; Gehalt/Stoff; Gehalt, aufgezählt in Reihenfolge der Häufigkeit und in Mikrogramm pro Zigarette; in der Schadstff-Analytik gebräuchlich sind dabei folgende Einheiten: 1 Milligramm (mg) = 1000 Mikrogramm = 1.000.000 Nanogramm = 1 Mrd. Picogramm):

Kohlenmonoxid; 10000-23000 /Nicotin; 1000-2300 /Ethanal; 500-1200/Cyanwasserstoff; 400-500/Hydrochinon; 110-300/Essigsäure; 100-1000/Stickoxide; 100-600/Brenzcatechin; 100-360/Propanon; 100-250/Methanol; 90-180/Ameisensäure; 80-600/Formaldehyd; 70-100/Kalium (Ionisch); um 70/Phenol; 60-140/Acrolein; 60-100/Ammoniak; 50-130/3- und 4-Kresol; 40-80/3-Methylpyridin; 20-36/Pyridin; 16-40/Nitrosamine (insg.); bis 8,5/N’-Nitrosonornicotin; bis 3,7/Natrium (Ionisch); um 1,3/Carbazol; 1,0/Aluminium (Ionisch); 0,22/ N’-Nitrosoanatabin; 0,2-4,6/2-Nitropropan; 0,2-2,2/Kupfer (Ionisch); 0,19/Zink (Ionisch); 0,12-1,21/Phenanthren; 0,08-0,62/Magnesium (-Ionen); 0,07/Antimon (Ionisch); 0,052/Pyren; 0,05-1,01/Benzo(a)fluoren; 0,04-0,18/Eisen (-Ionen); 0,042/o-Toluidin; 0,03-0,16/Anthracen; 0,02-0,23/Benzo(b)fluoren; 0,02/Fluoranthen; 0,01-0,27/ Hydrazin; 0,03-0,04/Urethan; 0,02-0,04/Blei (ionisch + organ.); 0,017-0,98/Arsen; 0,012-0,022/Dibenz(a,j)anthracen; 0,01-0,03/Cadmium; 0,007-0,35/1-Nitrosopyrrolidin; 0,006-0,11/Benzo(a)pyren; 0,005-0,078/Dibenz(a,h)anthracen; 0,004/Quecksilber + Chrom; je ca. 0,004/Benz(a)anthracen; 0,004-0,076/1-Methylchrysen; um 0,003/Benzo(ghi)perylen; 0,003-0,039/Anthanthracen; 0,002-0,022/4-Aminobiphenyl; 0,002-0,005/Chlorethen/Vinylchlorid; 0,001-0,01/N’-Nitrosodiethylamin; 0,001-0,02/Silber; 0,0012/Gold ; 0,00002...

Der Terry-Report (erschienen 1964 in Washington, US Dept. Health,Educ.,Welfare, Publ. 1103) lieferte schon den ersten toxikologischen und somit wissenschaftlich sicheren Beweis dafür, dass Zigarettenrauchen zu einem deutlich erhöhten Auftreten von Lungentumoren (-krebs) führt. Auch Kehlkopf-,Mundhöhlen-,Speiseröhren-,Blasen- und Pankreastumore können vom Tabakrauch erzeugt werden.

Als Krebserreger (Karzinogene) wirken in erster Linie die polycyclischen Aromaten (PAH) wie Anthracen, Benzo(a)fluoren, Benzo(a)pyren, Phenanthren, Pyren usw. sowie die tabaktypischen Nitrosamine (TSNA, N-Nitroso-Verbindungen) wie z.B. das N-Nitroso-dimethylamin,-methylethylamin,-nortnicotin,-diethanolamin und 1-Nitrosopyrrolidin und -piperidin.

Deren krebserzeugendes Potential wird von Kokarzinogenen, Schwermetallen, aromatischen Aminen (wie z.B. Anilin) und Radioisotopen (z.B. Polonium-210: 0,411 pCi/g Tabak im Tabakrauch) unterstützt. Zudem werden pro Zigarettenzug ca. 1014 freie Sauerstoffradikale erzeugt, die - ebenso wie Nitrosierungsvorgänge im Körperinneren („endogen“) - vermutlich zur Krebsentstehung beitragen können. Da der Nebenstromrauch ungefiltert in die Umgebungsluft z.B. am Arbeitsplatz gelangt, wurde 1985 ein Kapitel „Passivrauchen“ in Abschnitt IIIB der MAK-Liste aufgenommen (vgl. oben unter MAK-Werte). Neben der tumorbildenden Wirkung von Tabakrauch ist eine erhöhte Anfälligkeit von Aktiv- und Passivrauchern gegen Herzinfarkte, Koronarerkrankungen und Arteriosklerose („Arterienverkalkung“) sowie gegen Rachenraum-, Magen- und Darmerkrankungen (Letztere hauptsächlich bewirkt durch Nicotin und Kohlenmonoxid) und Bronchienerkrankungen („Raucherhusten“) nachweisbar.

Die Bronchitis-erzeugende Wirkung des Tabakrauches wird den Phenol- und Säure-Anteilen im Tabakrauch sowie den Carbonylverbindungen zugeschrieben (Alkanale und Alkanone), zusätzlich unterdrücken Blausäure und Acrolein die Regeneration und Selbstreinigung der Flimmerhärchen (Flimmerepithel) im Atemtrakt sowie die Bildung der weißen Blutkörperchen (Leukocyten). Im Speichel von Rauchern sind zudem vermehrt Thiocyanate nachweisbar.Im Vergleich zu Nichtrauchern weisen die Organismen von Raucher(inne)n ein geringeres Körpergewicht und einen erhöhten Grundumsatz auf, was auf eine erhöhte Enzymaktivität schließen läßt.

Zur Verringerung des Schadstoffgehaltes im Rauch wurden Filter aus Celluloseacetat entwickelt, die einen Teil des Nicotins und der Partikelphase („Teer“, Kondensat) zurückhalten. Diese halten etwa 40-70% der Partikel und bis zu 80% der Phenole des Tabakrauches zurück. Zusätzliche Aktivkohlefilter halten bis zu 85% der Gasphasenbestandteile zurück. Zudem wurde in den letzten Jahren des 20. Jahrhunderts intensiv mit halbsynthetischem Tabak experimentiert: Dem Tabak werden 20-25% synthetische Stoffe (z.B. teiloxidierte Polysaccharide oder Tabakersatzstoffe wie NSM,RCN und Cytrel) und künstliche Aromastoffe zugesetzt - jedoch haben diese extrem nikotinarmen Produkte bei den Konsumenten - dem „mündigen Verbraucher“ sowie den bereits suchtkranken Kettenraucher(innen) - keine Akzeptanz gefunden, so dass es bei Durchschnittswerten von 0,6- 0,8 mg Nikotin und 12-14 mg Kondensat pro Zigarette geblieben ist.

Inhalation von Tabakrauch und seine Folgen

Als in den sechziger Jahren der o.g. Terry-Report erschien und die Schädlichkeit eingeatmeten Teerkondensates für Straßenbau- und Fabrikarbeiter sowie Raucher(innen) bekannt wurde, haben viele Ärzte in Großbritannien das Rauchen aufgegeben. Zur gleichen Zeit lief jedoch eine Langzeitstudie über die Anzahl der Todesfälle von 1953-1965. Das Ergebnis zeigte, dass die Zahl der Lungenkrebs-bedingten Todesfälle bei 35-64jährigen Männern in Großbritannien um 7% stieg - die der Ärzte sank im gleichen Zeitraum um 38%. Von fünf Nichtrauchern erreichte einer nicht mehr das Rentenalter - von Rauchern (Zigarettenkonsum: 25 Stück täglich und „auf Lunge“) hingegen zwei.

Zusätzlich gefährdet waren untersuchte Raucherinnen, die die Antibabypille nehmen: Sie erkrankten achtmal häufiger an Schlaganfall, Thrombose und Herzinfarkt. Bei schwangeren Raucherinnen wurde zusätzlich die Plazenta weniger durchblutet, sodass die Leibesfrucht weniger Nähr- und Sauerstoff enthielt. Das Risiko einer Fehl- bzw. Frühgeburt wurde bei einem Konsum von 20 Zigaretten täglich doppelt so groß wie das der Nichtraucherinnen, und das Geburtsgewicht der Säuglinge fiel um durchschnittlich 200 g. Die schulischen Leistungen elfjähriger Kinder, deren Mütter während der Schwangerschaft geraucht haben, lagen so z.B. im Durchschnitt etwa drei Monate zurück gegenüber den so nicht vorgeschädigten Kindern. 1986/87 wurden in den USA und Großbritannien weitere, umfangreiche Behördenberichte über die Schädlichkeit von Zigarettenrauch vorgelegt. Demnach ist das Risiko, durch Passivrauchen an Lungenkrebs zu erkranken, für den/die nichtrauchenden Partner(in) von rauchenden Ehepartner(innen) zwei- bis dreimal so hoch wie das durchschnittliche Risiko für Nichtraucher ! Statistisch gesehen wird von 1000 jungen Männern, die rauchen, einer ermordet. Sechs davon kommen durch Verkehrsunfälle ums Leben, aber 250 an Folgeschäden und -krankheiten des Rauchens. Die Lebenserwartung sinkt also pro Zigarette um ca.15 Minuten, d.h. bei 20 Zigaretten täglich hat man eine um 5 Jahre kürzere Lebenserwartung, bei 40 täglich etwa 8 Jahre weniger.

Das Rauchen von 20 Zigaretten täglich über 20 Jahre hinweg kostet also vielleicht nicht das Leben (das ist „nur“ bei 25% der Fall), - aber doch immerhin rund 15.000,- Euro. Auf dieses Geld aber wollen zum Leidwesen der Krankenkassen und des Sozial- und Gesundheitswesens die Tabakindustrie sowie der Staat (Tabaksteuer) natürlich ungern verzichten: der Konsum der zunehmend umstrittenen, legalen Droge Tabak wird also wohl auch weiterhin - unabhängig von der ethisch-moralischen Fragwürdigkeit - juristisch legal bleiben.

Tabakrauch in der Geschichte

Neben Alkohol ist Nikotin, ein Bestandteil des Tabaks, die in Deutschland wohl verbreitetste und am einfachsten beschaffbare (legale) Droge. Älteste Darstellungen rauchender Maya-Priester sind schon von 500-600 v.Chr. bekannt und nach der Entdeckung Amerikas durch Kolumbus (1492) tauchten bald (1497) erste Berichte über die Tabakpflanze in Europa auf. 1560 brachte Jean Nicot de Villemain die Pflanze nach Europa.

Während von einem der ersten europäischen Raucher, Sir Walter Raleigh, bekannt ist, dass er von einem verwirrten Zimmermädchen mit einem Eimer Wasser übergossen wurde (mit dem Ausruf: "Hilfe, Sir Raleigh brennt - aus dem Mund kommt schon Rauch !"), war das Rauchen bald so verbreitet, dass Zar Michael Romanow den Tabakkonsum im 16./17.Jahrhundert mit Strafen wie Verbannung, Exkommunikation und Hinrichtung zu bekämpfen versuchte - während andernorts 1625 erstmals die Tabaksteuer eingeführt wurde. 1881 wurde in den USA die 1.Zigarettenmaschine patentiert - sie schaffte 200 Zigaretten pro Minute. 1910 waren beim deutschen Patentamt schon 20000 Zigarettenmarken eingetragen - und fortan wurden die Zigaretten - gemessen am Stundenlohn - stets billiger (1930 gab es 19 Zigaretten für einen Durchschnitts-Stundenlohn, 1960 schon 32 Stück, 1990 92 Zigaretten).

Verbreitung von Tabakrauch und Rauchgewohnheit

In Deutschland sind vom 14.Lebensjahr an ca. 49% Nichtraucher, 34% Raucher und 17% Ex-Raucher. Die Deutsche Hauptstelle für Suchtfragen (siehe Weblinks) erwähnt vier Studien, nach denen zwischen 1994 und 2001 in Deutschland 111.000 bis 143.000 Menschen pro Jahr an tabakbedingten Krankheiten vorzeitig starben.

Links zu verwandten medizinischen Themenbereichen

Physische Folgeerscheinungen

Gewohnheitsmäßiges Inhalieren von Rauch gilt als Risikofaktor für viele Krankheiten, zu denen folgende Links führen:

Psychische Folgeerscheinungen

Das "Kettenrauchen" wird wie jede zwanghafte Wiederholung stets gleichartiger Verhaltensweisen in der Hoffnung auf Befriedigung unter dem Oberbegriff Sucht zusammengefasst.

Siehe auch

Weblinks

Tabak | Chemie

 

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