인체에 유해한 주요 기체 성분으로는 일산화탄소, 이산화탄소, 니트로사민, 질소화합물, 시안화수소, 암모니아 등이 있으며 미립자 성분의 유해 주요 물질은 니코틴, 타르, 석탄산, 포로늄210(방사선 물질), 비소, 크레졸, 싸이나, 벤조피렌, 아크롤레인 등이 있다. 한번 흡입시 대개 50mg의 담배연기가 인체로 흡입되는데 이때 미립자 성분 18mg과 기체성분 32mg(5% 는 CO가스)이 흡입 된다. 한번 흡입된 담배의 유독물질 중 일산화탄소 전량 흡수, 니코틴의 90% 뇌에 도달, 타르의 70%정도가 기도에 축적하여 독성을 나타내게 된다.
담배 속의 주요 유해 물질들은 다음과 같은 용도로 사용되는 물질이다.
비 소 : 개미 살충제로 사용됨. 암모니아 : 세척제로 사용됨. 부 탄 : 불붙이는 점화액으로 사용됨. 카드뮴 : 재충전 배터리에 사용됨. 일산화탄소 : 차 배기가스에 포함됨. 청산칼리 : 쥐약으로 사용됨. 포름알데히드 : 시체 방부제로 사용됨. 메탄올 : 제트기 연로로 사용됨. 
담배 내 신체에 가장 큰 피해를 주는 대표적 3가지 유해물질
1. 니코틴 : 무색, 유성 알카로이드 액체, 독성이 강한 중독성 물질담배를 처음 피우거나 너무 많이 필 때 느끼는 구토, 현기증, 두통 등은 이 니코틴으로 인하여 생기는 증상으로 폐로 흡입한 담배연기 속의 니코틴이 뇌에 도달하려면 약 7초 정도 걸린다. 이물질은 담배를 피우는 과정에서 파괴되지 아니하며 한 모금의 담배연 기를 마실 때 0.1 - 0.2mg(한 개비 당 2mg)의 니코틴이 인체에 흡수된다. 니코틴은 매우 유독하여 일시에 60mg이 혈액에 흡수되면 대 부분의 사람은 죽는다. 그러므로 성인의 치사량은 체중 1kg당 니코틴 1mg이다.
니코틴의 약리 작용 중 가장 중요한 것이 심리적 효과이다. 니코틴은 정신적 안정감을 느끼고, 긴장감이 해소되는 일시적인 진정효과가 있다(신경절에 자극과 억제: 양측 작용)한다. 니코틴은 모세 및 말초혈관수축, 혈압상승(한 개비: 20 - 30mmHg 증가), 심박 동항진, 신경자극, 위산분비 증가, 혈청 지질의 변화(LDL 증가, HDL 감소), 혈소판 응집력 증가 그리고 혈관벽에 손상을 일으켜 동맥경화 를 촉진시킨다. 무엇보다도 습관성을 일으켜 담배를 계속 피우게 하는 주범이다. 니코틴이 콜레스테롤 양을 증가 시키고 동맥 벽에 플라그를 일으킨다.
가. 심장에 미치는 영향 심장 박동수 및 혈압증가, 부정맥 유발, 교감 신경절과 부신수질에 작용, 자극시켜
catecholamine을 유리 시키기 때문임. 또한 경동맥, 대동맥에 위치한 화학수용체를 자극, 심근 전위의
불균형 유발함.
나. 자유 지방산 유리 촉진
다. 혈청지질의 변화 : L D L 증가, H D L 감소
라. 혈소판 응집 능력증가
2. 타르 : 발암성 물질
담배를 피우면 필터가 검게 되는 것이나 오랜 흡연자의 인지를 노랗게 물들이는 것이 바로 타르로써 200종 이상의 화합물로 되어 있으며 이것이 폐암을 일으킨다. 담배가 800도로 연소 될 때 작은 입자로 되어 기관지나 폐로 들어가며 이중 크기가 10㎛ 이상의 것은 가래로 서 밖으로 나오나 1㎛ 전후의 것은 60%이상이 폐 속으로 들어가 배출되지 않는다. 타르는 호흡기점막의 섬모상피세포와 폐포 세포에 손상을 입히고 그 결과로 폐에 비정상 세포가 나타난다. 이 물질의 함량은 담배 종류에 따라 다르나 대개 한 개비당 2.0 - 3.3mg이 들어 있다.
3. 일산화탄소 : 무색, 무취 유해가스(산소결핍 일으킴)
일산화탄소의 환경 기준은 24시간 생활 공간에서 10ppm, 8시간 생활공간에서 20ppm으로 규정되어 있는데 담배 연기 속에는 최고 45,000ppm의 일산화탄소가 함유되어 있으므로 흡연으로 인해 만성"일산화탄소 중독(저산소증)"에 처하게 된다. 담배연기 중 2-6%가 CO 가스 로서 HB와 친화력이 O2의 210배 정도이다. 이것은 다음과 같은 현상을 유발시킨다. 혈액 내 산소분압저하- 산소혈증- 혈관의 과도한 수축- 내벽 세포의 손상- 동맥경화의 시발 또한 CO+HB의 만성적 또는 소량 증가되는 상태에서 다혈증이 유발되어 일시적, 간헐적 뇌혈관 장애의 원인이 된다. 따라서 보통 흡연자의 산소의 이용률은 비흡연자보다 20 - 30%가 떨어진다. 일산화탄소의 혈액 내 농도가 2%에 도달하면 중추신경계의 기능이 둔해지고 기억력이 감퇴된다. 담배를 다량 흡입하면 우선 두통이 오고 현기증, 권태, 눈이 아물아물하고 오심 구토감이 오며 심장이 뛰고 가슴에 중압감을 느낄 수 있고 호흡곤란, 심하면 허탈상태등을 수반하고 아주 심하면 무의식 상태로서 사망에 이른다. 일산화탄소가 동맥 내벽 의 세포를 파괴한다.
출처 : 금연나라
