Изменение вкусовых ощущений и обоняния причины. Тайны обоняния

В 2004 году ученые Л. Бак и Р. Аксел (США) получили Нобелевскую премию за цикл исследований, позволивших вскрыть молекулярную основу распознавания запахов и тем самым существенно расширить представления о функциональных возможностях обонятельной системы.

Проведенный анализ статей последних лет показал, что роль и механизмы деятельности системы обоняния, а также причинно- следственные связи между нарушением обоняния и нейродегенера- тивными заболеваниями изучаются в крупнейших университетах и научных центрах мира.

Растительные ароматические вещества - одна из составных частей воздушной среды, с которой человек много тысячелетий живет в теснейшем взаимодействии. Они состоят из сотен компонентов и являются регуляторами жизненно важных процессов как для самих растений, так и для всех живых существ. Флора и фауна тесно соприкасаются друг с другом. И растения, и организмы животных содержат вещества единой природы - белки и другие биологические компоненты. Например, в корнях солодки содержится кислота, сходная по структуре с гормоном надпочечников глюкокортикоидом, фитоэстрогены некоторых растений схожи с женскими гормонами и по структуре и по воздействию на организм, а жасмин и фокиения (вьетнамский кипарис) проявляют свойства мужского полового гормона тестостерона.

Каждый год в атмосферу поступает около 900 млн тон растительных ароматических веществ! Они оказывают большое влияние на климат Земли, дают огромное количество энергии, которая обусловливает постоянный положительный заряд атмосферы по отношению к поверхности Земли, обеспечивают атмосферу биологически активным кислородом. Ведь это, ни много ни мало, а обеспечивает всем нам нормальную жизнедеятельность.

Растения выполняют функцию "санитаров биосферы": обеззараживают канцерогены и токсичные вещества, попадающие в окружающую среду, разлагают их на безопасные составные части, и пока еще спасают тем самым наше тяжелое экологическое положение.

Растения поддерживают жизнь живых организмов. В процессе эволюции сформировалась выраженная зависимость нормального функционирования организма человека от наличия в окружающей среде растительных ароматических веществ. Постоянно присутствующие определенные концентрации пахучих молекул составляют естественный фон окружающей среды: антимутагенный, антиканцерогенный, антиаллергенный, антистрессовый и еще много разных "анти-"... Разрушение этого целительного фона может привести к поломке систем регуляции центральных и вегетативных механизмов в организме. И тогда возникают болезни.

Развитие организма человека в естественной атмосфере на протяжении тысячелетий способствовало его тесному контакту с биологически активными компонентами растительных ароматических веществ, что привело к формированию определенной зависимости от них организма человека. В пользу этого свидетельствует факт значительного сходства химической структуры некоторых компонентов эфирных масел и ряда важных регуляторных факторов организма - стероидных гормонов, простагландинов, нейромедиаторов и др.

Обычный человек может различать до тысячи различных запахов, а у некоторых людей, обладающих особым даром "нюхача", диапазон этот намного шире - до 10 тысяч и более!

Это происходит благодаря наличию в нашем носу очень чувствительного обонятельного эпителия, расположенного на поверхности верхних носовых ходов и задней части носовой перегородки в виде участка слизистой, занимающего площадь примерно в 5 см2 (по 2,5 см2 в каждом носовом ходе), где находится слой специальных клеток-рецепторов, воспринимающих запахи (у человека приблизительно 6 млн таких обонятельных клеток; для сравнения, у кролика - около 100 млн, у немецкой овчарки - более 200 млн!).

В настоящее время ученым удалось выстроить всю цепочку - от взаимодействия пахучего вещества с рецептором до формирования в мозге четкого впечатления определенного запаха. Немаловажную роль в этом сыграли исследования американцев Ричарда Аксела и Линды Бак, за которые они были удостоены Нобелевской премии 2004 года по физиологии и медицине.

Ученых поразило то, что в распознавании запахов задействовано более 3% общего количества генов организма! Причем, каждый ген содержит информацию об одном-единственном обонятельном рецепторе, который реагирует с пахучими веществами.

Обонятельные клетки развиваются достаточно рано: уже у 8-11-недельного плода они хорошо дифференцированы и предположительно способны выполнять свою функцию; к 20-22-й неделе достигают зрелости, а к 38-40-й - полной зрелости.

Аспект воздействия запахами на мозговые центры

Научно доказано, что ароматические вещества - компоненты эфирных масел воздействуют именно на глубокую лимбическую систему как структуру, напрямую связанную с обонятельной системой.

Лимбическая же система в ответ на воздействие запахов обеспечивает нормальную саморегуляцию на всех уровнях и во всех системах организма, т.е., можно сказать, что

ароматические вещества помогают организму самому справиться с болезнью.

Благодаря тесной связи "обонятельного мозга" с нейроиммунно- эндокринной системой, запахи способны влиять на функции многих органов, а отсюда - через систему обоняния посредством запахов можно корректировать функции организма!

Запахи могут восстанавливать гармонию лимбической системы, что приводит к нормализации физиологических функций, улучшению самочувствия, поддержанию здоровья. Поэтому ни в коем случае нельзя лишать себя природных запахов, нужно больше бывать на природе, гулять в лесу, парке и т.д.

Но запахи могут также и нарушить гармонию лимбической системы, вызвав тем самым целый ряд отклонений в нашем самочувствии и даже привести к проблемам со здоровьем. При глубоких нарушениях функционирования лимбической системы возникают отклонения в эмоционально-волевой сфере (отсюда - асоциальное поведение, агрессия, нарушение пищевого и сексуального поведения, различные фобии, безразличие и пр.), грубые нарушения памяти, нарушения сознания, дисфункция эндокринной, иммунной и нервной систем, нарушения сна и пр. Так что с запахами шутить не рекомендуется.

Возможность воздействовать через обонятельную систему на важные мозговые центры открывает перед медициной широкие перспективы в профилактике и лечении многих функциональных отклонений и заболеваний.

Недавно наши отечественные ученые Сибирского отделения РАН (Институт цитологии и генетики, Институт катализа им. Г.К. Борескова и Международный томографический центр) сделали важное открытие: выявили новый канал доставки лекарственных препаратов в мозг человека - по волокнам обонятельных нервов. Это открывает совершенно новые возможности для диагностики, а также для прямой доставки лекарственных препаратов непосредственно в мозг, в жизненно важные мозговые центры!

Кстати, интраназальное (в полость носа) применение лекарственных средств давно известный и в настоящее время широко применяемый путь введения целого ряда препаратов. Он используется для вакцино- профилактики, лечения мигрени, остеопороза, аденомиоза, половой дисфункции, иммунодефицитов (препарат Тимоген) и даже проведения заместительной инсулинотерапии. Важнейшей особенностью интра- назального введения лекарственных средств является возможность их проникновения непосредственно в центры головного мозга, связанные, как известно, со многими важнейшими системами организма.

За пределами носа обнаружены до двухсот типов обонятельных рецепторов: в простате, кишечнике, коже и даже в сперме. В сперматозоидах они обеспечивают хемотаксис - движение к яйцеклетке по "запаху" выделяемых ею химических веществ, в кишечнике - помогают высвобождению серотонина. Находящиеся в кератиноцитах (клетках внешнего слоя кожи) обонятельные рецепторы OR2AT4 (их открыли и исследовали немецкие ученые) реагируют на одорант сандала повышением в них концентрации ионов кальция, что заставляет кератиноциты делиться, мигрировать и регенерировать, а это способствует восстановлению поврежденной кожи!

Другие обонятельные рецепторы ученые обнаружили в клетках кожи, синтезирующих пигмент меланин, и в фибробластах. А вот за что они отвечают, еще предстоит выяснить.

Как влияют на нас ароматы

Через органы обоняния растительные ароматические вещества действуют в сверхмалых дозах, всего 1012 -1010, но, независимо от того, ощущаем мы их в атмосфере или нет, оказывают на нас положительный биорегулирующий эффект.

Лроматерапию рассматривают как своеобразную фармакотерапию. Через систему обоняния компоненты эфирных масел воздействуют на различные органы и системы. Кроме того, молекулы эфирных масел проникают с вдыхаемым воздухом в альвеолы легких, откуда через их мембрану и мембрану капилляров, их окружающих, попадают в кровеносное русло и далее, как уже указывалось, во все органы и ткани (А.Т. Быков, Т.Н. Маляренко, 2009) .

К настоящему времени показано множество эффектов влияния обонятельных сигналов на центральную нервную, нейрогуморальную и эндокринную системы, которые описываются как изменение физиологического состояния и поведения.

Благодаря растительным ароматическим веществам наш организм способен постоянно ориентироваться в среде своего обитания. Длительное отсутствие в атмосфере ароматических веществ (например, в замкнутом пространстве помещений офисов и квартир, в космическом полете, выраженный их дефицит в условиях асфальтового мира городов) отрывает человека от биосферы. В результате ломается естественная биорегуляция всех функций организма, что может стать причиной развития болезней.

Кроме того, сенсорные притоки (звуки, запахи, тактильные ощущения) крайне важны для мозга, так как они во многом обеспечивают его энергетический потенциал, активируют рост нервных клеток, ускоряют переработку информации в центральной нервной системе, стимулируют когнитивные (познавательные) функции, такие как память, внимание, психомоторную координацию, речь, счет, мышление, ориентацию и др., оптимизируют функции вегетативной нервной системы. Отсутствие в окружающей среде ароматических веществ или значительное снижение чувствительности обонятельных рецепторов (поражение слизистой наса инфекцией, травмы, хронический насморк) создает условия для дизрегуляции центральных и вегетативных механизмов, что является причиной болезней, и в этой связи дополнительный обонятельный сенсорный приток (запахи) представляется не только желательным, но и необходимым, особенно у пожилых и старых людей (Быков, Маляренко, 2003; Bykov et al., 2006).

Запахи оказывают воздействие на нашу "физиологию" и эмоциональное состояние. Они могут возбудить аппетит, улучшить настроение и самочувствие либо ухудшить их, могут повысить или понизить работоспособность и даже заставить купить не очень нужную вещь, оказывают антистрессорное, седативное и расслабляющее, тонизирующее и стимулирующее, антисептическое, согревающее, гормоноподобное, сосудорасширяющее и другие действия.

Чувствительность же к запахам у всех людей разная.

Восприятие запахов зависит от индивидуальных особенностей каждого человека (его эмоционального состояния, гормонального фона, возраста, состояния слизистой носа), а также от внешней среды (обонятельные ощущения обостряются весной и летом, т.е. в теплую и влажную погоду) и температуры используемых эфирных масел (лучше всего ощущаются запахи теплых эфирных масел, подогретых до 37-38°С).

Очень чувствительно обоняние у детей и беременных женщин.

У женщин чувствительность к обонятельным сигналам может изменяться в зависимости от фазы менструального цикла. У большинства обоняние обостряется в периовуляторную (перед и сразу после овуляции) фазу, что подтверждено лабораторно. Снижена обонятельная чувствительность у женщин, принимающих гормональные контрацептивы.

По наблюдениям специалистов, болезненную чувствительность к ароматам испытывают неврастеники.

Способность воспринимать запахи меняется на протяжении всей жизни. Максимума острота обоняния достигает к 20 годам и примерно до 50-60 лет находится на одном и том же уровне, а затем начинает снижаться. Особенно заметно снижено обоняние у пожилых людей (старческая гипосмия или пресбиосмия). Хотя - все очень индивидуально, тем более, что в наше время достаточно причин для расстройства обоняния в любом возрасте.

Специалисты отмечают, что за последние несколько десятков лет процент людей, страдающих потерей обоняния, значительно вырос (согласно данным Национального института здоровья США, за двадцать лет - в восемь раз!), причем значительно преобладает молодежь. Причиной, как считают, является плохая экологическая ситуация в мире.

От того, что мы вдыхаем, зависит внутричерепное давление, крово- и лимфообращение, работа сердца и нервной системы.

Ароматы оказывают положительное влияние на работу центральной нервной системы: обладают седативным и антидепрессантным эффектом (лаванда, мята, апельсин), снимают стрессовые состояния, повышают внимание и реакцию, работоспособность и умственную активность, улучшают память.

Запахи обрабатываются в той же области мозга, которая отвечает и за память. Известный нейрофизиолог академик Наталья Петровна Бехтерева советовала при нарушении памяти, замедлении ассоциативных процессов в мозгу наряду с применением фармакологических препаратов, улучшающих деятельность мозга, обязательно применять не менее эффективное благотворное действие естественного отдыха на природе - прогулок в лесу, потому что сопровождающие их запахи оказывают очень благотворное воздействие на сложные механизмы памяти. Известно, что хвойные породы вырабатывают от 4 до 30 кг фитонцидов на 1 га насаждений; можжевельник, например, - более 30 кг!

Ароматические вещества воздействуют на функциональное состояние и физиологическую активность мозга (которая, нужно сказать, имеет огромное влияние на то, как мы думаем, чувствуем и ведем себя в тот или иной момент). Так, аромат розмарина обладает мощным активирующим действием на структуры головного мозга и улучшает работу зрительного анализатора.

Некоторые растительные ароматы стимулируют выработку в организме важнейших биологически активных веществ. Запах лаванды, например, - очень важного гормона и медиатора серотонина - древнейшего из всех гормонов на Земле (серотонин участвовал в фотосинтезе первых растений и управлял нервными центрами древних головоногих моллюсков и допозвоночных животных!). В процессе развития человеческого эмбриона серотонин формируется как один из самых первых гормонов. Он присутствует в головном мозге, пищеварительном тракте, шишковидной железе и тромбоцитах.

Серотонин влияет на аппетит, сон, настроение и эмоции, сосудистый тонус (снижение уровня серотонина в мозге является одним из факторов формирования депрессивных состояний и тяжелых форм мигрени), играет роль в регуляции сократимости матки и маточных труб и в координации родов (продукция серотонина в мышце матки возрастает за несколько часов или дней до родов и еще больше увеличивается непосредственно в процессе родов), необходим для нормального процесса овуляции у женщин, что обеспечивает выход полноценной яйцеклетки и возможность оплодотворения.

В нашем организме ежедневно вырабатывается необходимый для жизнедеятельности объем серотонина. Но для этого обязательно необходим ультрафиолет. Недостаток солнечного света в зимнее время года является частой причиной распространенной сезонной депрессии.

При достаточном уровне серотонина человек пребывает в душевном равновесии, контролирует свои поступки, становится более терпимым, уравновешенным в общении с окружающими (поэтому серотонин еще называют "гормоном душевного равновесия" и "социальным гормоном"), оптимально готов к телесной, психической, умственной нагрузке. Серотонин освобождает от чувства голода, увеличивает бодрость духа и концентрацию внимания, делает засыпание быстрым и легким, а сон глубоким, уменьшает чувствительность к температуре и ее перепадам, к болевым ощущениям, укрепляет память и улучшает способность к обучению, создает психическую стабильность, душевное спокойствие, терпимость к окружающим, уверенность в себе. Он прогоняет тоску и возвращает радость жизни.

Когда же в организме не хватает серотонина, человек постоянно чем-то недоволен, испытывает чувство беспокойства, даже когда для этого нет реальных причин, впадает в депрессию, у него часто нарушается сон, появляется раздражительность, гневливость, конфликтность в отношениях с окружающими, обидчивость, наблюдается поведенческая расторможенность, склонность к зависимому поведению (алкоголизму, азартным играм), повышенной агрессии, высокой импульсивности, неврозам и различным их проявлениям.

Стимулирует выработку серотонина ароматические вещества лаванды, нероли, майорана, ладана, ванили, розы, жасмина, цитрусов (последние содержат индол, который через триптофан связан с выработкой серотонина), а также запах кофе.

Аромат жасмина стимулирует выделение эндорфинов ("гормонов счастья"), которые повышают настроение, действуют антидепрессивно, являются естественными болеутоляющими веществами организма; а герани действует на нейромедиатор ацетилхолин, который контролирует системы мышц и органов, память, мышление, сосредоточение внимания.

Ароматы мяты понижают количество катехоламинов (адреналин, норадреналин, дофамин) - химических посредников во взаимодействиях между клетками, которые влияют на активность обмена веществ, сгорание углеводов, жиров и аминокислот, повышение чувствительности клеточных мембран к половым гормонам и гормону роста, прямое или косвенное повышение активности эндокринных желез, стимулирование гипоталамуса и гипофиза, а через них - гормональной функции. Чем активнее вырабатываются катехоламины, тем лучше наш организм приспосабливается к окружающей среде. Кстати, дофамин является антагонистом серотонина, остюда - увеличение уровня дофамина приводит к снижению уровня серотонина (и депрессии), и наоборот.

Обоняние человека влияет наздоровье

Кроме рефлекторного, существует ассоциативный механизм восприятия запахов, влияющий в основном на психоэмоциональную сферу человека. Наше настроение подвержено влиянию ароматов не меньше, чем наша физиология. Пример тому - действие запахов лаванды, камфоры, апельсина, нероли, герани, которые бодрят, внушают оптимизм, снимают депрессию, подавленность, раздражительность. Одни запахи настраивают нас на сентиментальный лад, другие действуют возбуждающе, запахи могут навевать легкую грусть, вызывать желание активной деятельности.

У большинства людей улучшается настроение от запахов хвои, цитрусовых; запахи розы, ландыша, жасмина вызывают положительные эмоции. А вот аромат черемухи или багульника вызывает беспокойство, раздражение и головные боли.

Запахи мускатного ореха, валерианы, мяты действуют антистрес- сорно, снимают подавленность, оказывают расслабляющее действие, усиливают ощущения счастья, спокойствия.

Волокна обонятельного тракта приносят импульсы к двум небольшим, но значимым участкам мозга, отвечающим за настроение: locus ceruleus ("голубое пятно"), в котором содержится норадреналин, и raphe nucleus ("ядра шва"), содержащие серотонин.

Эфирные масла розмарина, лимона, базилика, мяты перечной обладают стимулирующим действием на "голубое пятно", вследствие чего выделяется норадреналин (и потому их действие на организм стимулирующее), а вот лаванда, нероли, майоран воздействуют на "ядра шва", вследствие чего высвобождается "гормон радости" и антидепрессант серотонин. (Поэтому эти эфирные масла обладают седативным эффектом).

Отмечаемое при ароматерапии улучшение настроения связывают с ноотропной активностью некоторых эфирных масел: как уже говорилось, запах жасмина стимулирует выделение эндорфинов, герани - ацетилхолина, лаванды - серотонина, мяты - способствует снижению повышенного количества катехоламинов.

В свою очередь, "эмоциональные" структуры мозга, реагирующие на запахи, тесно связаны с областями головного мозга, регулирующими жизненно важные физиологические функции организма: частоту сердечных сокращений, кровяное давление, ритм и глубину дыхания.

Запахи обладают мощным мотивационным воздействием. Даже не будучи ощущаемыми, они управляют нашим сознанием, помогают выбирать друзей и партнеров, информируют об опасности, изменяют настроение, способны привлечь или оттолкнуть людей друг от друга, влияют на поведение, в том числе половое. При этом особенно мощно действуют так называемые половые аттрактанты или феромоны, необходимые для привлечения особей противоположного пола.

Есть даже такое понятие как химическая коммуникация, или обмен информацией посредством запахов.

Позже появились данные, что и мужские запахи влияют на менструальные циклы и время наступления овуляции у женщин. А ученые из Филадельфии открыли возможность влияния феромонов на нормализацию и стабилизацию веса человека и даже его омоложение.

Итак, существует дополнительная обонятельная система, которая позволяет бессознательно ощущать определенные химические сигналы, подаваемые людьми, находящимися рядом с нами, управляет нашими нейроэндокринными и поведенческими реакциями, играет ключевую роль в регуляции репродуктивного и материнского поведения, она непосредственно связана со структурами мозга, регулирующими выработку гормонов (у женщин, как уже упоминалось, под действием таких сигналов могут изменяться гормональные циклы).

Разделение слоев основной и дополнительной обонятельных луковиц начинается после 8-й недели развития и завершается к 20-22-й. Как показали исследования, нервные волокна основной и дополнительной обонятельной систем образуют единый нервный пучок на пути к переднему мозгу; дополнительная обонятельная луковица не дегенерирует у плода, сохраняется до 35-й недели, что не исключает существования вомероназальной системы обоняния на поздних сроках внутриутробного развития, а также у новорожденных и взрослого человека.

У человека вомероназальный орган представлен небольшим углублением (вомероназальной ямкой) - крошечным образованием, расположенным в 1,5-2 см от края ноздри, в стенке носовой перегородки на границе хрящевого и костного ее отделов, что достаточно далеко от обонятельного эпителия. Он наблюдается в явном виде почти у 70% взрослых людей с двух сторон, примерно у 8-19% обнаруживается лишь с одной из сторон носовой полости. Интересно, что у людей с гипогонадотропным гипогона- дизмом (синдром Кальмана), характерным симптомом которого является аносмия (отсутствие обоняния), вомероназальный орган отсутствует.

Вомероназальный орган имеет входы в некоторые области гипоталамуса, участвующие в регуляции репродуктивного, защитного, пищевого поведения, нейрогуморальной секреции (в первую очередь гонадотропных, т.е. имеющих влияние на половые органы, гормонов).

Дополнительный путь восприятия запахов проходит параллельно главному, с ним не пересекаясь. Он идет в обход главным обонятельным луковицам и коры головного мозга - в дополнительные, находящиеся в переднем мозге, а уже от них - к структурам, которые заведуют репродуктивным и материнским поведением: гипоталамусу - главному регулятору эндокринной системы и многих функций организма, тесно связанному с лимбической системой и корой мозга (в гипоталамусе находятся центры регуляции эмоций и поведения), и от него - к передней доле гипофиза, которая вырабатывает гормоны, влияющие на работу половых желез, и к структуре лимбической системы - упоминаемой уже миндалине у отвечающей за эмоции: эмоциональное восприятие, эмоциональную память и контроль эмоций.

И если основная обонятельная система имеет представительство в коре больших полушарий головного мозга, благодаря чему мы ощущаем и запоминаем запахи, то проекции вомероназального органа в коре мозга на сегодняшний день не обнаружено (электроэнцефалографи- ческие исследования, к примеру, показали, что при действии феромонов активируются не корковые, а передние таламические структуры, участвующие в анализе обонятельных сигналов; таламус - структура промежуточного мозга - является подкорковой "станцией" для всех видов чувствительности), что позволяет говорить о том, что дополнительная обонятельная система реализуется на более примитивном, подсознательном уровне и запахов явно "не слышит", а также не связана с когнитивными функциями мозга - памятью, вниманием, речью, счетом, мышлением, ориентацией и др.

Согласно современной концепции «дуального обоняния», мы имеем две обонятельные системы - основную и дополнительную.

Основная обонятельная система начинается в обонятельном эпителии полости носа и проецируется в кору больших полушарий мозга («обонятельный мозг»). Благодаря ей мы ощущаем, запоминаем, различаем запахи, они влияют на когнитивные функции нашего мозга (память, речь, счет, мышление, внимание и т.д.) и функционирование систем организма.

Дополнительная обонятельная система начинается в специальном воме- роназальном органе, расположенном в носу, проходит параллельно основному пути в участки мозга, которые заведуют репродуктивным и материнским поведением (гипоталамус-гипофиз и миндалина). Не имея проекции в коре больших полушарий, она реализует свои эффекты на более примитивном, подсознательном уровне, отвечая за половое поведение, а феромоны для нас «не пахнут».

Память является сложной психической деятельностью. Основные процессы в ее структуре - это запоминание, сохранение, припоминание, восстановление (узнавание, воспроизведение), а также и забывание.

Ученые доказали: ничто так не связано с памятью, как запах. Знакомые запахи пробуждают старые воспоминания с большей активностью, чем знакомые виды или звуки.

В мозге отделы, обеспечивающие восприятие запахов, тесно связаны с зонами, ответственными за возникновение эмоций. Поэтому все запахи эмоционально окрашены и могут надолго сохраняться в эмоциональной памяти и активизировать ее ("запах порождает образ"), что вызывает у нас те или иные эмоциональные переживания. Пережитые же эмоции - как положительные, так и отрицательные - запоминаются и в дальнейшем выступают в виде сигналов, побуждающих нас к действию либо удерживающих от действий.

У североамериканских индейцев существовал своеобразный способ фиксации в памяти дорогих и важных событий и переживаний. Они носили при себе (крепили к ноге) специальные флакончики с составами, обладающими сильными и характерными ароматами - "запахами событий", и в те минуты, воспоминание о которых им хотелось удержать в памяти, они открывали какой-нибудь из них и вдыхали из него запах. Запах увязывался с событием, и потом, даже через много лет, мог пробудить необычайно яркие и живые воспоминания и даже восстановить зрительную картину события.

Наша жизнь представляет собой непрерывную реакцию организма на поступающую информацию. Львиную ее долю поставляет зрение. А обоняние называют пятым чувством - после зрения, слуха, вкуса и осязания. Однако запахи имеют для человека, пожалуй, даже большее значение, чем информация от остальных органов чувств.

Сезон отпусков подходил к концу, а в одном из парижских уни­вермагов оставался непроданным большой запас летних товаров. И то­гда директор обратился за помощью к специалистам по запахам - одорологам. Те порекомендовали ис­пользовать в торговых залах аромат свежескошенного сена. Гранулы с этим запахом срочно разместили во всех отделах, где продавались това­ры для отдыха. И они пошли нарас­хват. Через неделю владелец уни­вермага вместо убытков подсчиты­вал прибыль: запах не подвел.

Можно привести десятки подоб­ных примеров, но сами по себе они не объясняют тайну власти запахов над нами. Чтобы понять ее, начнем, как говорится, танцевать от печки, в данном случае - от носа, издавна считавшегося самым загадочным из всех органов чувств. Лишь сравни­тельно недавно исследователям удалось проследить сложные связи между носом, воспринимающим за­пахи, и другими органами.

Дело обстоит так. Обонятельная область находится в верхнем отделе полости носа. Воздух попадает туда, пройдя фильтр из реснитчатых кле­ток эпителия, которые задерживают мельчайшие частицы пыли и микро­организмы.

Слизистая оболочка обонятель­ной ямки отличается от слизистой остальной поверхности полости носа от остальных органов чувств и цветом, и строением. В ее толще находится более 10 миллионов рецепторных клеток. Каждая из них по форме напоминает веретено с двумя отростками. Один - короткий, пе­риферический - направлен к по­верхности слизистой оболочки, дру­гой - длинный, так называемый центральный - в головной мозг.

На концах периферических отро­стков есть утолщения с 10-12 очень подвижными тонкими волосками. Они сгибаются, выпрямляются, по­ворачиваются в разные стороны, отыскивая и улавливая молекулы пахучих веществ. На этих обоня­тельных ресничках расположены ре-цепторные участки, отличающиеся друг от друга своим строением, бла­годаря чему каждый Из них вступает в контакт только с определенными пахучими молекулами.

В результате этого контакта в рецепторной клетке рождается нерв­ный импульс, который и устремляет­ся по центральному отростку в мозг - в его височную долю, где нахо­дится высший отдел обонятельного анализатора. После обработки при­нятой информации в нем форми­руется ощущение того или иного за­паха.

От анализатора разбегаются нер­вные пучки (их так и называют цен­тробежными), которые связывают его с вегетативными ядрами, гипота­ламусом, зрительным бугром и неко- торыми другими образованиями лим-бического комплекса. « В этих бога­тейших нервных связях обонятельно­го анализатора со многими структу­рами мозга, - подчеркивает про­фессор Е.С. Вельховер, - и кроется разгадка влияния различных обоня­тельных ощущений на функции орга­низма».

Кстати, наш « нюхательный аппа­рат» обладает уникальной особен­ностью. Известно, что нервные клет­ки головного мозга не восстанавли­ваются. Однако ученые из Центра медицинских исследований при уни­верситете штата Нью-Йорк обнару­жили исключение из этого правила. Оказывается, природа позаботилась о повышенной надежности нашего органа « пятого чувства» - очевид­но, в силу его чрезвычайной важно­сти для всего организма. Обоня­тельный нерв функционирует лишь 30-90 дней, а затем отмирает. Но к этому времени уже сформировался новенький нерв! Причем сам процесс их замены нисколько не влияет на чувствительность к запахам.

Нейробиолог Джеймс Швоб ком­ментирует это открытие так: « В обо­нятельной системе постоянно повто­ряются такие процессы, которые ха­рактерны для головного мозга лишь на эмбриональной стадии развития, а именно - процессы зарождения и дифференциации нейронов. Если мы поймем механизм их регенерации, то получим бесценную информацию о том, как развивается мозг».

Что такое запах? Если задаться вопросом, сколько существует запа­хов, ответ должен быть таким: столь­ко, сколько различных веществ и их комбинаций. У каждого вещества 74 свои летучие составляющие. Пахнут даже камни, в чем каждый может убедиться, если с силой ударит один камень о другой. Это подтверждает и « электронный нос» - лазерный при­бор, анализирующий испарения твердых тел, переведенных в газооб­разное состояние. На такой слож­нейший анализ требуется три секун­ды. А вот муха практически мгновен­но отличает сахар от сахарина, ана­лизируя, как установили исследова­тели, пространственное строение молекул запаха.

Люди давно догадывались, что запах - не что иное, как мельчай­шие частицы вещества, попадающие в нос. Но каким образом человек различает запахи? Как нос понимает, что, например, пахнет подгоревшим молоком, а не хвоей? Как он разли­чает бесконечные оттенки запахов? Взять хотя бы растительное масло. По запаху можно не только отличить соевое масло от подсолнечного, но и определить его происхождение: им­портное (оно почти без запаха), или с городского маслозавода, или дере­венское (самое пахучее).

С такой задачей справится почти любой человек. Но есть люди, кото­рые различают в несколько раз больше запахов, чем другие. Таких гениев обоняния единицы. « Носы» - именно так уважительно называ­ют дегустаторов-одорологов экстра­класса. Особенно ценятся « носы» в парфюмерной промышленности. В восприятии запахов есть и свои без­дарности, которым « медведь на нос наступил».

Вообще человеческий нос спосо­бен воспринять более 10 тысяч за­пахов. Но подавляющее большинст- во сигналов обонятельного анализа­тора отсылается в подсознание, и лишь незначительная часть одоро­логической информации восприни­мается мозгом как важная. Второ­степенная информация органов обо­няния усваивается на подсознатель­ном уровне, причем ее роль часто оказывается очень существенной, хотя человек может об этом даже не подозревать. Биологически важными запахами для любого живого суще­ства всегда остаются запахи пищи, опасности, полового партнера, ре­бенка.

В принципе, каждый может на­тренировать свой нюх, чтобы расши­рить спектр различаемых запахов. Для этого есть специальные методи­ки. Самая простая - специально об­ращать внимание на запахи. Как только вы начинаете фиксировать внимание на запахах, у вас начинает развиваться и соответствующая зона мозга.

Итак, пахучие молекулы воздей­ствуют на рецепторы обонятельных ресничек. Но как это происходит? Видные специалисты в области сте­реохимии Р. Монкрифф и Дж. Эймур доказали, что все дело в форме мо­лекулы. Ее восприятие молекулой рецептора подобно вхождению клю­ча в замок. Если они подходят друг к другу, происходит реакция « узнава­ния» определенного первичного за­паха.

На основании этой теории ученые построили трехмерные модели « пер­вичных» запахов. Молекула камфа­ры, например, округлая, мускуса - имеет форму диска. Приятный цве­точный запах вызывают пахучие мо­лекулы сходной дискообразной формы, но с гибким хвостом, как у воз­душных змеев. Прохладным мятным запахом обладают молекулы клино­образной формы. А эфирный запах обязан своим происхождением па­лочковидным молекулам.

А теперь проследуем за инфор­мационным импульсом из обоня­тельного анализатора, в головной мозг.

Когда речь идет о механизме процессов регуляции в организме, обычно его объясняют так: тот или иной орган посылает свой импульс, по нервным каналам в мозг, который в ответ отдает соответствующую ко­мандусигнал этому органу. А по по­воду характеристик таких импульсов и сигналов обычно произносят стан­дартную фразу: « электрические по своей природе». Но это все равно, что в ответ на вопрос о содержании телеграммы сказать: « Она послана с помощью электрического тока». Главное в биоэлектрических сигна­лах, циркулирующих в организме, - спектр их частот. Именно они явля­ются содержанием нервных импуль­сов, обеспечивающих согласованное функционирование различных сис­тем и органов. Эти частоты можно назвать « словами» непрерывного « диалога», а то и « выступлений» участников « общего собрания» орга­низма.

Обонятельный анализатор тоже активно участвует в « обмене репли­ками». Когда « ключ» (молекула па­хучего вещества) попадает в « замок» (соответствующую ей молекулу ре­цептора), по нервным каналам сле­дует электромагнитный сигнал стро­го определенной частоты. То, что он является электрическим, а не хими- ческим, было доказано в целом ряде опытов.

В апреле 1991 года американцы Линда Бак и Ричард Акселем из Ме­ждународного института имени Го­варда Хьюза при Колумбийском уни­верситете сообщили о своем откры­тии, ставшим одной из самых гром­ких научных сенсаций последних лет: устройство обонятельных рецепто­ров запрограммировано генетически! Оказывается, существует целое се­мейство генов, в которых закодиро­ваны « индивидуальные инструкции» по устройству разнотипных рецепто­ров. Другими словами, природа за­ранее позаботилась создать разно­типные рецепторы для каждого из более чем 10 тысяч запахов, которые воспринимает человек. Образно го­воря, это она изготовила 10 тысяч « замков» для 10 тысяч « ключей».

В мозге запаховые сигналы из обонятельного анализатора, попав в гипоталамус, приводят в действие « спусковой механизм», стимули­рующий выработку различных гор­монов. Впрочем, не исключено, что эти сигналы могут поступать прямо в центры эмоций, расположенные в височной доле. Главное, что в лю­бом случае под влиянием запахов рождаются гормоны, которые влияют на наше эмоциональное состояние. Еще в древних медицинских тракта­тах отмечено, что аромат одних рас­тений может возбуждать, бодрить, придавать силу и смелость, а других, наоборот, успокаивать, усыплять, вызывать тоску и тревогу у совер­шенно здоровых людей.

А вот любопытное свидетельство на сей счет современного исследо­вателя Сергея Москалева: « Для транспорта я использую особый оде­колон. Он надежно защищает меня от грязных и негармоничных вибра­ций. В свою очередь, окружающие меня люди, попадая в поле этого одеколона, также ощущают его бла­готворное воздействие, например, они перестают быть агрессивными… Если я нахожусь в троллейбусе и рядом стоит или сидит раздражен­ный и издерганный человек, то он, воспринимая успокаивающий запах, меняется на глазах: его состояние начинает улучшаться - взгляд теп­леет, напряженные мышцы лица раз­глаживаются, рука уже не так судо­рожно сжимает поручень, голос при­обретает мягкие оттенки».

Больше того, запахи влияют не только на психику, но и на сому - наше тело. Через гормональные ме­ханизмы они способны изменять ритм дыхания и пульс, накладывать свой отпечаток на зрительные, слу­ховые, вкусовые ощущения. Что ка­сается вкуса, то каждый знает, как возбуждает аппетит вкусно пахнущая еда. Но достаточно подхватить на­сморк, блокирующий обонятельный анализатор, и та же самая пища ка­жется безвкусной.

Сбои и поломки в « нюхательном аппарате» могут вызывать и более серьезные последствия. Так, во вре­мя опытов крысы с удаленными обо­нятельными луковицами набрасыва­лись на любое живое существо, ко­торое сажали в клетку: мышь, лягуш­ку, черепаху, даже крысенка, хотя нормальные особи лишь обнюхива­ли гостей. Лишившись обоняния, они проявляли немотивированную агрес­сию ко всему, что двигалось.

По схожести воздействия на че- ловека запахи делятся на несколько групп. Приятные - снижают кровя­ное давление и частоту пульса, вы­зывают чувство удовлетворения и высокую самооценку. Неприятные - повышают кровяное давление и час­тоту пульса, делают дыхание более частым и глубоким, провоцируют раздражение и недовольство собой. Сладкие и горькие - увеличивают работоспособность, мускусные - га­зообмен. Мятные, лимонные, розо­вые, напротив, уменьшают газооб­мен. К тому же ванилин, розовое и бергамотные масла нормализуют ритм дыхания.

Эти общие закономерности давно нашли практическое отражение в на­родной медицине, в которой есть ре­комендации для различных жизнен­ных ситуаций. Например, если нужно успокоиться, можно просто понюхать ромашку или герань. Кстати, про ро­машку Авиценна писал: « Если ню­хать ее свежую, она усыпляет». За­пах герани помогает избавиться от головной боли, гвоздики - от зуб­ной, левзеи - снять синдром похме­лья. Подскочило давление - помо­гут валериана, ваниль, мелисса. Ра­боту сердца усилит запах тополя и боярышника.

Японские ученые провели иссле­дование, чтобы определить, какие запахи мобилизуют внутренние ре­зервы организма, а какие помогают расслабиться и отдохнуть. Оказа­лось, что запахи лимона и эвкалипта возбуждают и увеличивают произво­дительность труда, а лаванды и роз­марина действуют успокаивающе. Студенты лучше справлялись с тес­тами, если аудитория периодически наполнялась ароматами мяты или ландыша. Запах ванили снимает стрессовое состояние, способствует расслаблению после сильного нерв­ного напряжения. У программистов г количество ошибок уменьшалось на 20%, когда они вдыхали запах ла­ванды, на 33% - от запаха жасмина и на 54% - от запаха лимона. Кроме того, было установлено, что запах моря - соли и йода - может уменьшить чувство тревоги. А запах яблока, по данным американских ис­следователей, ускоряет решение за­дач на сообразительность.

Исходя из результатов подобных исследований, корпорация « Кадзима» установила 33 мощные системы для насыщения ароматами воздуха в административных зданиях и 250 аналогичных устройств меньшей мощности для офисов различных компаний. Причем « ароматическое меню» на день составлено таким об­разом, чтобы запахи не только под­стегивали человека, но и периодиче­ски давали ему возможность рас­слабиться и немного отдохнуть. По­добная гуманность обусловлена прежде всего тем, что, как показали исследования ученых из Медицин­ского центра Джона Гопкинса и Дьюкского университета, при дли­тельном воздействии одного и того же запаха он просто перестает вы­зывать соответствующую гормо­нальную реакцию. Причина проста: обонятельные рецепторы теряют к нему чувствительность, поскольку их блокирует специфический белок-фермент.

Сергей Демкин

О разделе

Этот раздел содержит статьи, посвященные феноменам или версиям, которые так или иначе могут быть интересны или полезны исследователям необъясненного.
Статьи разделены по категориям:
Информационные. Содержат полезную для исследователей информацию из различных областей знаний.
Аналитические. Включают аналитику накопленной информации о версиях или феноменах, а также описания результатов проведенных экспериментов.
Технические. Аккумулируют информацию о технических решениях, которые могут найти применение в сфере изучения необъясненных фактов.
Методики. Содержат описания методик, применяемых участниками группы при расследовании фактов и исследовании феноменов.
Медиа. Содержат информацию об отражении феноменов в индустрии развлечений: фильмах, мультфильмах, играх и т.п.
Известные заблуждения. Разоблачения известных необъясненных фактов, собранные в том числе из сторонних источников.

Тип статьи:

Информационные

Особенности восприятия человека. Обоняние

В повседневной жизни мы все время ощущаем запахи. Они могут быть приятные или неприятные, эти ощущения могут доставлять нам беспокойство, а могут даже спасти жизнь. Восприятие запахов играет важную роль у наземных живых существ (охота, поиск пары, защита и т.п.). Это в большей степени актуально для животных, но необходимо и человеку. Так же, помимо обычных реакций, иногда, когда мы ощущаем знакомый запах, в нашей памяти могут возникнуть определенные воспоминания, связанные с ним.

В этой статье мы попробуем разобраться в причинах возникновения этих ощущений.

Запахом называется специфическое ощущение присутствия в воздухе летучих ароматных веществ, обнаруживаемых химическими рецепторами обоняния, расположенными в носовой полости животных и людей. Это ощущение определяется суммарным эффектом от раздражения обонятельных рецепторов, рецепторов тройничного нерва и рецепторов вомероназального органа; кроме того, возможно, что в ощущение запаха вовлечено восприятие аэрозольной компоненты атмосферы.

Таким образом, восприятие запаха – это восприятие мельчайших частиц вещества, органического и неорганического происхождения, специфическими рецепторами.
Ниже мы рассмотрим физиологию восприятия запаха.

Физиология обоняния

Когда человек делает вдох, воздух течет через носовую полость к легким. Однако при выдохе носовые дыхательные пути частично перекрываются тремя костными выростами, называемыми носовыми раковинами. При прохождении через них воздух перемешивается и откладывает пахнущие молекулы на влажную слизистую оболочку. В результате при обычном дыхании мы сильнее чувствуем запах на выдохе, чем на вдохе.

При вдохе через нос воздух вместе с молекулами пахучего вещества (называемого обонятельным стимулом или одорантом) проходит в каждой из двух носовых полостей по щелевидному каналу сложной конфигурации, который образован продольной носовой перегородкой и тремя носовыми раковинами. Здесь воздух очищается от пыли, увлажняется и нагревается.

Анатомия носа и носоглотки. 1 – соустье слуховой трубы; 2 – глоточная миндалина; 3 – основная пазуха; 4 – соустье основной пазухи; 5 – ситообразная пластинка решетчатой кости; 6 – лобная пазуха; 7 – верхняя носовая раковина; 8 – средняя носовая раковина; 9 – нижняя носовая раковина; 10 – пристенок носа; 11 – твердое небо.

Затем часть воздуха поступает в расположенную в верхней задней зоне канала обонятельную область, имеющую вид щели, покрытой обонятельным эпителием. Эпителий покрыт слоем обонятельной слизи и содержит три типа первичных клеток: обонятельные рецепторы, опорные и базальные клетки. Влекомые воздухом пахучие молекулы проникают в носовую полость и переносятся над поверхностью эпителия. Обонятельный эпителий имеет толщину приблизительно 150-300 мкм. Он покрыт слоем слизи (10-50 мкм), который молекулам одоранта предстоит преодолеть, прежде чем они провзаимодействуют со специальными сенсорными нейронами - обонятельными рецепторами. Физиологические функции слоя слизи полностью до сих пор не выяснены. Не вызывает сомнения, что она создает гидрофильную оболочку для чувствительных и хрупких обонятельных рецепторов, выполняя защитную функцию. Ведь систему восприятия сигнала нужно защитить от воздействия внешней среды, то есть от молекул одорантов, среди которых могут быть достаточно опасные и химически активные вещества.

Реснички-цилии направлены наклонно к внешней поверхности слоя слизи. Они образуют своего рода сетку с нерегулярными ячейками, причем эта сетка размещена у поверхности раздела подслоев так, что основная часть поверхности ресничек (около 85%) оказывается расположен ной вблизи границы раздела.

Для того чтобы обонятельный сигнал был воспринят нейроном, молекула одоранта связывается со специальной белковой структурой, расположенной в нейрональной клеточной мембране. Такая структура называется рецепторным белком.

Одна из моделей процесса преобразования сигнала внутри реснички обонятельного нейрона

Обонятельная система использует комбинаторную схему для идентификации одорантов и кодирования сигнала. Согласно ей один тип обонятельных рецепторов активируется множеством одорантов и один одорант активирует множество типов рецепторов. Различные одоранты кодируются различными комбинациями обонятельных рецепторов, причем увеличение концентрации стимула приводит к возрастанию числа активируемых рецепторов и к усложнению его рецепторного кода. В этой схеме каждый рецептор выступает в качестве одного из компонентов комбинаторного рецепторного кода для многих одорантов и выполняет роль буквы своеобразного алфавита, из совокупности которых составляются соответствующие слова-запахи.

Минимальные структурные отличия молекул одорантов, например, по функциональной группе, по длине углеродной цепи, по пространственной структуре приводят к различному рецепторному коду. Для отличительного признака молекулы одоранта, способного изменить кодировку запаха, был предложен термин «одотоп» (odotope), или детерминант запаха. Различные обонятельные рецепторы, которые распознают один и тот же одорант, могут идентифицировать различные его признаки-одотопы. Одиночный обонятельный рецептор способен различать молекулы, отличающиеся длиной углеродной цепочки всего лишь на один атом углерода, или молекулы, имеющие одинаковую длину углеродной цепочки, но отличающиеся функциональной группой.

Активация рецепторного белка молекулой одоранта в конечном счете приводит к генерированию электрического тока в обонятельном рецепторном нейроне. Ток распространяется по дендриту нейрона в его соматическую часть, где возбуждает выходной электрический импульс. Этот импульс передается по нейрональному аксону в обонятельную луковицу, служащую первым центром обработки обонятельной информации в головном мозге.

Пути передачи информации о запахах в головной мозг

Обонятельная луковица - это большая многослойная нейросеть для пространственно-временнoй обработки отображения запаха в гломерулах. В зависимости от содержания передаваемого сигнала гломерулы активируются различным образом. Совокупность активированных гломерул называется картой запаха и представляет своего рода "слепок" запаха, то есть она показывает, из каких пахучих веществ состоит воспринимаемый обонятельный объект.

Свойства обонятельных зон коры головного мозга позволяют формировать ассоциативную память, которая устанавливает связь нового аромата с отпечатками воспринятых ранее обонятельных стимулов. Полагают, что процесс идентификации одоранта включает сравнение получающегося отображения с его описанием в семантической памяти. В случае совпадения отпечатка и памяти о запахе происходит какой-либо ответ (эмоциональный, двигательный) организма. Процесс этот осуществляется очень быстро, в течение секунды, и информация о совпадении после ответа сразу сбрасывается, поскольку мозг готовит себя к решению следующей задачи восприятия запаха.

Таким образом, можно выделить последовательные шаги в восприятии человеком запаха:

1. Периферический отдел обонятельного анализатора: молекулы пахучих веществ диффундируют в область носоглотки, и чтобы воздействовать на рецепторы, они должны адсорбироваться и раствориться на влажной поверхности обонятельного эпителия. Далее информация о раздражении рецепторов проходит через проводящие пути.
2. Проводящие пути обонятельного анализатора: Обонятельные клетки, снабженные рецепторным образованием на конце их периферического отростка, представляют собой первый нейрон проводящих путей обонятельного анализатора. Через отверстия решетчатой кости они проходят в полость черепа и проникают в обонятельную луковицу, то есть в передний, утолщенный конец обонятельного тракта. Здесь расположены тела второго нейрона. Аксоны второго нейрона образуют обонятельный тракт и направляются к телам третьего нейрона, расположенном в миндалевидном ядре, в переднем, изогнутом конце аммоновой извилины и в подмозолистой извилине. Аксоны третьего нейрона направляются к корковому отделу обонятельного анализатора.
3. Корковый отдел обонятельного анализатора, где осуществляются корковые рефлексы на обонятельные раздражения.

Стоит отметить, что чувствительность обонятельного анализатора значительно меняется под влиянием различных внешних и внутренних условий. Эти изменения либо распространяются на весь анализатор, либо ограничиваются отдельными участками его коркового отдела.

Психология восприятия запаха

Многие психологи утверждают, что человек воспринимает запахи двум способами - естественным (реальным), и мнимым, так как любой запах вызывает в сознании ассоциативные образы, связанные с прошлыми событиями.

В зависимости от концентрации, одно и то же вещество может оказывать разный эффект.
В общем случае, с ростом концентрации летучих ароматических веществ типично изменение индивидуального восприятия от нейтрального или приятного (аромат), через индифферентное при среднем уровне «нагрузки рецепторов» - к неприятному и отвратительному (вонь), при «сенсорной перегрузке».

Существуют такие эффекты при восприятии запахов, как адаптация и интерференция.

• Адаптация – это полная потеря ощущения запаха от вещества (в качестве примера можно привести сероводород: он легко обнаруживается в минимальных концентрациях, еще не опасных для здоровья, однако через короткое время сила ощущения резко падает - вплоть до того, что человек не в состоянии ощутить концентрации, превышающие ПДК в воздухе)
• Интерференция – наложение нескольких запахов, которое может существенно исказить общую оценку аромата.

При различных заболеваниях или в определенных эмоциональных состояниях у человека могут возникать обонятельные иллюзии и галлюцинации (например, человек начинает ощущать запах гари как цитрусовый аромат).

Явления иллюзорного восприятия запахов еще называется хеморецепторной анестезией (притуплением) или гиперстезией (обострением), они могут возникать в различное время, некоторые - периодически (в начале менструального цикла, после перенесенной черепно-мозговой травмы, тяжелого нервного потрясения).

Помимо иллюзий, могут появляться также обонятельные галлюцинации. Они, чаще всего, представляют собой мнимое восприятие неприятных запахов (человек ощущает, например, запах плесени, уксуса или гниения), реже – совсем не знакомый запах, еще реже – запах чего то приятного. В большинстве случаев такие эффекты возникают в результате различных патологических процессов.

Вывод

В этой статье была представлена краткая информация о физиологии и психологии восприятия запахов.

Общие принципы этого восприятия известны, однако детали еще недостаточно изучены и оставляют множество вопросов.

Отдельно можно отметить, что часто запах человеком ощущается, но не осознается.

Запахом можно пользоваться, чтобы пробудить некоторые воспоминания человека, даже те, которые в обычном состоянии вспоминаются с трудом.

Запахи играют важную роль в формировании картины мира, однако и здесь возникают ошибки, обусловленные особенностями физиологии и психологии.

Сталкивались ли вы с ситуацией, когда в магазине парфюмерии вы просто влюбляетесь в конкретный аромат, приобретаете его, а придя домой и, нанеся на себя вожделенное приобретение, испытываете, мягко говоря, разочарование? Случалось ли вам удивляться, почему ваши любимые духи, которыми вы пользовались длительное время, вдруг перестали вас радовать? А когда ваш друг называет ваш любимый, откровенно легкий и свежий (для вас) парфюм тяжелым и сладко-приторным, что вы думаете, как себе это объясняете?

Считается, что не стоит дарить духи другому человеку, руководствуясь своим собственным выбором. Вы согласны? Почему? И чем можно объяснить все эти ситуации? Для начала стоит разобраться, что такое запах и как мы воспринимаем его.

Так что же фактически означает понятие «запах»?

Запахом называют субъективное ощущение, возникающее благодаря процессу обоняния и связанное с попаданием на определенный участок слизистой носовой полости достаточного для активации чувствительных рецепторов количества газообразного вещества.

Иными словами, запах — это не жидкость во флакончике, а наше реакция посредством вдыхания на эту жидкость.

Учитывая, что в определении фигурирует слово «субъективное», я постараюсь объяснить, что же влияет на наше индивидуальное восприятие ароматов, и надеюсь, смогу помочь вам впредь делать правильный выбор в парфюмерии (значительно экономя средства и время) и даже лучше понимать окружающий мир.

"Нет двух человек, которые воспринимали бы один и тот же запах одинаково", - сказал Патрик Мак Леод, президент Института обоняния и директор лаборатории сенсорной нейробиологии.

Если рассуждать здраво, то на наше обоняние влияет несколько факторов:

1) Ваш индивидуальный тип восприятия запахов.

2) Состояние вашей нервной системы

3) Состояние вашего физического здоровья.

4) Пол (мужчины, женщины)

5) Возраст

6) Внешняя среда (влажность, температура воздуха, наличие или отсутствие освещения, чистота воздуха и т.д.)

Давайте рассмотрим все пункты подробнее.

1) ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТИП ВОСПРИЯТИЯ ЗАПАХА.

Прошу заметить, несмотря на то, что обонятельный аппарат технически устроен у всех одинаково, существуют нюансы, которые приято называть индивидуальными особенностями. Мы сейчас говорим именно о врожденных особенностях, которые сложно изменить, ну, разве что, путем сознательных длительных тренировок.

Типы людей по восприятию запахов:

Макросматики - люди с развитой, выраженной реакцией на запахи.

Остро чувствуют даже небольшую концентрацию запаха, даже на значительном удалении от его источника. Обычно именно такие люди лучше улавливают нюансы, оттенки, быстрее и острее чувствуют запахи. Для них обоняние и ароматы являются важнейшим проводником в познании и ощущении мира.

В моей практике не так много было таких людей, и как правило, они источник аромата (флакон духов, баночку с эфирным маслом) держат при дегустации довольно далеко от своих носов, распознают даже состав парфюма в нюансах.

Микросматики - люди, которым требуется больше времени и более высокая концентрация веществ для восприятия ароматов (наиболее распространенный тип людей). Именно на них делается расчет при выпуске массовой парфюмерной продукции, которая для макросматиков будет просто отталкивающей или слишком «убойной».

Я наблюдаю, как большинство людей подносят близко-близко флакон духов, внюхиваясь, пытаясь понять, нравится аромат или нет.

Аносматики - люди, не воспринимающие запахи. Довольно редко встречающийся тип. Компенсируют, как правило, восприятие мира иными рецепторами. В наши дни, к счастью для них, разработаны методики исправления этой особенности, требующие, правда, длительных занятий и тренировок.

Аносмия может носить как временный (при болезнях), так и постоянный (после травмы) характер. К этому состоянию приводит большое количество болезней, поражающий как периферический, так и центральный отделы анализаторов. Иногда возможно развитие односторонней аносмии, как правило, при незначительной травме головы. Если запахи не воспринимаются с рождения, говорят о врожденной аносмии. Как правило, существование без восприятия запахов не сопровождается значительным снижением качества жизни. Тем не менее, нельзя сказать, что снижение обоняния проходит бесследно. Так, если человек не может воспринимать запахи, изменяется восприятие аппетита.

Паросматики - люди, неправильно воспринимающие запахи. Как пример: большая группа людей утверждает, что ваниль пахнет сладко, а паросматик уверенно считает, что запах ванили — кислый и горький.

Какосматики - люди, у которых постоянно возникают обонятельные галлюцинации. Считается, что это явление связано с нарушением работы определенных центров головного мозга, проявляющимися в том, что человек ощущает запах, которого в действительности нет.

2) СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Во-первых, восприятие запаха зависит от типа нервной системы человека. Считается, что люди, склонные к выраженным эмоциям, более чувствительны к запахам. Чем большей чувствительностью обладает человек, тем острее и ярче он видит мир, в частности, запахи. Кстати, зная эту информацию, можно сделать вывод, что сознательное развитие обоняние (обонятельные тренировки) — прекрасный путь к развитию общей чувствительности человека.

Однако один и тот же человек в разных эмоциональных состояниях может в разных оттенках и с разной силой воспринимать даже знакомый запах. А это утверждение дает вам также прекрасную подсказку: вы можете анализировать свое состояние, наблюдая изменения вашего восприятия запаха. Осталось только вычислить, как вы воспринимаете конкретный запах в самом «нормальном» состоянии. И запахи могут быть прекрасным тестом для осознания своих состояний в повседневной жизни.

3) СОСТОЯНИЕ ВАШЕГО ФИЗИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ

К изменению обоняния могут привести различные состояния нарушения здоровья. Например, нарушения обмена веществ, инфекционные заболевания, повреждение нерва при операции, опухоли, токсическое воздействие лекарственных препаратов, травмы и прочее, прочее. Огромное количество фактором, связанных с физическим состоянием человека, влияют на восприятие запахов! Эти изменения поддаются коррекции, а в большинстве случаев проходят без следа. Но только в том случае, если вы действительно займетесь исправлением первопричины, а не решите, что с измененным обонянием или вообще без обоняния вполне можно жить.

Кстати, ученые заметили, что за прошедшие несколько десятков лет значительно вырос процент людей, страдающих потерей обоняния. Серьезные исследования этого явления проводились в США. Согласно данным Национального института здоровья, за 20 лет (с 1969 по 1981 год) цифра, свидетельствующая о таких нарушениях, возросла с 2 млн. человек до 16 млн. Причем, с жалобами к специалистам в основном теперь приходят именно молодые люди - в возрасте от 17 до 20 лет. Такую негативную динамику врачи всего мира связывают с плохой экологической ситуацией. К сожалению, в нашей стране такие исследования проводятся чрезвычайно редко и не носят систематического характера.

Есть ли средства, с помощью которых можно вернуть утраченное обоняние? Конечно, профессиональные рекомендации по этому вопросу может дать только врач, но есть и универсальные средства, применяемые при данной патологии. Это витамин А (он входит в состав обонятельных клеток), а также средства, возбуждающие нервную систему: кофеин, фенамин, эфедрин, стрихнин. Витамины группы В тоже усиливают обоняние.

Не менее важна при восстановлении обоняния и правильная диета, призванная улучшить питание нервной ткани. В нее входят мясо (лучше говядина), рыбий жир, масло, бобовые. Показаны и блюда, возбуждающие нервную систему, - кофе, чай, соленья, копчености. В случае, когда нарушения восприятия запахов связаны с аллергией, больше подойдет вегетарианская кухня. При этом важно избегать употребления сладостей, консервов, рыбы, апельсинов, орехов, алкоголя.

Так же на остроту восприятия может влиять работа других органов чувств. Если, скажем, человек плохо слышит, видит, этот изъян компенсируется за счет обоняния.

Кроме того, обонятельному рецептору присущая усталость. Если человек получает много обонятельных раздражителей, причем интенсивных, обоняние через какое-то время притупляется. В данном случае достаточно сделать перерыв в вашей активной обонятельной жизни — постараться не использовать парфюм, аромамасла, освежители воздуха и почаще промывать нос и бывать на свежем воздухе.

Продолжение статьи читайте в следующем номере.

С. САМСОНОВ, кандидат биологических наук.

В познании фоторецепции – работы органов зрения за последнюю четверть века достигнуты существенные успехи. Механизмы обоняния, восприятия запахов изучены значительно меньше, хотя интерес к ним продолжает возрастать. Перспективные результаты, имеющие не только научную, но и практическую ценность, получены в лаборатории рецепции Института биологической физики АН СССР, которой руководит профессор Е.Е. Фесенко.

Орган обоняния поистине уникален. Он способен быстро распознавать огромное число самых различных веществ, хотя бы их было ничтожно мало – всего несколько сотен молекул в кубическом сантиметре окружающего нас пространства. Природный анализатор запахов неизмеримо превосходит соответствующие приборы, созданные людьми. Как писал академик П.Л. Капица, «физика располагает приборами во много раз чувствительнее наших органов чувств. Только... обоняние... у животных более совершенно...». И считал одной из важнейших проблем физики будущего – «догнать обоняние собаки».

Очевидно, чувство обоняния появилось у представителей животного царства раньше остальных. В глубинах теплых древнейших морей оно расширило возможности поисков пищи, особей другого пола и, конечно, помогало избежать опасности.

С тех пор миновала длинная череда миллионолетий, но свое непреходящее значение обоняние сохранило и сейчас. Конечно, люди в смысле восприятия запахов многое потеряли по сравнению со своими далекими предками и в ряду живых существ занимают в этом отношении скромное место. И все же современный человек способен уловить разницу между доброй сотней тысяч различных соединений и множеством их комбинаций. Можно сказать, что это даже слишком много, поскольку человеческий язык не в состоянии дать каждому из запахов достаточно полную качественную характеристику. Слишком беден словарный запас.

Исследователи постоянно стремятся найти у пахучих соединений общие черты, обусловливающие их восприятие. Например, имеет значение молекулярная масса вещества: она должна находиться в диапазоне 17...300 дальтон – только тогда они для нас пахнут. И тем сильнее, чем больше и сложнее молекула, но тоже до определенных пределов, поскольку при усложнении уменьшается летучесть вещества, а это свойство определяет распространение запаха.

Делались попытки найти зависимость между особенностями восприятия различных веществ и формой их молекулы. Американский ученый Дж. Эймур, анализируя несколько сотен органических соединений, пришел к выводу, что их можно сгруппировать вокруг семи основных запахов: камфорного, мускусного, мятного, эфирного, цветочного, острого, гнилостного. Каждая группа имеет внутреннее сходство в молекулярном строении, а на мембранах рецепторных клеток должны находиться стереоспецифические активные центры семи типов. Так появилась на свет стереохимическая теория, ставшая существенным шагом вперед на пути классификации запахов, хотя она и носила в значительной степени умозрительный характер. Последующие исследования показали, что дело обстоит сложнее, чем предполагал Дж. Эймур, и воздействие на клетки, воспринимающие запах (обонятельные рецепторы), определяется не только формой, но и другими параметрами молекулы.

Результаты многих исследований также окончательно подтвердили, что обонятельный анализатор животных способен обнаруживать чрезвычайно низкие концентрации пахучих веществ. Особенно он чувствителен у насекомых, улавливающих издалека присутствие полового феромона, даже если в кубическом сантиметре воздуха его не более 100 молекул. Но все-таки многие свойства рецепторной клетки продолжали оставаться неясными.

Одним из центральных вопросов, вставших перед исследователями, была необходимость найти тот элемент клетки, с помощью которого она воспринимает запахи.

Предварительно стоит коротко рассказать об общей организации обонятельной системы у позвоночных. Рецепторные клетки обонятельного эпителия играют роль первичного механизма, улавливающего запахи извне. Они, по существу, являются нервными клетками, и от каждой из них отходит очень тонкий (диаметром около 0,2 микрометра) отросток – аксон, который оканчивается на поверхности одного из периферических отделов головного мозга – обонятельной луковицы. Здесь происходит первичная обработка полученной пахучей информации. Далее она передается по нервным волокнам обонятельного тракта в соответствующие участки головного мозга.

Обычно обонятельные клетки имеют веретенообразную форму и наделены периферическим и центральным отростками. Первый заканчивается обонятельной булавой, усаженной тончайшими волосками (антеннами), имеющими довольно сложное строение. Антенны содержат набор трубчатых фибрилл, напоминая в этом отношении жгутики или реснички, широко распространенные в мире простейших. Они находятся в постоянном движении, напоминая при разглядывании в микроскоп колосящуюся ниву.

Центральный отросток – аксон представляет собой не что иное, как ответвление обонятельного нерва. Аксоны разных клеток объединены в группы по 20...100 волокон и в составе обонятельного нерва идут к уже упомянутой обонятельной луковице.

Анализаторы различных животных могут существенно отличаться друг от друга. Разница заключается не только в плотности размещения рецепторных клеток, но и в их общем количестве. Для примера сравним собаку и человека. Разница в восприятии запахов у них громадна, хотя на квадратный сантиметр обонятельного эпителия приходится примерно одинаковое число рецепторных клеток. Зато их общее количество у собаки в 20...25 раз больше, чем у человека, и составляет около 200 миллионов. Поскольку каждая рецепторная клетка имеет свой аксон, обонятельный нерв собаки представляет собой «кабель», содержащий 200 миллионов «жил»!

Строение участка эпителия – приемника запахов

Кроме обонятельных, в составе эпителия имеются опорные клетки. Они образуют каркас эпителия, поддерживающий его структуру. Это, однако, не единственная их функция. Ряд исследователей полагают, что они не только поддерживают рецепторные клетки, но и помогают им в обмене веществ.

Есть еще третий тип клеток – базальные, находящиеся в глубине эпителия. Они образуют клеточный резерв, из которого при необходимости формируются рецепторные и опорные клетки. Поверхность эпителия, выстилающего обонятельную полость, покрыта слизью, что характерно для всех позвоночных. Слизь защищает эпителий от высыхания у наземных животных и от излишнего смачивания – у водных. Кроме того, она является источником ионов, необходимых для генерации электрического ответа клетки (то есть сигнала в мозг о появлении запаха), и участвует, возможно, в удалении остатков пахучих веществ с поверхности обонятельного эпителия по окончании их действия. В сущности, она является средой, где возникает и заканчивается взаимодействие пахучих веществ с обонятельными клетками.

Теперь вернемся к исследованию природы рецепторного элемента. Основой для постановки экспериментов послужила давно известная способность белков обеспечивать высокую специфичность и избирательность биологических реакций, в которые они вовлечены. Образно говоря, к каждому белку можно подобрать определенный «ключ», он будет единственным, и по нему можно узнавать, с каким «замком» имеешь дело. Ученые предполагали, что и обонятельные клетки не обходятся без белковых структур, взаимодействующих с пахучими веществами, но это надо было проверить.

Чтобы найти эти структуры, ученые решили ввести в клетку радиоактивное пахучее вещество, а затем, разделяя клеточные компоненты и измеряя радиоактивность каждого из них, найти тот, что взаимодействует с пахучей радиоактивной меткой. Это и будет кандидат в рецепторы пахучих веществ.

Для этих экспериментов необходимо было пахучее вещество с высокой удельной радиоактивностью. Выбор пал на камфору, которая часто используется в электрофизиологических экспериментах и обладает одним из 7 основных запахов по классификации Дж. Эймура. Здесь на помощь биологам пришли радиохимики из Института молекулярной генетики АН СССР, которые специально для этих опытов синтезировали радиоактивную камфору с нужными свойствами.

Опыты ставились следующим образом. На первом этапе с помощью соскоба получали препараты обонятельного эпителия лягушки и крысы с частичками мембран рецепторных клеток. В препарат вводили радиоактивную камфору и затем выделяли фракцию, содержащую радиоактивную метку. Для контроля то же самое проделывали с препаратами, приготовленными из других органов животного.

Как и следовало ожидать, компонент, способный эффективно связывать камфору при очень низких концентрациях последней, был обнаружен только в препарате обонятельного эпителия. В тканях языка, легких, печени его не оказалось. Удалось определить и молекулярную массу рецептора, составившую около 140 000 дальтон. В специальных экспериментах была установлена белковая природа рецептора. Исследователи показали, что молекула рецептора состоит из 2-х субъединиц с молекулярной массой 88 000 и 55 000 дальтон, причем центр связывания камфоры находится на большой субъединице. Как и предполагали, рецептор пахучих веществ оказался мембранным белком, практически не растворимым в воде.

Но полученные результаты не удовлетворили исследователей. Дело в том, что сама по себе способность связывать пахучее вещество еще не доказательство рецепторной природы того или иного компонента клетки. Она может оказаться случайной или играющей иную роль, не связанную с узнаванием пахучего вещества. В принципе в обонятельном эпителии могут быть несколько компонентов, способных связывать пахучие вещества, и только один из них может оказаться рецептором. Необходимо было еще раз проверить, но уже иными методами, что обнаруженные белки действительно служат рецепторами запахов.

Здесь исследователи пошли иммунохимическим путем. Если взять проверяемые белки, скажем, у крысы и ввести кролику, то там они сыграют роль «чужака»-антигена и, стало быть, вызовут образование антител к этим белкам. Если затем ввести антитела в препарат обонятельной ткани, то они, найдя там «свои» белки (кандидаты в рецепторы), помешают им связаться с радиоактивной камфорой. В этом случае электрического сигнала о получении запаха не будет. А если будет, то, значит, этот белок не рецептор.

Выполнив чрезвычайно трудоемкую операцию по извлечению нужных белков из крыс, исследователи иммунизировали ими кролика и получили в конечном итоге антитела к рецептору. Затем в специальных экспериментах было показано, что антитела эффективно блокируют связывание камфоры с рецептором. Остался последний, решающий шаг – показать, что антитела блокируют также электрический ответ клетки на пахучие вещества. Электрофизиологический эксперимент показал, что это действительно так. Сомнений в том, что выделенный белок относится к классу рецепторных, практически не осталось.

Иммунохимический подход позволил исследователям попутно решить еще две важные задачи. Во-первых, было определено место расположения рецепторов запаха в обонятельном эпителии. Как и предполагали, они локализованы в его поверхностном слое. Во-вторых, с помощью антител удалось резко упростить и ускорить процедуру выделения рецептора. Вместо прежних многосуточных процедур рецептор теперь можно выделить в течение 2...3 часов: для этого достаточно один раз пропустить препарат обонятельного эпителия через колонку с антителами. При этом через колонку проходят все компоненты препарата, кроме рецептора, который задерживает антитела. После удаления всех остальных компонентов рецептор вымывается из колонки специальным раствором, в котором ослабляется взаимодействие антитела и рецептора.

Сравнив свойства камфорных рецепторов из обонятельной ткани лягушки и крысы, исследователи обнаружили, что они очень похожи по своим свойствам. А как обстоит дело с рецепторами на другие пахучие вещества? Быть может, все они очень похожи друг на друга и составляют семейство обонятельных рецепторных белков, подобно зрительным пигментам различных животных? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было синтезировать хотя бы несколько радиоактивных пахучих веществ, относящихся к разным классам запахов. К сожалению, синтез каждой такой метки представляет сложную и очень трудоемкую задачу, поэтому исследователи были вынуждены пойти по другому пути. Они сменили объект и стали использовать в опытах препараты обонятельного эпителия рыб, для которых химическими стимулами служат аминокислоты, а их радиоактивные аналоги легкодоступны.

Надо сказать, что рыбы обладают хорошо развитой обонятельной системой и способны реагировать на весьма низкие концентрации пахучих веществ. Некоторые аминокислоты и их смеси имеют сигнальное значение для рыб. Так, угорь находит моллюска, которого использует в пищу, по выделенному им в воду комплексу из 7 аминокислот. С давних пор известно, что лососи стараются обойти то место в реке, где медведь ловит рыбу. Было выяснено, что сигнал тревоги имеет химическую природу и вымывается из кожи медведя. Его назвали «фактором звериной шкуры». Оказалось, что главным компонентом этого фактора является аминокислота L-серин. Ее добавление в речную воду само по себе вызывает реакцию тревоги у лососей. В последнее время удалось экспериментально доказать возможность привлечения с помощью химических сигналов некоторых морских рыб.

Все это делает рыб весьма привлекательным объектом с точки зрения изучения механизмов восприятия запахов. В опытах сотрудников лаборатории, которые были проведены на базе Карадагской биостанции, использовались черноморские скаты-хвостоколы, обладающие хорошо развитым и легкодоступным обонятельным анализатором. В качестве стимулов применялись уже упомянутые L-серин и другие аминокислоты. Во всех случаях были обнаружены мембранные белки, способные эффективно связывать аминокислоты. Их характеристики, в частности молекулярный вес и субъединичное строение, оказались практически такими же, как у камфорного рецептора лягушки и крысы. Сегодня у исследователей нет сомнений, что они имеют дело с новым семейством рецепторных белков, уникальными свойствами которых в значительной степени объясняются рекордные чувствительность и избирательность обонятельного анализатора.

Последующие эксперименты показали, что, кроме белкового рецептора, в обонятельном эпителии животных присутствует другой высокомолекулярный компонент, также способный связывать пахучие вещества. В отличие от мембранного белка он растворяется в воде, и, по крайней мере, часть его находится в слизи, покрывающей обонятельный эпителий. Установлено, что он имеет нуклеопротеидную природу, его молекулярная масса составляет около 150 000 дальтон. Его концентрация в эпителии в несколько тысяч раз выше, чем мембранного рецептора, а специфичность по отношению к пахучим веществам значительно меньше. Принимает ли нуклеопротеид участие в восприятии пахучих веществ? Если да, то какова его роль в этом процессе? Исследователи полагают, что он входит в состав неспецифической системы, обеспечивающей очистку обонятельного эпителия от различных пахучих веществ по окончании их действия, что необходимо для приема других запахов. Иными словами, предполагается, что нуклеопротеид, попадая в слизь, способен усиливать ток слизи и тем увеличивать эффективность очистки обонятельного эпителия. Не исключено также, что нуклеопротеид, находясь в слизи, способствует растворению пахучих веществ в ней и, возможно, выполняет транспортные функции.

Исследователи располагают данными, указывающими на то, что нуклеопротеид синтезируется в опорных клетках и входит в состав пигментных гранул, которые выбрасываются из опорных клеток в слизь в ответ на стимуляцию обонятельного эпителия пахучими веществами. Может быть, это одна из основных функций опорных клеток при восприятии пахучих веществ?

Итак, результаты исследований говорят о том, что в процессе восприятия пахучих веществ участвуют две системы рецепторных элементов. Одна из них – система мембранных рецепторов – обеспечивает физиологический ответ клетки, характеризующийся высокой чувствительностью и избирательностью, вторая же – нуклеопротеидной природы – обеспечивает очистку обонятельного эпителия от пахучих веществ после приема сигнала.

Над чем сейчас работают ученые? Одна из задач – дальнейшее исследование свойств рецепторов и в частности определение функциональной роли малой (с молекулярной массой 55 000 дальтон) его субъединицы в реакции клетки на пахучее вещество. Но главное, пожалуй, сегодня не это. Необходимо понять, каким образом взаимодействие рецептора, с пахучим веществом вызывает генерацию электрического ответа клетки. По косвенным данным можно судить, что обонятельная клетка способна реагировать на одну (!) молекулу пахучего вещества – это предел физической чувствительности. Но в этом случае она должна обладать эффективной системой усиления слабых сигналов и чрезвычайно низким уровнем собственного шума. Расшифровать эти механизмы – значит сделать принципиальный шаг в познании общих принципов, лежащих в основе возбуждения клетки. И в этом направлении имеются уже первые успехи.

Познание тончайших механизмов восприятия разнообразнейших запахов, несомненно, имеет далеко идущие перспективы. Об этом свидетельствует то, что новые данные, полученные в лаборатории рецепции, быстро нашли выход в практику. Они послужили основой для разработки способа разделения тутового шелкопряда по полу. На первый взгляд проблема кажется не особенно важной, но такое впечатление ошибочно. С древнейших времен шелководство связано с сортировкой шелкопряда по половому признаку. До последнего времени операция производится вручную, что отнимает массу времени и сил.

Сотрудники лаборатории совместно со специалистами Среднеазиатского НИИ шелководства предложили оригинальный способ, который базируется на применении синтетического полового феромона. Этот способ дает научную основу для коренной модернизации производства грены (яичек шелкопряда) с помощью автоматизации ряда трудоемких операций. Его использование в промышленных масштабах сулит немалую экономию.

Наука и жизнь. 1988. №4.