В изучении обоняния ученые делают лишь первые шаги. Но даже на фрагментарном знании этой самой древней и изощренной рецепторной системы можно делать новые продукты и зарабатывать деньги

Считается, что 90% информации человек получает посредством зрения и лишь 10 - через четыре остальные сенсорные системы: слуховую, вкусовую, тактильную и обоняние. (Помимо которых у нас, правда, есть еще вестибулярная и проприоцептивная сенсорные системы. - Ред.) Обонятельную систему изучали не очень активно. Возможно - потому, что у человека она вроде бы не играет жизненно важной роли. Хотя есть и другая (похоже, более вероятная) причина - ее невероятная сложность. При общей схожести с другими сенсорными системами в обонятельной вскрывалась масса собственных нюансов. Ученых обескураживал даже тот факт, что им не удавалось обнаружить обонятельные рецепторы (у зрительной системы их несколько, и они известны). Лишь недавно Ричарду Акселю и Линде Бак с коллегами удалось наконец найти эти рецепторы, за что им и была присуждена последняя Нобелевская премия по физиологии и медицине. Азбука запахов Исследованиями обонятельной системы занимаются многие научные лаборатории (в Союзе эти задачи были возложены на центральные - теперь уже российские - научные институции). Сложную проблему пытались решить самыми невероятными методами. Аксель и Бак нашли рецепторы через кодирующие их гены. При этом ученые поставили себе три условия: гены должны кодировать белки-рецепторы определенного типа (наподобие известного зрительного белка родопсина); эти белки должны чем-то отличаться от тех же зрительных собратьев; гены должны работать в слизистой носа. Такие гены были обнаружены в 1991 году. Их, к удивлению ученых, было очень много - больше тысячи, что говорило о чрезвычайно важной роли обоняния для живых существ. Впрочем, если у некоторых видов животных большая часть генов была работающей, то у человека, как выяснилось, почти в 60% генов, кодирующих обонятельные белки, содержались последовательности, блокирующие их работу. Израильские и германские ученые, сравнивавшие последовательности 50 рецепторных генов у людей и приматов, обнаружили, что у человека неработающими оказались 54% генов, а у разных приматов - от 28 до 36%. А по сравнению с мышью человек "потерял" две трети рецепторов обоняния. Вероятно, мутации генов стали накапливаться с момента, когда человек перестал нуждаться для выживания в остром нюхе. "Результаты исследований генов, кодирующих обонятельные белки-рецепторы, - это начало пути в изучении обонятельной системы, - рассказал заместитель заведующего кафедрой физиологии человека и животных биофака Московского государственного университета (МГУ) профессор Андрей Каменский. - По большому счету мы знаем только, что есть на входе - молекулы пахучих веществ, связывающиеся с рецепторами, и что на выходе - эмоции, действия, выброс гормонов. А что происходит внутри, до конца непонятно. Энцефалограмма может показать, какие участки мозга возбуждаются на запах. Общая схема известна, но точно понять, что происходит на каждом этапе, пока невозможно". Объяснить эту общую схему попытался ведущий сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцева РАН Александр Минор. В клетках обонятельного эпителия носа есть специальные рецепторы, с которыми связываются пахучие молекулы - стимулы. Когда стимул связывается с белком-рецептором, к последнему присоединяется еще и так называемый G-белок. Эти взаимодействия запускают целую серию биохимических реакций, которая приводит в действие специальный молекулярный механизм, организующий электрический сигнал. Сигнал идет по аксону обонятельной клетки в обонятельную луковицу. Аксоны клеток одного типа сходятся в одном клубочке, всего же их в луковице около двух тысяч. Казалось бы, на этом участке все понятно, если говорить об одной какой-то молекуле. Но, как правило, запах состоит из нескольких компонентов. А самих запахов, воспринимаемых человеком, может быть более десяти тысяч. Как же они принимаются рецепторами и передаются в мозг? Ученые предположили, что механизм обоняния использует комбинаторный принцип. Один рецептор может узнавать много стимулов, один стимул может узнаваться разными рецепторами. Разнообразные стимулы распознаются различными комбинациями рецепторов. Происходит это аналогично тому, как из алфавита складывается множество слов, из семи нот - множество мелодий, всего из четырех нуклеотидов - множество комбинаторных последовательностей генов. Если мы представим себе условно запах розы как смесь четырех компонентов по числу букв, то в одном клубочке луковицы будет интенсивнее сигнал от компонента "Р", в другом - "О" и так далее, другие сигналы будут слабее. Мозг зарегистрирует это "слово" или этот "аккорд", как запах розы. Если он, конечно, ему известен. Если в памяти такого запаха нет, человек в большинстве случаев будет воспринимать его просто как приятный. Но с точностью описать этот комбинаторный механизм пока никто не берется. "В нашем мозге такая прорва связей, что проследить все взаимодействия пока не представляется возможным, - говорит Андрей Каменский. - У одного только крохотного нейрона как минимум десять тысяч связей, а может быть, и сто. Мы не можем сказать, что такой-то сигнал прошел вот таким-то конкретным путем. Мы можем только зарегистрировать, что он пришел в некий отдел мозга". Известно, что связи могут перекидываться из одного участка мозга в другой. Каменский приводит классический пример с ЛСД. Синтезировавший это вещество Альберт Хофман, надышавшись ЛСД, начал видеть звуки и слышать картинки, у него сигналы приходили "не в свою зону". У слепых от рождения связи формируются не так, как у зрячих, природа пытается как бы компенсировать недостатки. "Мы хватаем рецепторами молекулы запаха, мы видим кванты, но в мозг-то идут уже электрические импульсы. Важно то, куда они придут, - говорит Каменский. - Кроту зрение не нужно. Он то, что нюхает, видит как бы корой мозга". Человеку не нужно такое острое обоняние, как у крысы или крота. Людей с повышенной чувствительностью (даже если они могут заниматься престижной и редкой работой "нюхачей" в парфюмерном бизнесе) можно только пожалеть. "Представьте, как такой человек реагирует на массу окружающих нас запахов. Это все равно что перед нашими глазами все время махали бы разноцветными тряпками, - продолжает г-н Каменский. - Так что обоняние у нас имеет необходимый для жизни уровень, чтобы, с одной стороны, мы все время не принюхивались, где чей след, а с другой - уксус вместо водки не выпили. Другое дело, если процесс деградации человеческого обоняния будет продолжаться. Без эмоций, связанных с приятными запахами, наверное, будет скучнее". Любовь за сто долларов Создав такой сложный механизм для восприятия запахов, природа подкинула исследователям еще одну загадку в виде дополнительной системы обоняния. Так называемый вомероназальный орган (ВНО), или орган Якобсона, был обнаружен одним голландским врачом еще в начале XVIII века, когда тот оперировал нос раненого солдата. Правда, тогда этому открытию не было придано большого значения, и к изучению ВНО вернулись только в середине 80-х годов прошлого столетия. У человека в каждой ноздре имеется крохотная ямка диаметром примерно в миллиметр, от которой идет проход в небольшую коническую камеру. Некоторые исследователи утверждают, что отростки нейронов ведут от ВНО в лимбическую систему, отвечающую за наши эмоции. Это позволяет предположить, что человеческий ВНО работает примерно так же, как у некоторых млекопитающих. (Правда, у них вторая обонятельная система развита лучше. В частности, в ней присутствуют дополнительные обонятельные луковицы, которых у нас нет.) Ученые не раз высказывали предположения, что вомероназальный орган может быть избирательно настроен на феромоны (биологически активные вещества, выделяемые живыми организмами и влияющие на поведение особей того же вида) или как минимум - на половой феромон. Впрочем, в результате многочисленных исследований выяснилось, что ВНО есть не у всех животных, а где есть, необязательно выполняет функцию восприятия исключительно феромонов. Но зачем нужны две обонятельные системы, если они действуют, похоже, по одинаковому принципу? Ведь нет же у нас другой зрительной или слуховой системы. Можно лишь предположить, что в самом начале зарождения жизни у первых организмов "обоняние" играло главную роль для выживания и дальнейшего развития. Поэтому природа создала дублирующую систему. "А может быть, даже и не одну, - предполагает Александр Минор. - Потом они видоизменялись в процессе развития видов, особенно это заметно на видах, которые покидали водную среду и потом опять возвращались. К примеру, у некоторых черепах вомероназальный орган стал выполнять функцию обоняния в воде, а обычная обонятельная система - в воздухе. Но вот у крыс, похоже, вомероназальный орган как раз воспринимает именно феромоны". Г-н Минор привел в пример эксперимент, иллюстрирующий это предположение. В опыте чета крыс ждала пополнения семейства. Но когда самца забрали и к самке подсадили другого, процесс беременности у нее блокировался. Дама чуяла, что первый муж исчез, появился новый, и спешила избавиться от плода и подготовиться к зачатию нового крысеныша. Происходило это потому, что запах нового самца шел через ВНО крысы в мозг и действовал на соответствующие гормоны. Некоторые ученые выдвинули смелую гипотезу, что и у человека ВНО может играть роль органа, ответственного за восприятие феромонов. Этим вполне можно объяснить роковую любовь "с первого нюха" и даже агрессивность сексуальных маньяков, порой не ведающих, что ими движет. Александр Минор настроен более скептически: "О вомероназальном органе человека известно пока чрезвычайно мало. Фактически только то, что он развивается у плода в утробе матери и достигает своего пика в четыре-пять месяцев, а потом начинает уменьшаться. У новорожденного ВНО значительно меньше, чем у плода. Раньше считалось, что у взрослых он вовсе рассасывается, но потом его обнаружили и у них. Есть ли у человеческого ВНО своя специализация, в частности феромоновая, доподлинно неизвестно, в серьезной научной литературе об этом написано мало, спекуляций же на эту тему много". В конце 80-х о расшифровке и искусственном синтезе мужских и женских феромонов объявила американский биолог Уиннифред Катлер. Сначала под ее руководством экстракты получали из подмышечного пота, потом, исследовав их, научились синтезировать. И в начале 90-х на рынке уже появились духи с женскими феромонами "10:13" (месяц и день рождения Катлер), и с мужскими - "10Х". Г-жа Катлер возглавила институт красоты "Афина" и активно занялась коммерциализацией своих научных достижений: духи с феромонами от "Афины" стоят от 100 долларов. По поводу ее заявлений в прессе было много шума (в том числе - и обвинений в шарлатанстве, поскольку Катлер формулы человеческих феромонов так и не раскрыла). Однако по стопам г-жи Катлер пошли и другие производители, заявляя, что в их духах также содержатся феромоны человека. Во многих секс-шопах продают "спецпарфюмы" по 10-15 долларов за флакон. Что уж там в них намешали, известно только авторам. По словам Александра Минора, в лучшем случае туда добавляют андростенон - известный феромон хряка, поскольку он изучен и его научились синтезировать. К тому же считается, что физиология свиней схожа с человеческой. Хотя на человека андростенон действует не совсем так, как описывается в аннотациях парфюма. На самом деле на свиней феромон хряка действует парализующе, свиньи как бы застывают, а хряк начинает свои обхаживания. Людей феромон хряка не парализует, но действует, как выяснилось в опытах, успокаивающе, а иногда придает им уверенность: в ходе одних испытаний женщинам под воздействием андростенона удавалось избавиться от страха перед стоматологом. К мозгу ближе через нос Мировая индустрия уже вовсю использует отрывочные эмпирические факты, полученные в ходе исследования самой древней и сложной рецепторной системы, для производства новых продуктов - от парфюмерии до средств от насекомых. Недавно даже появились специальные ароматические масла для супермаркетов: будучи распыленными в торговом зале, они вызывают у покупателя чувство эйфории и дел


Похожие записи:
  1. Созданная бывшим председателем биржи NASDAQ финансовая пирамида стоила инвесторам по всему миру около 50 млрд долларов
  2. Шансы на введение Соединенными Штатами торговых ограничений против Китая высоки как никогда. Пекину придется ускорить ревальвацию июня, что удорожит китайские товары, но упростит экспорт в эту страну
  3. Крупнейшая научная сенсация — получение корейскими учеными стволовых клеток от клонированного человеческого эмбриона — оказалась блефом. Похоже, что это не чисто научный провал
  4. В Женеве запустили одну из самых раскрученных и дорогих экспериментальных физических установок — Большой адронный коллайдер. Благодаря ему человечество узнает, как устроен мир
  5. Вирус птичьего гриппа H5N1 после ряда мутаций вполне может оказаться возбудителем пандемии, ожидаемой Всемирной организацией здравоохранения
  6. Компания Google высокого мнения об украинских инженерах и программистах, но открывать в нашей стране центры разработок или вкладывать инвестиции в украинские IT-компании она не спешит
  7. Ханс Рингерц, председатель Нобелевской ассамблеи по физиологии и медицине, удовлетворен тем, что столетний спор между нобелевскими «теоретиками» и «практиками» решается в пользу последних