Sigaranın özellikle solunum sistemi üzerine toksik etkili olduğu daha önce yapılan çalışmalarda gösterilmiştir. Üç hafta boyunca günde 6 saat sigaraya maruz kalan gebe ratların akciğerlerinde amfizem, inflamasyon, metaplastik değişiklikler ve respiratuar bronşial epitel boyunda kısalma gözlenmiştir
13. Yine uzun süre sigara soluyan ratların pulmoner dokusunda peribronşioler ve perivasküler lenfosit ve makrofaj infiltrasyonunun olduğu, alveolar alanda azalma, alveolar septada kalınlaşma, alveol içinde sürfaktan benzeri materyal birikmesi ve bu değişikliklere bağlı olarak pulmoner fonksiyon bozukluğu saptanmıştır
14. Hubbard ve ark.
15 sigara maruziyetinin trakea ve bronşlarda ödem, progresif nekrotik trakeobronşit, yalancı membran teşekkülü ve hava yolu obstruksiyonuna neden olduğunu belirlemişlerdir. Bu inflamatuar ve tıkayıcı değişiklikleri; konjesyon, alveolar alanda ödem, atelektazi ve bronkopnömoninin izlediğini ve tip I hücrelerde intrasellüler ödem ve tip II hücrelerin membrana bağlı vakuollerinde değişiklikler meydana geldiğini gözlemlemişlerdir.
Yapılan elektron mikroskobik bir çalışmada sigara inhalasyonu sonucunda, trakea epitel yüzeyinde belirgin mukus artışı olduğu ve epitel yüzeyinden çok sayıda silya dökülmesi tespit edilmiştir 16. Yine başka bir çalışmada sigara uygulanması sonucu trakea epitelinde ödem ve dağınık katmanlaşma, silyalarda dağınıklık ve çomaklaşma, aktif bazal hücreler ve lamina propriada amorf cisimcikler ve çok sayıda vakuole rastlanmıştır 17. Sigara maruziyeti sonucu goblet hücrelerinde, trakeal bezlerde ve salgılarında artış olduğu birçok çalışmada gösterilmiştir 18-21. Lewis ve ark. 22 sigara içimi sonucu trakea submukozal bez hücrelerinde içi amorf materyalle dolu olan çok sayıda genişlemiş granüllü endoplazmik retikulum sisternası, yoğun salgı granülleri ile dolu golgi kompleksi ve artmış mukus sekresyonu tespit etmişlerdir. Sigara normalde steril olan alt hava yollarına floranın penetrasyonunu sağlar 23. Yapmış olduğumuz bu çalışmada, deney süresince sadece sigara soluyan grupta, trakea lümeninde kan ve epitelyal hücre dökülmeleri, trakea epitelinde apoptozise giden hücrelere, aktive olmuş granüllü hücrelere ve submukozal bezlere rastlandı. Bu granüllü hücrelere normal şartlarda az rastlandığı ve hipoksi durumunda aktive olarak sekratuar içeriklerini boşalttıkları bildirilmektedir 24. Apoptozis daha önceden programlanmış bir şekilde zamanı gelince hücrelerin ölmesidir. Apoptozis hem fizyolojik, hem de patolojik şartlar altında meydana gelebilir. Yapılan çalışmalarda sigaranın bronşiyal epitel hücrelerinde, fibroblastlarda, alveolar makrofajlarda, plasentada ve endotel hücrelerinde apoptozisi artırdığı tespit edilmiştir 25-28.
Sigara kullanılmasının karaciğer, akciğer ve böbrek dokusunda lipid peroksidasyonuna neden olduğu ve bu organlarda oluşan serbest oksijen radikallerinin zararlı etkisine karşı antioksidan enzimlerin seviyesinin yükseldiği saptanmıştır 29. Yıldız ve ark. 30 pasif ve aktif sigara içenlerde eritrosit oksidan sistemi üzerine yaptıkları çalışmada; superoksit dismutaz ve katalazın sigara içenlerde azaldığını ve glutatyon peroksidazın arttığını tespit etmişlerdir. Pasif sigara içenlerin, aktif sigara içenler kadar sigaradan etkilendiği sonucuna varmışlardır. Sigara içenlerde oksidatif stres artmış olarak bulunur. Bu çalışmanın biyokimyasal incelemelerinde, sigara inhale eden grupta MDA düzeylerinin kontrol grubuna göre önemli ölçüde arttığı, katalaz aktivitesi ve glutatyon düzeyinin ise sigara inhale eden grupta kontrol grubuna göre azaldığı saptandı.
Melatonin endokrin ritmin düzenlenmesi, antigonadal etki, değişik immun fonksiyonların nöroendokrin düzenlenmesi gibi aktivitelerinin yanında, antioksidan özelliğe de sahip olan pineal bezden salgılanan bir hormondur 31-33. Yapılan çalışmalar sonunda melatoninin yüksek şekilde reaktif olan OH radikalini detoksifiye etmede çok etkili olduğu kanıtlanmıştır 34-35. C vitamini (askorbik asit) suda çözünen önemli vitaminlerdendir. Fizyolojik fonksiyonunu büyük ölçüde oksido-redüksiyon yoluyla gösterir. C vitamini serbest oksijen radikallerinin etkisini önemli derecede azaltan ve diet yoluyla alınan bir antioksidandır 36-38. Çalışmamızda sigara toksikasyonuna karşı koruyucu amaçla melatonin ve C vitamini uygulanan gruplarda epitelyal hücre dökülmelerine ve granüllü hücre aktivasyonuna rastlandı, ama submukozal bez aktivasyonuna rastlanmadı. Biyokimyasal tetkiklerde sigara ile birlikte C vitamini ve melatonin enjeksiyonunun sigara toksikasyonu sonucu artan MDA düzeyini azalttığı saptandı, ancak katalaz aktivitesi ve glutatyon düzeyindeki azalmaya fazla bir etkisinin olmadığı gözlendi.
Sonuç olarak bu çalışmada sigara intoksikasyonuna bağlı olarak epitelyal hücrelerde dökülme, belirgin mukus artışı olduğu saptandı. Sigaranın yol açtığı hipoksiye bağlı olarak epitel tabakasındaki granüllü hücrelerin aktivasyonunun ve epitelyal hücrelerdeki apoptozisin indüklendiğini düşünmekteyiz. Antioksidan özellikleriyle bilinen ve sigaranın toksik etkilerine karşı koruyucu amaçla uygulanan melatonin ve C vitamininin ise trakeadaki yapısal değişiklikler üzerine kısmen etkili olduğu saptandı.