Первыми связь рака и курения описали Doll и Wynder ещё в 1950 году . Точные механизмы тогда описать было невозможно, но авторы отметили достоверно более высокий риск развития лёгкого у курящих людей по сравнению с некурящими. С объективной точки зрения уже этих доказательств достаточно, чтобы опровергнуть один из любимых аргументов курильщиков: «Большинство людей курит, поэтому большинство больных раком лёгкого курят» . При качественном статистическом анализе определяется не процентное соотношение заболевших, а индивидуальный риск развития заболевания среди лиц, у которых есть или нет этой вредной привычки.
Сегодня доказательства перешли уже на молекулярный уровень: изучены и описаны 62 канцерогенных компонента табачного дыма, каждый из которых может независимо привести к развитию рака. Вопреки распространённому заблуждению, среди них нет никотина. Одним из первых изученных и наиболее активных канцерогенов табачного дыма является N-нитрозамин 4-(метилнитрозамино) -1-(3-пиридил) -1-бутанон (NNK). NNKв большой концентрации определяется в ткани лёгкого и в моче у курильщиков, при этом полностью вещество из организма не выводится, а только накапливается с увеличением стажа курения. Метаболиты NNKмогут проникать внутрь клеток, связываться с ДНК и вызывать мутации в гене RAS– одном из основных генов, контролирующих рост и дифференцировку клеток. Кроме того, NNKстимулирует выработку арахидоновой кислоты, которая опосредованно стимулирует пролиферацию клеток и синтез ДНК. Другими словами, NNKприводит к активному росту и делению тех клеток, которые должны оставаться в покое. Нарушение управления жизнедеятельностью клетки приводит к накоплению ошибок в ДНК, мутаций, злокачественному перерождению. В эксперименте при экспозиции 6 мг/кг NNKпрактически все лабораторные животные заболевали раком. Для человека это соответствует примерно 40-летнему стажу курения. Схожие по принципу механизмы действия описаны для других 61 канцерогенных компонентнов табачного дыма, из них 15 международная комиссия IARCприсвоила первую категорию опасности, т. е. полностью изученный и воспроизведённый в эксперименте механизм развития рака.