Die Tabakindustrie ist gesetzlich dazu berechtigt, Tierversuche (Vivisektion) durchzuführen und in Auftrag zu geben, um die Toxizitätsstufen von Nikotin zu kontrollieren.
Ratten, Affen, Kaninchen, Lämmer und sogar Hunde werden an Universitäten und Forschungszentren in den USA grausamen Experimenten ausgesetzt. Dies geschieht laut der Tierrechtsorganisation Kinship Circle oft mit Unterstützung der National Institutes of Health (NIH).
Eliot Spindel, ein Forscher an der Oregon Health and Science University (OHSU) in Portland, hat seit 1992 7,6 Millionen Dollar von der NIH erhalten, um Baby-Affen und ihre Mütter zu testen, berichtete die Gruppe In Defense of Animals. Während des Experiments erhalten trächtige weibliche Affen Nikotinpumpen in ihren Rücken, durch mehrere Operationen. Dann werden die Babys in verschiedenen Entwicklungsstadien abgetrieben, um ihre Lungen zu sezieren. Spindel selbst sagte, dass seine Studien lediglich „die schädlichen Auswirkungen des Rauchens während der Schwangerschaft, die nur allzu gut etabliert sind, wiederholen“, so Dokumente, die von der Kinship Circle veröffentlicht wurden.
Hunde werden seit den 1950er Jahren für Nikotintests verwendet. Die Tiere wurden an eine „Rauchmaschine“ angeschlossen, die sie zum Einatmen von Zigarettenrauch zwang. In den 1970er Jahren wurde derselbe Test durch eine Tracheotomie durchgeführt: Röhren, die in die Kehlen der Hunde eingeführt wurden, lieferten den Rauch. Hunde werden oft grausamen offenen Brustoperationen unterzogen. Im Jahr 1998 verwendete eine Studie an der West Virginia University 30 Hunde, um die Gefahren von Rauch und Alkohol in Kombination zu beweisen.
An der Georgetown University School of Medicine verwendet der Forscher David Mendelowitz trächtige und neugeborene Ratten für Nikotintests. Trächtige Ratten erhalten Nikotin über intravenöse Katheter. Nach der Geburt werden den neugeborenen Ratten das Gehirn seziert, um die Wirkung des Nikotins auf ihre Entwicklung zu sehen.
Für das Physicians Committee for Responsible Medicine (PCRM) lösen Nikotinexperimente an Tieren nicht die Probleme im Zusammenhang mit dem Tabakkonsum, da solche Experimente keine Ergebnisse liefern, die auf Menschen anwendbar sind. Tierversuche und Tierexperimente können irreführende Ergebnisse liefern aufgrund der physiologischen und genetischen Unterschiede zwischen Menschen und nicht-menschlichen Tieren.
Die technologischen Fortschritte haben tragfähige Alternativen zum Einsatz von Tieren in Untersuchungen zu den Gefahren von Nikotin gebracht. Humane Zell- und Gewebekulturen können verwendet werden, um die Produkttoxizität zu testen, was genauere Ergebnisse liefert. Computersimulationen können ebenfalls den Stoffwechsel von Chemikalien in menschlichem Gewebe basierend auf ihrer molekularen Struktur vorhersagen. Diese Softwareprogramme helfen Forschern, das Potenzial der Substanz, Krebs oder Geburtsfehler zu verursachen, vorherzusagen.

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