Ud over at tilsætte smag, aroma og stoffer, der gør det lettere at starte med at ryge, kan industrien også fastholde rygerne ved at gøre dem afhængige af cigaretterne.
Tobaksindustrien ved, hvordan de unge får lyst til at ryge og hvilke mekanismer i hjernen, der giver trang til en cigaret. Og denne viden udnyttes, når der ændres på cigarettens sammensætning af tilsætningsstoffer, ligesom den viden bruges i markedsføringen mod de unge rygere.

Først vil vi se på, hvordan industrien har udnyttet deres viden om nikotins indvirkning på rygeren.

Nervecellernes overførsel af impuls fra en nervecelle til en anden nervecelle
Nikotin forstyrrer nervetransmissionen mellem nerveenderne, også i nervecellerne i hjernen.
Nervecellerne (neuronerne) modtager en impuls i den ene ende af cellen – oftest bestående af mange forgreninger, kaldet dendritter. Dendritterne sender impulsen, som kan være modtaget fra en anden neuron eller fra sanseceller i dendritterne, til cellekroppen. I cellekroppen findes alle de nødvendige funktioner, der skal til, for at nervecellens funktioner kan opretholdes. Her findes også nervecellens kerne. Hver neuron har kun en ende, der leder nerveimpulsen ud fra cellen – den kaldes en axon eller neurit. Axonen kan blive forgrenet i endeknopper, som kan give impulsen videre til flere steder, for eksempel til en muskel eller andre nerveceller.

For at lette transmissionen af nerveimpulsen hen over axonen kan denne være pakket ind i nogle fedtholdige celler, kaldet schwanske celler. Disse celler bevirker, at impulsen springer fra den ene indsnøring til den næste, og impulsen løber hurtigere frem.



 

En nerveimpuls startes ved, at cellemembranen bliver gennemtrængelig for natriumioner Na+. Herved udløses en impuls på 120 mV. Når nervecellen er i hvile, findes et elektrisk potentiale over membranen. Det opstår ved at nogle pumper i cellemembranen hele tiden pumper natriumioner ud af cellen og kaliumioner ind i cellen. Begge ioner er positivt ladet, men den ene ion har større elektropositivitet end den anden, og herved opstår potentialet. Med til regnskabet hører også, at der findes flere negativt ladede proteiner inde i nervecellen end udenfor.



Ved indstrømningen af natriumionerne forsvinder potentialet på -80 mV og bliver endog positivt, svarende til +40 mV. Herved opstår en impuls, der kan løbe videre hen ad nervecellens membran. Når spændingen er +40 mV, lukkes hullerne i membranen for natriumionerne, og samtidig lukkes kalium­ionerne ud gennem membranen. Strømmen af kaliumioner ud af membranen forhindrer, at impulsen løber tilbage.



Efter at impulsen er løbet forbi et område på nervecellen, vil Na/K-pumpen igen oprette hvilepotentialet på -80 mV, så nervecellen er klar til en ny impuls.

I perioden, mens hvilepotentialet bliver genoprettet, kan nervecellen ikke modtage nye impulser. Denne periode kaldes refraktorperioden og varer cirka 2 ms.

Når impulsen har nået endeknopperne, sendes den videre til næste nervecelles dendritter. Endeknoppen og dendritten rører ikke hinanden, og nerveimpulsen kan ikke springe direkte fra den ene nervecelle til den anden. Stedet, hvor nerveimpulsen overføres til den næste nervecelle, kaldes synapsen.

Overførsel af impulser fra en nervecelle til en anden sker ved hjælp af kemiske stoffer, de såkaldte neurontransmittere – signalstoffer, som formidler kommunikationen mellem nerveceller.

Stoffet acetylkolin er en sådan neurontransmitter. Overførsel af en impuls fra den ene celle til den anden sker ved, at nerveimpulsen udløser acetylkolin i nerveenden, og stoffet påvirker receptorerne i modtagernervecellen, således at denne bliver gennemtrængelig for natriumionerne og kaliumionerne. Der er hermed opstået en impuls på modtagernervecellen.

Nikotin binder sig bedre til modtagernervecellens receptorer end transmitterstofferne (eksempelvis acetylkolin). Første gang man ryger og inhalerer, vil der ofte optræde en nikotinforgiftning. Nikotin går ind og blokerer nerveimpulserne, da transmitterstofferne ikke kan sætte sig i stort nok antal på modtagernervecellen til at kunne starte en ny nerveimpuls.

Efter rygning flere gange og over en periode vil nervecellerne danne flere receptorer, så nerverne er tilvænnet nikotin. Så når rygeren får nikotin, vil nerveimpulser virke normale igen, og rygeren opnår en rar følelse. Men hvis rygeren ikke får nikotin, vil der være alt for mange receptorer, der venter på transmitterstoffer, og så vil nerverne ikke virke optimalt.

 

Inden nikotin sætter sig på receptorerne i nerverne, skal det først optages gennem overfladen på lungerne og over i blodet, hvormed det transporteres rundt i kroppen. Jo hurtigere denne overførsel sker, desto hurtigere vil rygeren opnå den rare følelse, som er målet med rygningen. Nikotin kan findes i tre former; to der er ladet med henholdsvis en og to protoner eller i en neutral form. Den neutrale form optages hurtigt, da cellemembraner ikke lige så nemt optager ladede molekyler. Hvilken form nikotin har, er afhængig af surhedsgraden. Ved en lav pH vil nikotin have to protoner, og i basisk miljø vil den være neutral.

 

Ovenstående kaldes et bjerrumdiagram. Et sådant viser, hvor stor en andel af molekylerne, der er protolyseret ved en given surhedsgrad. Ved pH = 7,8 vil halvdelen af nikotinmolekylerne i opløsning være udladet og halvdelen have 1 proton og være monovalent ladet. Hvis pH stiger over 7,8, vil der blive flere nikotinmolekyler, der er udladede – og omvendt, hvis pH bliver lavere end 7,8. Ved pH = 3 er der lige mange nikotinmolekyler med henholdsvis 1 og 2 protoner bundet til sig.

Røgen fra cigaretter er lettere sur (pH 5 – 6,5). Når røgen opløses i det vandige miljø i lungernes alveoler, vil pH-værdien stige til 7,4, som er den surhedsgrad, der er i vævsvæsker. Ved 7,4 er der allerede en del neutrale nikotinmolekyler, så disse kan optages og overføres til blodet.

Det er kommet frem, at Marlboro tilsatte ammoniak i deres cigaretter op gennem 60´erne, hvilket har bevirket, at pH-værdien er øget i røgen fra deres cigaretter. Konkurrerende firmaer påpegede denne ændring hos Marlboro og tillagde det den betydning, at firmaet bevidst havde gjort det for at gøre flere afhængig af deres mærke. Deres salg, før de tilsatte ammoniak, var på cirka 20 milliarder cigaretter. Efter tilsætningen af ammoniak steg salget til cirka 50 milliarder i 1970. Senere er det kommet frem ved et referat fra et bestyrelsesmøde i Philip Morris, som producerer Marlboro, at man bevidst havde anvendt denne teknologi, og at man vidste, hvor mange flere, der ville blive afhængige af cigaretterne og hvor mange flere, der ville dø.

Senere har alle andre cigaretproducenter også brugt denne teknologi til at hæve pH-værdien, så nikotin-molekylet bliver lettere at optage, og rygeren bliver mere afhængig og får en hurtigere effekt ved rygning. At hæve pH-værdien kan gøres på mange måder, både kemisk ved at tilsætte ammoniak eller stoffer, der danner ammoniak ved forbrændingen, samt ved at anvende andre tobaksplanter, dyrkningsmetoder eller stoppe fermenteringsprocessen tidligere, så tobakken ikke bliver for sur.