Rökare säger ofta att lysa upp en cigarett kan lugna sina nerver, tillfredsställa sina behov och hjälpa dem att slappna av.
Nu, ett team av University of Michigan är forskare rapporterar nya bevis för varför det kan vara: Rökning ger stora förändringar i flödet av "må bra" kemikalier mellan hjärnans celler, både temporärt och långsiktigt. Och de förändringar i flödet matcha upp med förändringar i hur rökare säger att de känner sig före och efter rökning.
Det är första gången rökning har visat sig påverka den mänskliga hjärnans naturliga system med kemikalier som kallas endogena opioider, som är kända för att spela en roll i undertrycka smärtsamma förnimmelser, skärper positiva känslor och skapar en känsla av belöning. Det är samma system som stimuleras av heroin och morfin.
Forskargruppen, från UM Medical School, kommer att presentera resultaten tisdag eftermiddag i en föreläsning vid det årliga mötet för Society for Neuroscience.
De nya resultaten kommer från en pilotstudie med en liten grupp av unga manliga paket om dagen rökare och icke-rökande försökspersoner jämförelse. Trots deras Studiens ringa storlek, säger forskarna i förvånansvärt stor effekt på opioider nivåer hittade de föreslår en lovande väg för ytterligare upptäckt. Det kan leda till bättre förståelse för varför rökning påverkar människor som den gör - inklusive mysteriet med varför det är ofta så svårt att sluta, trots att tobak många hälsorisker.
"Det verkar som rökare har en förändrad opioid flöde hela tiden, jämfört med icke-rökare, och att röka en cigarett ytterligare förändrar det flöde med 20 till 30 procent i regioner av hjärnan viktigt att känslor och längtan", säger David J . Scott, doktorand i UM neurovetenskap Program som kommer att presentera resultatet. "Denna förändring i flöde som kan ses på en hjärnskanning korrelerad med förändringar i hur rökarna själva rapporterade att de kände före och efter rökning."
Scott och hans kollegor gjorde resultaten med hjälp av en typ av hjärna scanning kallas positronemissionstomografi eller PET, avbildning. Detta tillät dem att bokstavligen se aktivitet i de endogena opioid-systemet när studiedeltagarna first rökte en speciell cigarett med nästan ingen nikotin och sedan rökt en vanlig cigarett. Före, under och efter skanningar, deltagarna betygsatt hur avslappnad, alert, sjuka och nervösa de kände och hur mycket de var svältfödda tobak.
De nya rönen bekräftar tidigare studier på djur, och lägga till forskarnas tidigare förståelse av hur rökning påverkar flödet av en annan "må bra" kemikalie i hjärnan som kallas dopamin. Nu är laget studerar samspelet mellan dopamin och opioider i hjärnan hos rökare och icke-rökare.
De hoppas också titta på bakomliggande genetiska skillnader som kan förklara variationerna mellan människor som svar på nikotin - och kanske skillnader i hur lätt människor blir beroende av cigaretter eller sluta röka.
"Samspelet mellan tobak, och framför allt nikotin, med hjärnans kemi är ett fascinerande område som vi just har börjat förstå, speciellt när det gäller att korrelera neurokemi med beteende", säger undersökningens ledare, Jon-Kar Zubieta, MD, Ph.D ., en UM psykiater och neurolog. "Precis som med de" tunga "droger av missbruk som heroin och kokain, är fenomen av glädje, missbruk, ökad tolerans och sug från tobaken fast rotad i neurokemi."
Lägger veteran tobak forskare och UM emeritus farmakologi professor Ed Domino, Ph.D., "nikotinberoende är en av de mest destruktiva krafterna i människans hälsa, och vi måste öka vår förståelse av den för att besegra den. Denna studie är ett viktigt steg mot detta mål. "
Zubieta team har tillbringat flera år att utveckla och testa ett sätt att använda PET imaging att studera endogena opioida systemet, och särskilt de kemikalier som kallas endorfiner och enkefaliner.
Det är samma kemikalier som är inblandade i "runner höga", en behaglig känsla som beror på den ansträngande motion. Men de är också viktigt att blockera flödet av smärtsamma signaler i hjärnan, och UM-teamet har använt PET-metoden för att studera hur opioid nivåer förändring som svar på smärta, och hur det svaret påverkas av variationer i hormonnivåerna och genetiska makeup.
UM lagets PET-scan metod visar inte flödet av opioider direkt, utan snarare status för små receptorer på ytan av hjärnceller. Dessa receptorer, som kallas my-opioida receptorer, agera som lås som endast kan öppnas när opioida molekyler - antingen från hjärnan eller förs utifrån - binder till dem. Morfin, heroin och en del bedövningsmedel producera sina respektive effekter genom att binda till dessa receptorer, och drogen-överdos behandling som kallas Narcan blockerar dem.
Ju lägre nivå av naturliga opioider runt, desto fler receptorer finns tillgängliga för andra opioider - till exempel en speciell molekyl som utvecklats av UM laget. Den är gjord av ett kortlivat radioaktivt kolatom ansluten till en molekyl av carfentanil, ett morfinliknande läkemedel kända för att binda bara mu-opioida receptorer. Med hjälp av PET-scannern, kan laget upptäcka hur mycket carfentanil är bindande, och i förlängningen hur mycket naturlig opioid flödar i det området.
För att studera effekten av nikotin på opioidsystemet hade laget att hitta ett sätt att utföra sina studier i UM PET-scannern trots de strikta rökfria policy i UM: s sjukhus och vårdcentraler. De hade också för att simulera varje aspekt av rökning förutom nikotin, för att kontrollera för alla andra kemikalier i tobaksrök och sensoriska aspekter av cigarettrökning.