О чем говорят запахи - Станислав Славин

Славин Станислав

О чем говорят запахи

СЛАВИН СТАНИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ

О ЧЕМ ГОВОРЯТ ЗАПАХИ?

Попался мне тут недавно на глаза фантастический роман. Да вы, наверное, и сами его читали. Некий "парфюмер" обкрадывает людей, похищая у них запахи. И обворованным приходится плохо, некоторые даже умирают. "Действительно ли такое может быть на самом деле?" - задумался я. И стал припоминать, что мне известно о запахах. В итоге получились заметки, которые и предлагаю вашему вниманию.

ЧТО ПРОНЮХАЛ ЛУКРЕЦИЙ КАР?

Способность человека различать запахи не отличается выдающейся остротой. Многие представители животного мира - собаки, кошки, насекомые - намного превосходят нас остротой чутья. Но все же и мы умеем распознавать достаточно много - несколько тысяч запахов. Чем пахнет? Луком. Розой. Керосином... Однако до недавнего времени люди до удивления мало знали о чувстве обоняния. Описать какой-либо запах мы могли, только сравнив его с другим, всем известным: "Эти духи пахнут жасмином..." У науки не было возможности измерить силу запаха, как, скажем, мы измеряем силу света. Много непонятного таилось и в самой природе запахов. Хотя разных "ароматических" гипотез было изобретено немало. Например, еще Тит Лукреций Кар, автор поэмы "О природе вещей", написанной свыше двух тысячелетий назад, предложил такое объяснение чувству обоняния. Он полагал, что в полости носа есть маленькие поры, различные по размерам и формам. Всякое пахучее вещество испускает крошечные частицы, которые входят в соответствующие поры полости носа, словно ключ в замочную скважину. Позднее природу запахов ученые попытались объяснить особенностями химического состава вещества. Частицы Лукреция получили название молекул. Каждая молекула, дескать, имеет свою пространственную форму, отсюда и разница в запахах. Однако довольно скоро выяснилось, что в природе есть немало соединений-родственников, которые имеют почти одинаковое стереохимическое строение, состоят из одних и тех же атомов, а пахнут совершенно по-разному. Теория "ключа и замка" оказалась верной лишь в самом первом приближении. Пахучее вещество действительно должно обладать рядом определенных свойств. Скажем, оно должно быть летучим, только тогда его молекулы смогут достичь органов обоняния. Что же касается формы молекул, то исследования с помощью рентгеновских лучей, инфракрасной спектрометрии, электронно-лучевого зондирования и т.д. показали, что между формой молекулы и ее запахом нет такого уж строгого соответствия. Распознавание запаха идет в несколько этапов. Рецепторы - чувствительные клетки живого организма - покрыты специальными пленками - мембранами. На мембранах есть особые, рецептивные участки, построенные из фрагментов белковых молекул. В пахучей молекуле можно выделить несколько фрагментов особого вида. Эти участки обладают особой "общительностью", способностью образовывать связи с рецептивными участками. Связи можно подразделить на две группы. Первая отвечает за взаимную ориентацию пахучей молекулы и чувствительных участков мембраны. То есть на этой стадии как бы срабатывает теория "замка". Но замок-то получается особый. Говоря совсем уж упрощенно, это не дверной замок, а замок из сцепленных рук. Обе руки как бы подлаживаются под геометрию друг друга. Выступ, образованный пальцами одной, входит в ямку, образованную ладонью другой... Таким образом создается эластичное, но довольно прочное соединение. Прочность замка из сцепленных рук обеспечивает сила напряженных мышц. При контакте же пахучей молекулы и мембраны в дело вступают связи второй группы - донорно-акцепторные и водородные. С помощью этих связей образуются структуры, перераспределяющие электрические заряды на данном локальном участке мембраны. Если же молекул пахучего вещества много, концентрация их велика, отдельные локальные участки начинают сливаться, и мембрана переходит на новый уровень - образует так называемый кооперативный структурный переход. А в итоге - и при распределении заряда на локальных участках, и при кооперативном структурном переходе - образуются электрические сигналы, которые по нервам передаются мозгу и формируют наши представления о запахе в зависимости от числа образовавшихся связей, электронной плотности зарядов, их взаимного расположения.

...Вот, оказывается, какая большая работа проделывается нами при обнаружении запаха. Чтобы понять, чем пахнет, мы перво-наперво начинаем принюхиваться, увеличиваем приток воздуха в верхнюю часть носа, к двум углублениям, в которых располагаются органы обоняния. Они состоят из участков желтоватой кожи площадью в несколько квадратных сантиметров каждый. Эта ткань пронизана нервными волокнами. Молекулы пахучих веществ раздражают нервные окончания, и те, в свою очередь, посылают сигналы в обонятельную луковицу. Оттуда сигналы транслируются в высший мозговой центр, где суммируются и перерабатываются в характеристики запаха. Мозг сравнивает полученные сигналы с теми, что имеются в кладовой его памяти; и мы, наконец-таки, узнаем, чем пахнет. Луком, розой или керосином...

ЧЕМ ПАХНЕТ БОЛЕЗНЬ?

- Когда маленький самолет местной авиалинии сделал вынужденную посадку прямо на поле где-то в Курганской области, я вышел, озабоченный задержкой рейса, и вдруг пахнуло чем-то очень знакомым - теплым, полынным, степным, пишет кандидат медицинских наук В.Ягодинский. - Я вспомнил себя почему-то рядом с лошадью, на стогу сена. Лошадь большая, а стог огромный. Степной ветер всколыхнул глубинные слои памяти, и оттуда стали подниматься воспоминания... Потом доктор проверил себя, расспросив родных и знакомых. Да, все оказалось точно: самолет приземлился неподалеку от его родных мест, и запах напомнил ему об этом. О том же, что "дым Отечества нам сладок и приятен", впоследствии говорили и многие другие опрошенные им люди. Так, один испанец, которого вывезли из Валенсии еще совсем маленьким в 1937 году, попав на родину уже взрослым, тотчас вспомнил "отдающий мылом запах мраморного корыта для стирки", присущий местным домам. Еще кто-то припомнил, что тюрьмы и больницы во всем мире имеют особый, только им свойственный запах. О специфике запаха, о ностальгии, вызываемой им, говорят и многие литераторы. Так, скажем, И.С.Тургенева тянуло в родное Спасское-Лутовиново из Москвы и Петербурга, Парижа и Лондона, Рима и Берлина, потому что "воздух родины имеет в себе что-то необъяснимое..." А вот что пишет в одном из своих писем А.К.Толстой: "Сейчас только вернулся из лесу, где искал и нашел много грибов. Мне как-то говорили о влиянии запахов и до какой степени они могут напомнить и восстановить в памяти то, что было забыто уже много лет. Мне кажется, что лесные запахи обладают больше всего этим свойством... Вот сейчас, нюхая рыжик, я увидел перед собой, как в молнии, все мое детство во всех подробностях до семилетнего возраста". А вот вам еще одна литературная ассоциация. Герой романа Германа Гессе "Игра в бисер" Иозеф Кнехт вспоминает: "Мне было тогда лет четырнадцать, и произошло это ранней весной... Однажды после полудня товарищ позвал меня пойти с ним нарезать веток бузины... Мы подошли к кустам бузины, усыпанной крохотными почками, листики еще не проклюнулись, а когда я срезал ветку, мне в нос ударил горьковато-сладкий резкий запах. Казалось, он вобрал в себя, слил воедино и во много раз усилил все другие запахи весны. Я был ошеломлен, я нюхал нож, руку, ветку... Мы не произнесли ни слова, однако мой товарищ долго и задумчиво смотрел на ветку и несколько раз подносил ее к носу: стало быть, и ему о чем-то говорил этот запах... Примерно в то же самое время я увидел у своего учителя музыки старую нотную тетрадь с песнями Франца Шуберта... Както, дожидаясь начала урока, я перелистал ее, и в ответ на мою просьбу учитель разрешил мне взять на несколько дней ноты... И вот на следующий день после нашего похода за бузиной я вдруг наткнулся на "Весенние надежды" Шуберта. Первые же аккорди ошеломили меня радостью узнавания: они словно пахли, как пахла срезанная ветка бузины, так же горьковато-сладко, так же сильно и всепобеждающе, как сама ранняя весна!.."

Конечно же, медик Ягодинский попытался отыскать научно-медицинскую подоплеку замеченных явлений. "Известно, что А.К.Толстой страдал астмой, пишет он. - Значит, у него была склонность к аллергическим реакциям. Не отсюда ли столь ясное видение картины детства от одного только запаха рыжика?" И далее доктор развивает свою догадку, вспомнив, что в иммунологии есть понятие так называемого первородного греха, заимствованное из библейской терминологии. Суть его в том, что самая первая встреча организма, например, с вирусом гриппа производит столь сильный иммунологический эффект, что клетки, образующие антитела, "запоминают" узор мозаики антигенной оболочки вируса. И потом, при встрече с другими вирусами гриппа, организм, наряду с новыми иммунными заготовками, продолжает штамповать противотела и к "пример-штамму" вируса. Человек всю жизнь носит в крови защитные тела не только к вирусам и бактериям, но и к любым веществам, способным вызвать иммунную реакцию. Наука знает, по крайней мере, пять источников "чужих" молекул. Первый источник - микроорганизмы, о которых мы уже упоминали. Второй - пища (не случайно герой романа Марселя Пруста "В поисках утраченного времени" вспоминает картины детства, едва раскусив печенье, приготовленное его тетушкой по старому рецепту). Третий - пыльца растений; именно она, наверное, вызвала у самого Ягодинского видение стога сена. Четвертый химические вещества, в том числе бытовые, например, мыло и стиральный порошок (так вот откуда воспоминания мальчика-испанца!). Наконец, пятый принадлежит самому организму. Это может быть эмбрион - плод, обладающий антигенами не только матери, но и отца, или ставшие "чужими" клетки-"уроды", появившиеся в организме из-за генетических аномалий или старения. И хотя давно уже бытует понятие "иммунологическая память", продолжает врач, означающее настороженность к веществам, когда-либо побывавшим в организме, о связи этой памяти с нашей памятью в ее обычном понимании пока вроде бы еще никто не говорил. А зря. В корне иммунных реакций лежат весьма тонкие процессы распознавания "своего" и "чужого" на основе долговременной иммунологической памяти. На некоторые повторные встречи с аллергеном организм отвечает бурной реакцией. (Вспомните про своих знакомых с бронхиальной астмой или с повышенной чувствительностью к цветочной пыльце.) Не такой ли механизм сработал у А.К.Толстого, когда он, нюхая рыжик, мгновенно вспомнил детство? Но почему вспомнил? Какая связь между запахом - аллергеном, памятью головного мозга и памятью иммунологической? Давайте порассуждаем. Основная арена, на которой бушуют реакции иммунитета, - это костный мозг, кроветворная, а точнее, лимфоидная ткань. Главные действующие лица - клетки этой ткани, прежде всего лимфоциты и макрофаги. Аллергия - лишь частный случай ответа иммунной системы на повторный контакт с антигеном. А пахучие вещества лишь часть иммунных раздражителей, способных вызвать аллергию. Число вариантов лимфоцитов, играющих основную роль в иммунитете, столь велико, что любой антиген всегда находит в организме сорт лимфоидных клеток с соответствующими рецепторами. Контакт между антигеном и рецепторами вызывает бурную реакцию размножения "нужных" вариантов клеток. Образующиеся при аллергии иммунные комплексы могут повреждать некоторые виды клеток организма, представляющие собой "склады" высокоактивных веществ, например, гистамина и ацетилхолина. Резкое повышение концентрации этих нейростимуляторов в крови и тканях (особенно мозговой) вызывает своеобразный шок, закрепляющий ассоциации иммунологической и мозговой памяти. ...Вот какую теорию развернул перед нами врач В.Ягодинский, отметив в конце своих рассуждений, что воспоминания героя романа "Игра в бисер" оказались столь сильны еще и потому, что данный эпизод произошел с мальчишкой в переходном четырнадцатилетнем возрасте, когда происходит гормональная перестройка организма, да еще и весной, то есть в сезон, когда в организме вообще обостряются психофизиологические процессы и чувства. Вдобавок "чувство бузины" было еще и закреплено музыкальной ассоциацией с музыкой Шуберта. Прекрасная музыка стала дополнительным закрепляющим стимулом. Не будем тут комментировать связь запахов с болезнями, особенно с такой сложной, как астма. Врач, видимо, свое дело знает, ему, как говорится, и карты в руки. Но тот же Ягодинский мимоходом упоминает, что "вероятно, широкие ассоциативные связи с запахами мы унаследовали от предков, в жизни которых обоняние играло огромную роль. Еще более важны запахи для животных. Их поведение от рождения до смерти неразрывно связано с восприятием запахов, которые несут информацию об окружающей среде, возбуждают инстинкты и фактически диктуют характер действий..." Об этом аспекте запахов мы с вами и поговорим дальше.