Геннадий Кибардин - 5 наших чувств для здоровой и долгой жизни. Практическое руководство
Существует десять четко различимых групп запахов:
• фруктовые (эфирные);
• камфарные или миндальные (ароматные);
• цветочные (душистые);
• мускусные (амброзиевые);
• чесночные, хлорные или серные (чесночные);
• запахи горелого (горелые);
• сырные;
• запахи жира или пота (потовые);
• зловонные (отталкивающие);
• гнилостные или экскрементов (тошнотворные).
Детекторы запахов находятся рядом с полостью рта, и поэтому человеку почти невозможно четко отличить запах от вкуса потребляемых напитков или продуктов.
Например, вино, когда его пробует винодел, воздействует и на обонятельные рецепторы. Еще один пример: при насморке человек практически не ощущает вкуса блюда, которое пробует в таком состоянии.
В то же время неприятный запах может вызвать рвотный рефлекс, а приятный – привести к слюноотделению.
У человека обоняние намного слабее, чем у животных. Если человек ощущает запах при концентрации вещества в 500 миллионов молекул на 1 м³ воздуха, то собаке достаточно в 2500 раз меньше, то есть лишь 200 000 молекул.
Другая особенность собачьего обоняния в том, что собака различает до ста тысяч запахов, а человек – только три тысячи. Зато собаке необходимо обнюхать себе подобное существо, чтобы понять, самец это или самка. Человеку же на уровне своего вида решить такую задачу гораздо проще за счет зрительных анализаторов и соответствующих им отделов головного мозга.
Самое развитое обоняние имеет самец ночной бабочки павлиний глаз (Eudia pavonia), он может различать запах неоплодотворенной самки на расстоянии до 11 километров.
Обоняние позволяет человеку получать удовольствие от приятных запахов, а иногда способно спасти ему жизнь. Например, не дать утром ошибочно с похмелья выпить уксус вместо водки. Обоняние подскажет, что не стоит есть пирожок с тухлой начинкой, оно напомнит человеку, что при наличии запаха газа в квартире нельзя щелкать выключателем. Если погрузиться глубже в окружающие нас запахи, то можно узнать, что они обладают свойствами, о которых многие люди даже и не подозревают.
Что-то вроде человеческого обоняния существует даже у микроорганизмов: хемотаксис – способность перемещаться к источникам пищи и быть подальше от опасных веществ – проявляют все подвижные одноклеточные.
Для многих животных обоняние является не менее важным источником информации, чем зрение и слух. Любой собачник знает, что собаки теряются при встрече с выпившим хозяином, который хотя выглядит и говорит так же, как всегда, однако пахнет совсем по-другому. Это связано с тем, что вместе с остальной биохимией алкоголь меняет в теле человека состав пота и, соответственно, исчезают неощутимые для человеческого носа оттенки индивидуального запаха.
Для нас с вами способность чувствовать и различать запахи на первый взгляд не так уж и важна. Иногда она даже мешает нашему спокойствию. Каждый человек может припомнить ситуации, когда он был готов отдать полцарства за то, чтобы не ощущать запаха вошедшего в троллейбус бомжа или сидящего рядом коллеги, «для профилактики» наевшегося чеснока.
Без удовольствия от запаха цветов, духов, пищи и множества других ароматов окружающий нас мир потерял бы многое. Однако для человека обоняние стоит на четвертом месте в ряду пяти его основных чувств. За счет зрения мы получаем не менее 90 % информации об окружающем мире, а без него человек использует для ориентации в пространстве и распознавания живых и неживых объектов тактильные ощущения и слух.
Основные механизмы работы обоняния ученые расшифровали совсем недавно. Это отставание обусловлено не только недооценкой важности его роли в жизни человека, но и чрезвычайной сложностью устройства природных обонятельных рецепторов.
Ощущение запахов
Гордон Шеферд, профессор неврологии Йельского университета, говорит: «Нам кажется, что мы нюхаем с помощью носа, но это все равно что сказать, что мы слышим мочками ушей». Нос позволяет человеку в процессе его дыхания направить содержащий ароматические молекулы воздух на обонятельный эпителий – симметричные участки слизистой оболочки, находящиеся глубоко в полости носа, немного ниже уровня глаз.
Запахи мы ощущаем только во время вдоха, так как выдыхаемый воздух проходит только через нижние носовые раковины и не соприкасается с дыхательным эпителием.
При спокойном вдохе вблизи находящегося в самой верхней части носовой полости обонятельного эпителия проходит около 10 % вдыхаемого воздуха, поэтому для усиления ощущений запахов нам необходимо глубоко вдохнуть. Можно также взять пример с животных и принюхаться, делая частые короткие вдохи в непосредственной близости от изучаемого объекта. Это позволяет максимально сконцентрировать пахучие молекулы интересующего нас объекта (человека, пищи и т. п.) вблизи обонятельных рецепторов.
За счет складок, по форме напоминающих гребни, общая площадь обонятельного эпителия у человека составляет 5—10 см². На этом втором рубеже обонятельной системы расположено от 10 до 50 миллионов клеток, осуществляющих регистрацию запахов. У животных их количество, как правило, значительно больше. Например, обонятельный эпителий у овчарок содержит до 220 миллионов рецепторных клеток.
Обонятельный рецептор представляет собой сенсорную (чувствительную) нервную клетку, от которой отходят два отростка. К полости носа – короткий дендрит (чувствительный отросток нейрона), имеющий не менее 10 ресничек, кончики которых находятся на самой поверхности обонятельного эпителия и выступают в покрывающую его слизь. К мозгу – более длинный двигательный (передающий) отросток, аксон, сплетающийся с аксонами других обонятельных нейронов в нити обонятельного нерва, проходящие через отверстия решетчатой кости черепа в обонятельную луковицу – структуру мозга, осуществляющую первичную обработку информации о запахах. Обонятельная луковица тем крупнее, чем острее обоняние животного, поэтому у собак-ищеек она значительно больше, чем в куда большем по размеру мозге человека.
Из обонятельной луковицы нервные импульсы поступают в первичные, а затем в высшие обонятельные участки коры головного мозга, формирующие осознанное ощущение характера и интенсивности запаха. Конечным пунктом обработки данных о запахах является лимбическая система головного мозга, регулирующая эмоциональные и поведенческие реакции организма.
Особенности нашего обоняния. Ярче всего мы воспринимаем запахи рано утром, сразу после сна. При длительном сексуальном воздержании, при мигрени, после родов, а также во время голодания обоняние обостряется на 40 %. Самыми приятными запахами большинство людей называют ароматы свежего хлеба, кофе и свежескошенной травы. У людей, недавно начавших курить, обоняние слабеет на 50–60 %. У 25 % людей, по каким-либо причинам утративших обоняние, пропадает и интерес к сексу. Из-за естественной кривизны носовой перегородки левая ноздря воспринимает запахи лучше, чем правая. Обоняние у женщин, не принимающих гормональные контрацептивы, меняется в течение менструального цикла. Острее всего оно во время овуляции. Физиологи из Университета Колорадо установили, что после 60 лет у человека снижается острота восприятия запахов.
Механизм работы рецепторов обоняния
Молекулы ароматических веществ, попадающие с током воздуха в носовую полость, растворяются в слизи, покрывающей обонятельный эпителий, и взаимодействуют с рецепторными белками, содержащимися в мембране ресничек обонятельных нейронов. Это взаимодействие изменяет ионную проницаемость мембраны клеток и формирует электрический импульс, передающийся по аксону клетки в обонятельный нерв и далее, вплоть до двигательных нейронов спинного мозга, дающих мышцам команды зажать нос пальцами (при неприятном запахе) и отойти подальше или наоборот (в случае приятного запаха).
С центральными механизмами системы обоняния специалисты, занимавшиеся ее изучением, разобрались довольно давно. Но белковые рецепторы, присутствующие на мембранах дендритов нейронов обонятельного эпителия, длительное время оставались неуловимыми. Решить эту задачу удалось только в 1991 году ученым Колумбийского университета Линде Бак и Ричарду Экселу. В 2004 году открытие принесло им Нобелевскую премию по физиологии и медицине.
Традиционный подход к изучению механизмов работы рецепторов обоняния заключался в измерении активности тех или иных нейронов в ответ на различные раздражители. Для этого к обонятельным нервам животных подсоединяли электроды и давали им вдыхать различные вещества. В результате удалось выяснить только то, что один и тот же нейрон может реагировать на различные вещества, однако механизмы, лежащие в основе этого процесса, долгое время оставались непонятными.
Бак и Эксел избрали принципиально новый подход – они обратились к стремительно развивающейся генетике и начали поиск генов, активность которых регистрируется исключительно в обонятельном эпителии. Вначале их эксперименты также были безуспешны, что позже Эксел объяснил существованием огромного количества белков-рецепторов, реакция каждого из которых на конкретный запах слишком слаба, чтобы ее можно было обнаружить существующими методами.
