香烟燃烧时释放的烟雾中含有3800多种已知化学物质，其中对人体最有害的物质主要为尼古丁、烟焦油和一氧化碳。尼古丁又称烟碱，是一种无色、透明的油状挥发性液体，具有刺激性的烟臭味。
吸烟时，烟雾中的尼古丁只需7.5秒即可到达大脑，使吸烟者产生一种轻柔、愉快的感觉。尼古丁在人体血浆中的半衰期约30分钟左右，当尼古丁含量低于稳定水平时，吸烟者会感到烦躁、恶心、头痛并渴望再吸一支烟以补充尼古丁的不足。这也是吸烟容易成瘾的重要原因。
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