尼古丁盐和游离碱:为什么电子烟的“劲”不一样
如果你想过,为什么一个小小的烟弹式电子烟比一台吐大烟雾的大功率设备劲大得多——或者为什么 Juul 成了一种文化现象,而更早的电子烟一直很小众——答案在化学。具体来说,在于游离碱尼古丁和尼古丁盐的区别。
这个区别很重要。它不是一个无关紧要的技术细节。它从根本上改变了尼古丁怎样进入你的身体、多快到达大脑,以及多深地重塑你的奖赏系统。想戒掉它的人,都需要弄懂这一点。
化学原理:什么是尼古丁盐?
天然状态下的尼古丁——也就是烟叶里的尼古丁——是一种盐。它和各种有机酸结合在一起。烟草公司研发现代香烟时发现,把尼古丁转化成游离碱形式(通过提高 pH 值),会让它更容易挥发,也更容易通过肺组织吸收。菲利普·莫里斯(Philip Morris)从 1960 年代起就在万宝路(Marlboro)里这样使用氨化学,其他公司也纷纷效仿。
游离碱尼古丁是纯的、未质子化的尼古丁。它的 pH 值更高(碱性更强),所以更容易穿过生物膜被吸收——但高浓度时也会带来强烈的呛喉感。这就是为什么使用游离碱尼古丁的传统电子烟,浓度最高大约在 18–24 mg/mL。再高,吸起来就会很难受。
尼古丁盐解决了这个问题。在游离碱尼古丁里加入一种酸——最常见的是苯甲酸——就能得到 pH 值更低(更接近人体天然 pH 值)的质子化尼古丁盐。这带来两个关键变化:
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减轻呛喉感。50 mg/mL 的尼古丁盐吸起来比 24 mg/mL 的游离碱尼古丁更顺。较低的 pH 值让气雾对喉咙组织的刺激更小,从而能用上游离碱根本受不了的浓度。
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改变吸收动力学。尽管 pH 值较低(理论上应该会减慢穿膜吸收),用苯甲酸制成的尼古丁盐吸收得很快——实际中可能比游离碱还快。为什么会这样,目前还没有完全弄清楚。这和尼古丁怎样与大脑里的受体结合无关,那是尼古丁到达之后的事;快慢取决于它进入血液的速度。能测量的是结果:血液里的尼古丁水平迅速冲高,模仿了燃烧型香烟的药代动力学特征。
第二点是关键。输送速度,正是区分一种温和兴奋剂和一种强成瘾药物的地方。
为什么输送速度对成瘾很重要
成瘾神经科学有一条公认的原则:一种物质到达大脑越快,就越容易上瘾。这就是为什么快克可卡因比可卡因粉更容易上瘾(吸食和鼻吸的区别),为什么静脉注射海洛因比口服阿片类药物更容易上瘾。同样的药,输送速度不同,成瘾的可能性就差得很远。
同样的原则也适用于尼古丁。尼古丁贴片在几个小时里慢慢输送尼古丁——它能减轻烟瘾,但几乎不会带来“上头”的感觉,被滥用的可能性微乎其微。一支烟每吸一口,就在 10–20 秒内把一团尼古丁送进大脑——这种快速的冲高会引发伏隔核里的一阵多巴胺释放,产生让人一再去吸的奖赏感。
传统的游离碱电子烟介于两者之间。它们也输送尼古丁,但浓度相对较低,吸收动力学也比香烟慢。很多试过早期电子烟的吸烟者觉得不过瘾——尼古丁来得太慢、太平。解不了馋。
尼古丁盐彻底改变了这一点。
Juul 和尼古丁盐革命
尼古丁盐不是 Juul 发明的,但 Juul 把它商业化的方式改变了整个电子烟行业。Juul 于 2015 年在美国上市,用的是 59 mg/mL(以 5% 销售)的尼古丁盐烟油;欧盟和英国版本的上限是 20 mg/mL。它的专利(US 9,215,895)写道,用苯甲酸、水杨酸或乙酰丙酸制成的盐,能让单个使用者获得与尼古丁高效传递、血浆尼古丁水平快速上升相符的满足感,而且吸收最快的配方被评为最接近香烟。
独立测试证实了这一点。在一项英国实验室研究中,20 名既吸烟又吸电子烟的人参与测试,美国版 Juul 的血液尼古丁曲线接近香烟:4 分钟后达到峰值 20.4 ng/mL,而他们平时抽的香烟是 6 分钟后达到 19.2 ng/mL。测试的其他电子烟峰值更低、来得更晚。20 mg/mL 的欧盟版本输送的尼古丁要少得多:峰值 3.8 ng/mL,美国版 Juul 则是 21.1。
这种在药代动力学上和香烟相当的特性,让 Juul 迅速走红——既在寻找替代品的吸烟者中,也在从没接触过香烟的不吸烟者中,包括青少年,这就成了问题。它也让 Juul 比前几代电子烟更容易上瘾。
吸收曲线:尼古丁盐、游离碱和香烟
在上面的实验室研究中,使用 5 分钟后的峰值如下:
燃烧型香烟:大约 19–21 ng/mL,在开始后大约 6 分钟达到。烟雾里的尼古丁每吸一口,几秒钟内就到达大脑。
高浓度尼古丁盐烟弹(美国版 Juul,59 mg/mL):大约 20–21 ng/mL,大约 4 分钟达到——接近香烟。
其他电子烟,包括可换烟油的设备和低浓度产品:平均来说峰值更低、来得更慢(在第一项研究中大约是 11 ng/mL),不过结果因设备和使用者而差别很大。
尼古丁贴片:在几个小时里缓慢、稳定地释放,没有尖峰。这就是为什么贴片能缓解戒断,却不会给人“那一下”。
成瘾研究者普遍认为,药物到达大脑的速度和到达的量同样重要:上升得越快,强化作用越强。这是一个小小的高浓度尼古丁盐烟弹比低浓度游离碱设备更能牢牢抓住人的主要原因,不过还没有研究用依赖评分直接测量过这一点。
为什么用尼古丁盐的人戒断可能更难
直接研究戒尼古丁盐电子烟的研究很少,所以这一节是根据尼古丁的作用方式推理的,而不是来自试验。如果你一直在用高浓度的尼古丁盐设备,你的大脑已经适应了尼古丁快速、高高的峰值。停用时:
- 用得越多,戒断通常越难。在吸烟者中,尼古丁依赖程度越高,戒断越强、戒烟成功率越低,重度吸电子烟很可能也是如此。
- 烟瘾可能感觉就像想抽烟。因为尼古丁曲线和香烟相似,预计冲动会和同样类型的时间、地点绑在一起。
- 逐步减量更难。从 50 mg/mL 的尼古丁盐降到零,在药理上比从 6 mg/mL 的游离碱降到零跨度更大。很多戒烟专家建议逐步减少尼古丁,但市面上烟弹产品可选的浓度档位往往有限(比如 50 mg 到 25 mg 再到零),很难平稳地减量。
- 尼古丁替代疗法(NRT)可能感觉不够。尼古丁替代疗法——贴片、咀嚼胶、含片——输送尼古丁比尼古丁盐电子烟慢得多。习惯了快速冲高的人,可能会觉得 NRT 不过瘾、让人沮丧,从而坚持不下去。
实际意味着什么
如果你在用高浓度尼古丁盐设备,又想戒掉,这些化学原理对你的策略有直接影响:
考虑先降到游离碱。彻底戒掉之前,先从 50 mg/mL 的烟弹设备换成浓度更低的游离碱设备(6–12 mg/mL),可以让最后一步更好走。我们的怎么戒电子烟指南详细介绍了这种逐步减量的方法。说到底,你是在彻底停掉尼古丁之前,先让大脑戒掉快速输送的模式。
预计头几天最难。英国国家医疗服务体系(NHS)说,戒断症状通常在第一周最强,尤其是头 3 天,平均持续三到四周。尼古丁戒断就是这样,这并不说明你戒不掉。
联合使用 NRT 可能更有帮助。用贴片提供稳定的背景尼古丁,再用咀嚼胶、含片或喷雾应对突然的烟瘾,这是 NHS 介绍的方法;在吸烟者中,贴片加一种速效剂型比单用一种产品效果更好。针对戒电子烟人群的试验还很少。药师可以帮你选择,尤其是如果你正在怀孕或有心脏病。
明白这个设备是为什么而设计的。Juul 的专利描述了怎样选择尼古丁盐,让血液尼古丁快速上升,使用者评价它接近香烟。觉得难以停下来,更多说明的是这种设计,而不是你这个人。
常见问题
尼古丁盐和游离碱尼古丁有什么区别?
游离碱尼古丁是传统电子烟和香烟里用的纯的、碱性的尼古丁。尼古丁盐是在游离碱尼古丁里加入一种酸(通常是苯甲酸)制成的,pH 值更低。这让高浓度时的烟雾更顺,也改变了尼古丁吸收的速度。结果是,尼古丁盐可以用到 30–50 mg/mL 而没有强烈的呛喉感,输送尼古丁更快,更接近一支烟。
尼古丁盐比游离碱更容易上瘾吗?
很可能,不过还没有经过直接比较。尼古丁盐能用到高得多的浓度(在美国最高 59 mg/mL,而典型的游离碱是 3–18 mg/mL),吸起来也更顺;实验室测试中,高浓度尼古丁盐烟弹输送尼古丁的速度和一支烟差不多。一般认为,剂量来得更快、更大,依赖就更强。
Juul 为什么用尼古丁盐?
为了给吸烟者一种类似香烟的尼古丁冲击感。Juul 的专利写道,用苯甲酸及类似的酸制成的盐,能让血浆尼古丁水平快速上升(“a rapid rise in nicotine plasma levels”),带来被评为更接近香烟的满足感。对美国版产品的实验室测试发现,它的血液尼古丁曲线接近香烟。
戒尼古丁盐比戒普通电子烟更难吗?
很可能,不过直接的研究很少。尼古丁摄入越多,一般意味着依赖和戒断越强;而一个能带来快速、像香烟一样冲击感的设备,会在吸电子烟和特定的时间、地点之间建立起很强的联系,烟瘾正是从这里来的。
能用尼古丁贴片来戒 Juul 或尼古丁盐电子烟吗?
能,但很多人发现只用贴片不够,因为它的输送速度比大脑习惯的慢太多。联合疗法——用贴片提供基础尼古丁,再用咀嚼胶或含片应对急性烟瘾——往往效果更好。也有些临床医生建议,在改用 NRT 或彻底戒掉之前,先降到浓度更低的游离碱电子烟。
一个 Juul 烟弹和香烟相比,尼古丁有多少?
美国的 Juul 烟弹装大约 0.7 mL、59 mg/mL 的烟油,所以大约含 40 mg 尼古丁。Juul 说过,一个烟弹能吸的口数和一包烟差不多(大约 200 口)。一支烟大约含 10–14 mg 尼古丁,吸烟者大约吸收其中的 1–1.5 mg。吸电子烟的人从一个烟弹里吸收多少尼古丁,很大程度上取决于怎么吸,所以任何“一个烟弹相当于一包烟”的比较都只是粗略的。各种设备尼古丁含量的完整解读,见一支电子烟里有多少尼古丁。想用已发表的每口测量值算算你自己的烟弹或一次性电子烟,可以用电子烟尼古丁摄入量计算器。
延伸阅读
- 一支电子烟里有多少尼古丁?——各种主要设备的尼古丁浓度,以及和香烟的比较。
- 怎么戒电子烟——实用的戒除办法,包括给高浓度尼古丁盐使用者的减量计划。
- 电子烟和香烟——电子烟在尼古丁输送、健康影响和成瘾性上和香烟怎么比。