En arrivant au cerveau, la nicotine gazeuse se fixe sur des récepteurs neuronaux cholinergiques en les stimulant. Elle active ainsi la libération de la dopamine disponible dans une zone du cerveau (noyau accumbes) qui met en jeu le circuit de récompense. Celui-ci est impliqué dans les sensations de plaisir, il s’ensuit des effets positifs sur l’humeur, la mémoire, la concentration, la vigilance. Ce mécanisme dopaminergique est commun à toutes les substances psychoactives et addictives. Mais ce neurotransmetteur en excès va accélérer le rythme cardiaque, augmenter la pression artérielle et réduire l’appétit, et sa déplétion relance le besoin de nicotine.
La cigarette permet à la nicotine inhalée avec la fumée d’atteindre le cerveau en quelques secondes (shoot) via le système artériel pulmonaire. Le potentiel addictif de la nicotine est principalement dû à sa vitesse d’absorption dans l’organisme. Le nombre de récepteurs à la nicotine augmente avec le nombre de shoots. La dépendance physique qu’elle entraîne est parfois très rapide, elle peut être puissante mais elle ne perdure pas au-delà de quelques jours. Tout individu exposé au tabagisme ne développe pas obligatoirement une dépendance. L’affinité plus ou moins grande des récepteurs pour la nicotine (facteurs génétiques) explique en partie les différents niveaux de dépendance pharmacologique allant d’une dépendance nulle ou faible à une dépendance très forte.
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