Как устроен орган обоняния человека. Обоняние человека: как мы способны воспринимать запахи

Среди всех органов чувств наиболее важную и значимую роль в жизни человека играют зрение и слух. Поэтому долгое время именно эти каналы, связывающие нас с окружающим миром, изучались наиболее активно. А вот обонятельный анализатор привлекал внимание физиологов в куда меньшей степени. Действительно, обоняние у человека, да и у приматов вообще, развито относительно слабо. И тем не менее роль его в нашей жизни не стоит недооценивать.

Даже новорожденный младенец с первых часов жизни реагирует на пахучие вещества, а на 7–8-м месяце жизни у него формируются условные рефлексы на «приятные» и «неприятные» запахи.

Человек способен воспринимать более 10 000 запахов. Некоторые из них могут возбудить или отбить аппетит, изменить настроение и желания, повысить или понизить работоспособность и даже заставить купить не очень нужную вещь. Во многих магазинах Европы и Америки ароматы вовсю используются для привлечения покупателей. По мнению американской маркетинговой службы, сама по себе ароматизация воздуха в магазине может поднять объем продаж на 15%. Даже установлены пять ароматов, которые, присутствуя в магазине, способны «спровоцировать» посетителя на покупку белья и верхней одежды. Это ваниль, лимон, мята, базилик и лаванда. В продуктовых супермаркетах должны царить свежие запахи: теплого хлеба, огурцов и арбузов. А еще есть запахи праздничные. Например, перед Новым годом в магазинах должно пахнуть мандаринами, корицей и еловой или сосновой хвоей. У большинства людей эти запахи устойчиво связаны с воспоминаниями о празднике и доставляют им удовольствие. Однако у некоторых людей (особенно у детей) распыляемые ароматические вещества способны вызвать аллергию. Так что, может быть, и хорошо, что в наших магазинах «рекламные» ароматы пока не распыляют.

Запахи легко могут «всколыхнуть» нашу память, вернуть давно забытые ощущения, например из детства. Дело в том, что центры обонятельного анализатора находятся у человека в древней и старой коре головного мозга. Рядом с обонятельным центром располагается центр, отвечающий за наши эмоции и память. Поэтому запахи для нас являются эмоционально окрашенными, пробуждая не логическую, а эмоциональную память.

Восприятие запаха нашей обонятельной системой начинается с носа, а точнее – с обонятельного эпителия, располагающегося у человека в верхних отделах средней носовой раковины, в верхней носовой раковине и верхней части перегородки носа. Периферические отростки рецепторных клеток обонятельного эпителия заканчиваются обонятельной булавой, украшенной пучком микроворсинок. Именно мембрана этих ворсинок (ресничек и микровилл) является местом взаимодействия обонятельной клетки с молекулами пахучих веществ. У человека число обонятельных клеток достигает 6 млн (по 3 млн в каждой ноздре). Это много, но у тех млекопитающих, в жизни которых обоняние играет существенную роль, этих клеток неизмеримо больше. Например, у кролика их насчитывается около 100 млн!

У эмбриона человека развитие обонятельных клеток происходит достаточно быстро. Уже у 11-недельного плода они хорошо дифференцированны и предположительно способны выполнять свою функцию.

Рецепторные клетки обонятельного эпителия постоянно обновляются. Жизнь одной клетки длится всего несколько месяцев или даже меньше. При повреждениях обонятельного эпителия регенерация клеток значительно ускоряется.

Но как же происходит возбуждение обонятельных клеток? В последнее десятилетие стало ясно, что основная роль в этом процессе принадлежит рецепторным белкам, молекулы которых, взаимодействуя с молекулами пахучих веществ, меняют свою конформацию. Это приводит к запуску целой цепи сложных реакций, в результате которых сенсорный сигнал преобразуется в универсальный сигнал нервных клеток. Далее из рецепторных клеток по их аксонам, образующим обонятельный нерв, сигнал передается в обонятельные луковицы. Здесь происходит его первичная обработка, и далее сигнал по обонятельному нерву поступает в головной мозг, где и происходит его окончательный анализ.

Способность воспринимать запахи меняется у человека с возрастом. Острота обоняния достигает максимума к 20 годам, в течение примерно 30–40 лет находится на одном и том же уровне, а затем начинает снижаться. Особенно заметное снижение остроты обоняния проявляется у людей старше 70 лет, а иногда и 60 лет. Это явление носит название старческой гипосмии, или пресбиосмии, и далеко не так безобидно, как может показаться. Пожилые люди постепенно перестают воспринимать запах пищи и поэтому теряют аппетит. Ведь именно аромат пищи является одним из необходимых условий для выработки пищеварительных соков в желудочно-кишечном тракте. Недаром говорится: «…такой чудесный запах, что даже слюнки потекли…». Кроме того вкусовая и обонятельная рецепции очень близки. Пахучие вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, попадают через носоглотку в полость носа, и мы ощущаем их аромат. А вот при насморке, что бы мы ни ели – создается впечатление, что мы жуем безвкусный картон. Точно так же воспринимают пищу и пожилые люди с резко сниженным обонянием. Они теряют и способность определять по запаху качество пищевых продуктов, а следовательно, могут отравиться, съев некачественную пищу. А еще, как оказалось, пожилые люди перестают воспринимать запах меркаптанов, как неприятный. Меркаптаны – вещества, добавляемые к используемому в быту природному газу (который сам по себе ничем с точки зрения человека не пахнет) специально для того, чтобы можно было по запаху заметить его утечку. Старики же перестают замечать этот запах...

Но и у молодых людей чувствительность к запаху одних и тех же веществ очень варьирует. Изменяется она и в зависимости от факторов внешней среды (температуры, влажности), эмоционального состояния и гормонального фона. У беременных женщин, например, на фоне общего снижения остроты обоняния резко повышается чувствительность к каким-то определенным запахам. А вообще диапазон пороговых концентраций различных пахучих веществ, воспринимаемых человеком, очень велик – от 10-14 до 10-5 моль на 1 л воздуха.

До сих пор мы говорили в основном о запахах внешних, происходящих из окружающего нас мира. Но среди пахучих веществ есть и такие, которые выделяются самим нашим организмом и способны вызывать у других людей определенные поведенческие и физиологические реакции. Вещества с такими свойствами носят название феромонов. В животном мире феромоны играют огромную роль в регуляции поведения – об этом мы уже писали в нашей газете (№ 10/1996 и № 16/1998). У человека также обнаружены вещества, которые оказывают определенный феромональный эффект в процессе нашего общения. Такие вещества содержатся, например, в человеческом поте. В 70-е гг. ХХ в. исследовательница Марта Макклинток обнаружила, что у женщин, живущих длительное время в одном помещении (например в общежитии), синхронизируются менструальные циклы. А запах секрета мужских потовых желез вызывает у женщин нормализацию нестабильных менструальных циклов.

Гобелен «Дама с единорогом» – аллегорическое изображение обоняния

Запах секрета, выделяемого нашими подмышечными потовыми железами, зависит как от веществ, секретируемых самим организмом, так и от присутствующих в потовых железах бактерий. Ведь известно, что сам по себе свежий подмышечный пот (обильно выделяющийся, например, в жаркую погоду) сильного специфического запаха не имеет. А вот деятельность бактерий способствует высвобождению пахучих молекул, изначально связанных со специальными белками-переносчиками из группы липокаинов.

Химический состав мужского и женского пота сильно различается. У женщин он связан с фазами менструального цикла, и мужчина, долгое время находящийся в интимных отношениях с женщиной, способен по запаху определить время наступления у его партнерши овуляции. Правда, как правило, это происходит неосознанно – просто в этот период запах подруги становится для него наиболее привлекательным.

В выделениях потовых желез как мужчин, так и женщин, кроме других компонентов, присутствуют два пахучих стероида – андростенон (кетон) и андростенол (спирт). Впервые эти вещества были идентифицированы как компоненты полового феромона, содержащегося в слюне хряка. Андростенон обладает сильным специфическим запахом, для многих людей сходным с запахом мочи. Запах андростенола воспринимается как мускусный или сандаловый. Содержание андростенона и андростенола в мужском подмышечном поте гораздо выше, чем в женском. Исследования показали, что запах андростенона может воздействовать на физиологическое и эмоциональное состояние людей, в частности подавлять описанный выше эффект синхронизации половых циклов у женщин, проживающих в одном помещении. В некоторых ситуациях слабый запах андростенона создает у женщин комфортное состояние «защищенности», а у мужчин, наоборот, вызывает дискомфорт и ассоциируется с соперничеством и агрессией.

Представители разных культур могут по-разному воспринимать одни и те же запахи. Такие различия были выявлены в ходе совершенно уникального обследования, проведенного в 1986 г. журналом National Geographic. В очередной номер этого журнала были вложены образцы шести пахучих веществ: андростенона, изоамилацетата (имеет запах грушевой эссенции), галаксолида (имеет запах синтетического мускуса), эвгенола, смеси меркаптанов и розового масла. Вещества были заключены в микрокапсулы, нанесенные на бумагу. При трении бумаги пальцем капсулы легко разрушались и запах выделялся. Читателям было предложено понюхать предложенные вещества, а после этого ответить на вопросы анкеты. Нужно было оценить интенсивность предложенных запахов, определить их как приятные, неприятные или нейтральные, рассказать о вызываемых ими эмоциях и воспоминаниях. Респондентов просили также указать свой возраст, пол, род занятий, страну проживания, расовую принадлежность, наличие заболеваний и т.д. Для женщин необходимо было указать наличие беременности. Письма с заполненными анкетами пришли от более чем 1,5 млн человек, проживающих на разных континентах!

Пекарь дома Амуна, жертвующий благовония Осирису

Очень многие из ответивших вообще не почувствовали запаха андростенона, причем число людей, не чувствительных к этому запаху сильно различалось в разных регионах земного шара. Так, если в США около 30% женщин не ощущали этого запаха, то среди белых женщин, проживающих в Африке, таких было вдвое меньше – около 15%.

О потере остроты обоняния у пожилых людей, также наглядно выявившейся в ходе этого исследования, мы уже рассказали. Опрос также подтвердил, что курящие люди гораздо хуже чувствуют запахи, чем некурящие.

Прислали свои ответы в National Geographic и люди, по разным причинам вообще лишившиеся обоняния. Оказывается, таких людей очень много, в том числе и среди молодежи. По данным Национального института здоровья США в 1969 г. нарушения обоняния были отмечены у 2 млн человек, а к 1981 г. эта цифра возросла до 16 млн! Такая ситуация во многом обусловлена ухудшением экологической обстановки. Среди пациентов клиники запаха и вкуса в Вашингтоне 33% пациентов с дизосмией (нарушением обоняния) – люди в возрасте 17–20 лет. По данным исследователя Хендрикса в 1988 г. у 1% населения Нидерландов наблюдались проблемы с обонянием. Что касается нашей страны, то очень часто люди, задавленные другими проблемами, просто не обращают внимания на такую «мелочь», как нарушение или отсутствие обоняния. А если и обращают, то не знают, возможна ли в этом случае медицинская помощь и куда за ней обращаться. Лечение людей с нарушенным обонянием проводится в Москве, в ЛОР-клинике Московской медицинской академии им. И.М. Сеченова.

Чем же может быть вызвано нарушение обоняния? Чаще всего соответствующие расстройства связаны с поражением рецепторного аппарата обонятельного анализатора (около 90% случаев), с поражением обонятельного нерва – около 5% случаев и с поражением центральных отделов головного мозга – оставшиеся 5% случаев.

Причины обонятельного нарушения «рецепторного уровня» очень разнообразны и многочисленны. Это и травмы обонятельной зоны и ситовидной пластинки, и воспалительные процессы в полости носа, и черепно-мозговые травмы, и лекарственные интоксикации, и аллергические реакции, и мутации, и авитаминозы (по витаминам А и В12), и интоксикации солями тяжелых металлов (кадмий, ртуть, свинец), и вдыхание паров раздражающих веществ (формальдегида), и вирусные поражения (преимущественно вирусом гриппа), и ионизирующее излучение, и многое другое.

Причины поражения обонятельного нерва чаще всего обусловлены инфекционными заболеваниями, нарушениями обмена веществ, токсическим воздействием лекарственных препаратов, повреждением нерва при хирургических операциях и опухолями.

Поражения центров обонятельно анализатора могут быть вызваны черепно-мозговой травмой, нарушением мозгового кровообращения, опухолями головного мозга, генетическими и инфекционными заболеваниями, демиелинизирующими процессами, болезнью Паркинсона, болезнью Альцгеймера. При двух последних заболеваниях уменьшение остроты обоняния часто обнаруживается еще на ранних этапах, что позволяет раньше приступить к лечению.

В чем же выражается нарушение обоняния? Это может быть полное отсутствие способности воспринимать запахи (аносмия) или снижение остроты обоняния (гипосмия) разной степени выраженности. Нарушение обоняния может быть выражено и в виде искажения восприятия запахов (алиосмия), при котором все запахи воспринимаются «на один манер». Например, при какосмии все запахи кажутся гнилостными и фекальными; при торкосмии – химическими, горькими, запахами гари или металла; при паросмии «чеснок пахнет фиалками». Возможны и смешанные случаи, и фантосмия – обонятельные галлюцинации.

Многие из описанных нарушений обоняния успешно лечатся – особенно если не затягивать с посещением врача.

Пожалуй, все замечали, что женщины способны улавливать едва различимые запахи духов, приправ в блюдах, они порою без труда узнают по запаху цветы, еще не видя их. Есть женщины, которые обонянием определяют, что вскоре начнется ливень. А вот у мужчин такой способности нет. В чем же секрет?

Обоняние – древнейшее чувство человека. Раньше оно управляло жизнью человека на 90%, точно так же, как у животных. Сейчас через обоняние человек получает 2% информации, тогда как через зрение – 90%, через слух – 5%. Но эти два процента играют очень важную роль.

Обонятельная система человека имеет достаточно сложное строение. В верхнем отделе носовой полости находится область с обонятельными рецепторами, которые воспринимают запах и преобразуют его в нервный импульс, посылаемый в головной мозг. Центр обоняния в мозге связан с центрами других чувств и, благодаря их совместной работе, запах является существенным дополнением к основной информации , получаемой от других анализаторов: зрительного, слухового, вкусового, осязательного. Те 2% информации, получаемой через обоняние, могут сыграть решающую роль: перед вами может находиться приятный во всех отношениях человек, но если запах его вам не по душе, то все общение с ним сойдет на нет, и даже все его добродетели будут видеться вами как недостатки.

Человек способен различать около 10.000 различных запахов, а собачий нос – около полумиллиона. Чувствительность носа потрясающа. По остроте обоняния все живые существа разделяются на 3 группы:

1. аносматики (они вообще не чувствуют запаха; примером могут быть дельфины);
2. макросматики (они обладают превосходным нюхом; к ним относятся хищники и грызуны);
3. микросматики (их способность воспринимать запахи ниже среднего). Человек относится к третьей группе.

Способность улавливать запахи зависит от многих факторов. Во-первых, это количество обонятельного эпителия в носу (количество обонятельных рецепторов). У человека эта цифра составляет 10 млн, причем она одинакова как у мужчин, так и у женщин. Для сравнения, у собак количество обонятельных рецепторов свыше 200 млн! Поэтому не зря говорят, что все, что пахнет, можно найти с помощью собак. Во-вторых, немаловажное значение имеет количество нервных клеток в обонятельной луковице (луковице осязания) – первичном звене центра обоняния. В луковице происходит первичная обработка информации. И именно здесь кроются различия в обонятельной способности у разных полов. У женщин больше нейронов в обонятельном центре, чем у мужчин. Исследователи из Федерального университета Рио-де-Жанейро (Бразилия) определяли абсолютное число клеток в обонятельных луковицах, а затем число нейронов. В ходе исследования выяснилось, что у женщин на 43% больше клеток в обонятельных луковицах, чем у мужчин. При подсчете нейронов разница достигала 50 %. Ученые не утверждают, что результат их работы – четкое доказательство того, что число клеток определяет превосходство обонятельной способности у женщин. Однако, по мнению руководителя исследования Роберто Лента, видимо, логично предположить, что большее число нейронов в обонятельной луковице соответствует более высокой чувствительности к запахам. Кроме того, исследователи сделали еще одно наблюдение: поскольку количество клеток головного мозга в течение жизни увеличивается лишь незначительно, женщины, очевидно, уже рождаются с ними. Плюс у женщин в мозге больше ассоциативных связей, связывающих разные мозговые центры, поэтому они быстро узнают запахи, в отличие от мужчин, которым на это требуется больше времени.

Даже если через обоняние человек получает сравнительно мало информации, значение его трудно переоценить. С помощью обоняния мы неосознанно определяем приятных нам людей. Благодаря воздействию обоняния, мы быстрее поправляемся и лучше чувствуем себя (стоит только вспомнить ароматерапию). Мы учимся расшифровывать запахи и управлять ими (парфюмерия), забывая при этом, что это запах управляет нами. Недаром говорят, что потерять способность воспринимать запахи, значит утратить что-то очень необходимое, что-то столь же важное, как вкус жизни.

13 Мая 2009

Обоняние дает нам возможность получать удовольствие от приятных запахов, а иногда способно спасти нам жизнь: не дать выпить уксус вместо водки, подсказать, что не стоит есть пирожок с тухлятиной или напомнить, что при запахе газа нельзя щелкать выключателем. Однако окружающие нас запахи обладают свойствами, о которых многие, возможно, даже и не подозревают.

Что-то вроде человеческого обоняния существует даже у микроорганизмов: хемотаксис – способность перемещаться к источникам пищи и подальше от опасных веществ – проявляют все подвижные одноклеточные. Но давайте пропустим примерно 3,5 миллиарда лет эволюции обоняния и перейдем сразу к млекопитающим и человеку.

Для многих животных обоняние является как минимум не менее важным источником информации, чем зрение и слух: любой собачник знает, что собаки теряются при встрече с выпившим хозяином: выглядит и говорит он так же, а пахнет совсем по-другому! И не от «выхлопа» (запах краски, селедки и т.д. такого действия не оказывают), а оттого, что вместе с остальной биохимией алкоголь меняет состав пота и, соответственно, неощутимые для человеческого носа оттенки индивидуального запаха.

Для нас с вами способность чувствовать и различать запахи, на первый взгляд, не так уж и важна. Иногда она даже мешает: каждый может припомнить ситуации, когда он был готов отдать полцарства за то, чтобы не ощущать запаха вошедшего в троллейбус бомжа или наевшегося чеснока коллеги. И хотя без удовольствия от запаха цветов, духов, пищи и множества других ароматов мир потерял бы многое, для человека обоняние стоит на четвертом месте в ряду пяти чувств. За счет зрения мы получаем не менее 90% информации об окружающем мире, а без него человек использует для ориентации в пространстве и распознавания живых и неживых объектов тактильные ощущения и слух.

Основные механизмы работы обоняния ученые расшифровали совсем недавно. Это отставание обусловлено не только недооценкой важности его роли в жизни человека, но и чрезвычайной сложностью устройства обонятельных рецепторов.

Чем мы нюхаем?

Гордон Шеферд, профессор неврологии Йельского университета, автор выдержавшего несколько переизданий трехтомника «Нейробиология» и несравненный знаток механизмов передачи импульсов синапсами дендритных шипиков обонятельной луковицы (вот такая у него узкая специализация), начал ответ на этот вопрос так: «Нам кажется, что мы нюхаем с помощью носа, но это – все равно, что сказать, что мы слышим мочками ушей». Сам по себе нос необходим для того, чтобы направить содержащий ароматические молекулы воздух на обонятельный эпителий – симметричные участки слизистой оболочки, находящиеся глубоко в полости носа, немного ниже уровня глаз.

Запахи мы ощущаем только во время вдоха, так как выдыхаемый воздух проходит только через нижние носовые раковины и не соприкасается с дыхательным эпителием. При спокойном вдохе вблизи находящегося в самой верхней части носовой полости обонятельного эпителия проходит всего 7-10% вдыхаемого воздуха, поэтому для усиления ощущений необходимо вдохнуть максимально глубоко. Можно также взять пример с животных и «принюхаться», делая частые короткие вдохи в непосредственной близости от изучаемого объекта, что позволяет максимально сконцентрировать пахучие молекулы вблизи обонятельных рецепторов.

За счёт складок, по форме напоминающих гребни, общая площадь обонятельного эпителия у человека составляет 5-10 см 2 . На этом втором рубеже обонятельной системы расположено, по данным разных источников, от 10 до 50 миллионов клеток, осуществляющих регистрацию запахов. У животных их количество, как правило, значительно больше. Например, обонятельный эпителий у овчарок содержит до 220 миллионов рецепторных клеток.

Обонятельный рецептор представляет собой сенсорную (чувствительную) нервную клетку, от которой отходят два отростка. К полости носа – короткий дендрит (чувствительный отросток нейрона), имеющий не менее 10 ресничек, кончики которых находятся на самой поверхности обонятельного эпителия и выступают в покрывающую его слизь. К мозгу – более длинный двигательный (передающий) отросток, аксон, сплетающийся с аксонами других обонятельных нейронов в нити обонятельного нерва, проходящие через отверстия решетчатой кости черепа в обонятельную луковицу – структуру мозга, осуществляющую первичную обработку информации о запахах. Обонятельная луковица тем крупнее, чем острее обоняние животного, поэтому у собак-ищеек она значительно больше, чем в куда большем по размеру мозге человека.

Из обонятельной луковицы нервные импульсы поступают в первичные, а затем в высшие обонятельные участки коры головного мозга, формирующие осознанное ощущение характера и интенсивности запаха. Конечным пунктом обработки данных о запахах является лимбическая система, регулирующая эмоциональные и поведенческие реакции организма.

Как это работает?

Молекулы ароматических веществ, попадающие с током воздуха в носовую полость, растворяются в слизи, покрывающей обонятельный эпителий, и взаимодействуют с рецепторными белками, содержащимися в мембране ресничек обонятельных нейронов. Это взаимодействие изменяет ионную проницаемость мембраны клеток и формирует электрический импульс, передающийся по аксону клетки в обонятельный нерв и далее, вплоть до двигательных нейронов спинного мозга, дающих мышцам команды зажать нос пальцами и отойти подальше – или наоборот.

С центральными механизмами системы обоняния специалисты, занимавшиеся ее изучением, разобрались довольно давно, но белковые рецепторы, несомненно присутствующие на мембранах дендритов нейронов обонятельного эпителия, много лет оставались неуловимыми. Решить эту загадку удалось только в 1991 году ученым Колумбийского университета Линде Бак и Ричарду Экселу. В 2004 году открытие принесло им Нобелевскую премию по физиологии и медицине.

Традиционный подход к изучению механизмов работы рецепторов обоняния заключался в измерении активности тех или иных нейронов в ответ на различные раздражители. Для этого к обонятельным нервам животных подсоединяли электроды и давали им вдыхать различные вещества. В результате удалось выяснить только то, что один и тот же нейрон может реагировать на различные вещества, однако механизмы, лежащие в основе этого процесса, долгое время оставались непонятными.

Бак и Эксел избрали принципиально новый подход – они обратились к стремительно развивающейся генетике и начали поиск генов, активность которых регистрируется исключительно в обонятельном эпителии. Вначале их эксперименты также были безуспешны, что позже Эксел объяснил существованием огромного количества белков-рецепторов, реакция каждого из которых на конкретный запах слишком слаба, чтобы ее можно было обнаружить существующими методами.

Справиться с этой проблемой ученым помогла придуманная Бак схема, с помощью трех допущений значительно сократившая область поиска. Согласно первому допущению, основанному на имевшихся на тот момент разрозненных научных фактах, искать следовало только гены белков, обладающих определенным сходством с родопсином – рецепторным белком, за счет которого происходит формирование электрического импульса в палочках сетчатки глаза, клетках, не различающих цвета, а реагирующих на изменение освещенности и обеспечивающих сумеречное зрение. Кроме того, искомые белки должны были относиться к одному семейству, а кодирующие их гены – проявлять активность исключительно в клетках обонятельного эпителия.

У крыс генов, отвечающих всем трем критериям, нашлось около тысячи – примерно 1% от всего генома. Каждый сотый крысиный ген задействован в распознавании запахов, что указывает на чрезвычайную важность системы обоняния для грызунов – близких родственников приматов: наши ветви на древе эволюции разошлись около 25 миллионов лет назад. Поиск в ДНК-библиотеках позволил найти в геномах других видов (мыши, саламандры, зубатки, собаки, человека и других животных) гены-аналоги, связанные с первичным восприятием запахов. Правда, в отличие от большинства животных, у которых бОльшая часть этих генов исправно синтезирует соответствующие белки, у разных видов человекообразных обезьян неактивно 28-36% генов белков обонятельных рецепторов, а у человека – почти 60%. Судя по всему, мутации, блокирующие активность генов обонятельных рецепторов, стали накапливаться с того времени, когда острое обоняние утратило свою важность для выживания обезьяноподобных предков человека.

Дальнейшее изучение системы органов обоняния показало, что каждый отдельный рецепторный нейрон может распознавать множество пахучих молекул, каждая из которых активирует различные белковые рецепторы на поверхности его мембраны. Такая комбинаторная система кодирования сигналов позволяет распознавать практически неограниченное количество ароматов.

Даже незначительно отличающиеся по химической структуре молекулы активируют различные комбинации рецепторных белков, находящихся на мембранах разных нейронов, поэтому запах октанового спирта напоминает запах цитрусовых, а отличающейся от него только одним дополнительным атомом кислорода октановой кислоты – запах пота.

К тому же эффекту может привести изменение пространственного строения молекул. Например, запахи тмина и кудрявой мяты (от более известной перечной она отличается отсутствием холодящего ощущения и менее резким запахом) обеспечивают d-карвон и l-карвон – хиральные (от древнегреческого χειρ – «рука») изомеры, молекулы с одинаковым химическим составом, отличающиеся друг от друга, как предмет от его зеркального изображения.

Кроме того, большее количество молекул активирует более широкий спектр рецепторов, из-за чего одно и то же вещество может пахнуть по-разному в зависимости от концентрации.

Самым удивительным примером является скатол – гетероциклическое соединение, образующееся при разложении белковых соединений и придающее специфический запах испражнениям. В то же время в малых концентрациях скатол обладает приятным запахом и входит в состав парфюмерных продуктов и пищевых эссенций.

Наиболее многогранными в этом отношении являются альдегиды. Так, кокосовый альдегид в небольшой концентрации пахнет не кокосом, а абрикосом или персиком, а запах анисового альдегида при разбавлении ощущается как аромат свежего сена, шиповника и цветов боярышника.

К наиболее неприятно пахнущим соединениям относятся серосодержащие вещества, начиная с самого простого – сероводорода H 2 S. «Чемпионами» среди них считаются меркаптаны. Их смесь обеспечивает вонь скунсовой струи, от которой человек может упасть в обморок. Меркаптаны придают неповторимый аромат гнилой капусте и бытовому газу: природный газ ничем не пахнет, и в целях безопасности в него добавляют чуть-чуть изоамилмеркаптана. Серосодержащие соединения диаллилдисульфид (CH 2 =CH–CH 2) 2 S 2 и аллицин CH 2 =CH–CH 2 –SO–S–CH 2 –CH=CH 2 обеспечивают резкий запах чеснока, а основной компонент запаха лука – аллилпропилдисульфид CH 2 =CH–CH 2 –S–S–CH 2 –CH–CH 3 . В самих чесноке и луке (относящихся к роду Allium) нет аллилов: в них при разрезании под действием ферментов превращаются многочисленные молекулы аминокислоты цистеина, содержащие сульфгидрильные группы –SH. Особенностью этих дисульфидов является то, что от запаха практически невозможно избавиться ни с помощью чистки зубов, ни полосканием рта. Дело в том, что эти соединения, проникнув через стенки кишечника в кровь, разносятся по организму, в том числе и в легкие, откуда выделяются с выдыхаемым воздухом.

Обоняние в нашей жизни

Наиболее важно обоняние в первые минуты жизни человека, так как только благодаря ему младенец узнает свою маму и находит пахнущую молоком грудь. В следующие пару месяцев, пока зрение ребенка не приобретет достаточную остроту, окружающий мир он воспринимает главным образом посредством запахов. По мере взросления и формирования других органов чувств обоняние утрачивает свою значимость. Одновременно с этим происходит атрофия (отмирание) волокон обонятельного нерва. В течение первого года жизни острота обоняния человека снижается на 40-50%, а дальнейшая скорость и степень ухудшения способности распознавать запахи зависит от индивидуальных особенностей организма, пола, образа жизни и воздействия различных факторов окружающей среды. Например, у начинающих курильщиков способность различать запахи снижается на 50-60%, после чего восстанавливается на 20-30%. При отказе от курения развивается гиперосмия – острота обоняния повышается примерно на 20% по сравнению с исходной.

Считается, что человек более чувствителен к неприятным запахам. Почти всегда как неприятные мы воспринимаем запахи, сигнализирующие об опасности: не ешь протухшие мясо или подгнившие фрукты, держись подальше от сероводорода, хлора, аммиака, не вляпайся в экскременты – в них могут быть яйца глист, дизентерийные амёбы и прочая холера... Тех из наших предков (покрытых ещё чешуёй, а не шерстью), у которых таких ассоциаций не возникало, отсеял естественный отбор. Хотя бывают и исключения – например, чеснок, который полностью подпадает под народную пословицу «своё не пахнет»:)

Однако вещества, которые мы можем почувствовать в наименьших концентрациях, пахнут приятно. Рекордсменом долгое время считался ванилин: его можно унюхать при концентрации 2×10 –11 г в литре воздуха. Но совсем недавно выяснилось, что один из хиральных изомеров вещества под названием винный лактон (он придает винам сладковато-кокосовый аромат) ощущается при концентрации, в две тысячи раз меньшей: одна стотриллионная (10 –14)грамма в 1 л воздуха. А запах его зеркального изомера (на рисунке – справа) можно почувствовать только при концентрации, на 11 порядков большей – 1 мг/л.

Женщины в целом обладают более острым обонянием, сохраняющимся до более преклонного возраста. Однако, как это не парадоксально, профессии, связанные с различением запахов, являются исключительно мужскими. Дело в том, что изменения гормонального фона в течение месячных циклов женского организма, влияют на работу различных органов и систем, в том числе и системы обоняния. В результате в начале цикла у женщин часто развивается временная гипосмия – снижение чувствительности к запахам. Этого не наблюдается при приеме гормональных противозачаточных средств, поддерживающих постоянный гормональный фон в организме, однако очевидно, что прием пилюль не может быть обязательным условием приема на работу.

Без обоняния наша пища стала бы практически безвкусной. Вкусовые рецепторы человека различают только четыре ощущения: сладкий, соленый, кислый и горький, а остальное разнообразие вкусов различных блюд и напитков обеспечивают комбинации ароматических веществ. При сильном насморке, когда верхние носовые раковины «забиты» и содержащий ароматы воздух до них просто не доходит, все кажется безвкусным и неаппетитным. Эксперименты показали, что если человеку с зажатым носом еще и завязать глаза, чтобы лишить его зрительных ассоциаций с употребляемыми продуктами, он вряд ли сможет отличить яблоко от картошки или красное вино от кофе.

Запахи способны изменять работу различных систем организма. Самый очевидный пример – усиление выработки слюны и пищеварительных соков от запахов пищи. Резкие и неприятные запахи (например, аммиака) повышают давление крови и ускоряют сердцебиение, а приятные – наоборот, снижают давление, замедляют пульс и вызывают повышение температуры кожи, что расслабляет и успокаивает человека.

Насколько обоснованны утверждения ароматерапевтов – например, такое: «ароматы лаванды, ромашки, лимона и сандала ослабляют активность головного мозга быстрее, чем любой депрессант, а жасмин, роза, мята и гвоздика возбуждают клетки серого вещества мощнее, чем крепкий кофе»? Судя по тому, что в статьях разных авторов можно найти прямо противоположные утверждения о действии запахов на психофизиологическое состояние человека, это действие объясняется не характером самого запаха, а психологической установкой на ожидаемый эффект.

Еще один, пожалуй, самый загадочный вопрос в науке о запахах – их роль в половом поведении Homo sapiens. Об этом мы поговорим .

Евгения Рябцева,
портал «Вечная молодость»

Пять чувств позволяют нам познавать окружающий мир и реагировать наиболее соответствующим образом. За зрение отвечают глаза, за слух - уши, за обоняние - нос, за вкус - язык, а за осязание - кожа. Благодаря им мы получаем информацию о нашем окружении, которая анализируется и истолковывается головным мозгом . Обычно наша реакция направлена на продление приятных ощущений или на прекращение неприятных.

Зрение

Из всех доступных нам чувств мы чаще всего используем зрение . Мы можем видеть благодаря множеству органов: световые лучи проходят через зрачок (отверстие), роговицу (прозрачную мембрану), затем через хрусталик (орган, похожий на линзу), после чего на сетчатке глаза (тонкая мембрана в глазном яблоке) возникает перевернутое изображение. Изображение преобразуется в нервный сигнал благодаря выстилающим сетчатку рецепторам - палочкам и колбочкам, и передается в головной мозг через зрительный нерв. Мозг распознает нервный импульс как изображение, переворачивает его в нужном направлении и воспринимает в трехмерном виде.

Слух

По мнению ученых, слух - второе наиболее используемое человеком чувство. Звуки (колебания воздуха) через слуховой проход проникают к барабанной перепонке и заставляют ее вибрировать. Затем они проходят через окно преддверия - отверстие, закрытое тонкой пленкой, и улитку заполненную жидкостью трубку, раздражая при этом слуховые клетки. Эти клетки преобразуют колебания в нервные сигналы, посылаемые в головной мозг. Мозг распознает эти сигналы как звуки, определяя уровень их громкости и высоту.

Осязание

Миллионы рецепторов, расположенные на поверхности кожи и в ее тканях распознают прикосновение, нажатие или боль, затем посылают соответствующие сигналы спинному и головному мозгу. Головной мозг анализирует и расшифровывает эти сигналы, переводя их в ощущения - приятные, нейтральные или неприятные.

Обоняние

Мы способны различать до десяти тысяч запахов, некоторые из которых (ядовитые газы, дым) оповещают нас о близкой опасности. Расположенные в полости носа клетки выявляют молекулы, являющиеся источником запаха, затем посылают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг опознает эти запахи, которые могут быть приятными или наоборот неприятными. Ученые определили семь основных запахов: ароматический (камфорный), эфирный, душистый (цветочный), амброзиевый (запах мускуса - вещества животного происхождения, используемого в парфюмерии), отталкивающий (гнилостный), чесночный (серный) и, наконец, запах горелого. Обоняние часто называют чувством памяти: действительно, запах может напомнить об очень давнем событии.

Вкус

Менее развитое чем обоняние, чувство вкуса сообщает о качестве и вкусовых особенностях потребляемой пищи и жидкостей. Вкусовые клетки, расположенные на вкусовых сосочках - маленьких бугорках на языке, определяют оттенки вкуса и передают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг анализирует и идентифицирует характер вкуса.

Как мы пробуем пищу?

Чувства вкуса не достаточно, чтобы оценить пищу, и обоняние также играет очень важную роль. В носовой полости находятся две чувствительные к запахам обонятельные области. Когда мы едим, запах пищи достигает этих областей, которые «определяют», вкусная пища или нет.

Обоняние – это чувство человека, которое дает ему возможность ощущать различные запахи. Оно позволяет воспринимать более 10 тысяч разных ароматов, которые способны, и улучшить аппетит, и поднять настроение, и позволить вовремя распознать опасность. Важность носа, как самого главного органа обоняния, недооценивать нельзя. Но, к сожалению, о нем мы вспоминаем только во время его поражения инфекциями, когда сильная заложенность на дает нам наслаждаться любимыми ароматами. Ниже мы рассмотрим, какова биологическая роль обоняния, как его сохранить и улучшить.

Какую роль в нашей жизни играет обоняние

Обоняние, осязание и другие чувства являются своего рода инструментами, которые позволяют нам получать информацию извне и познавать окружающий нас мир. Без них жизнь не будет столь красочной и интересной, а нарушенное с детства обоняние, к тому же, может серьезно извратить общее представление о мире.

Обоняние особенно важно для предупреждения нас об опасности , для создания настроения и влияния на другие чувства. К примеру, запах сдобной выпечки сразу повышает аппетит, кислый запах лимона провоцирует активизацию работы слюнных желез, а шум морского прибоя успокаивает наши нервы и настраивает на благодушный лад.

Обоняние-важное чувство

В целом же, распознавание ароматов – это одна из высших функций работы нашей нервной системы, ее импульсы запускают работу других органов и систем нашего организма, что приводит к появлению тех или иных эмоций.

Потеряв способность к распознаванию запахов, человек становится раздражительным и злым, ведь это равноценно потере зрения или слуха и, соответственно, может привести к глубокой депрессии. Ниже мы разберемся с тем, как работает эта система чувств и что нужно сделать для недопущения ее дисфункции.

Как работает наше обоняние

Нос по праву считается главным органом обоняния. Одной из ее функций является восприятие витающих вокруг нас раздражителей. Оно не будет возможным без наличия и нормальной работы таких органов, как:

• Слизистая оболочка носовых ходов;
• Обонятельная луковица и нити;
• Кора головного мозга;
• Обонятельные нервы;
• Рецепторные клетки.

Место, где расположены рецепторы обоняния находится в районе пересечения верхнего носового хода и носовой перегородки с задней части назальной области. Его устилает обонятельный эпителий, который занимает площадь в 4 кв.см. Эти рецепторы обеспечивают передачу всех полученных сигналов в головной мозг, которые распознаются в его коре.

Рецепторы обоняния тесно связаны с отростками тройничных и обонятельных нервов, а именно:

• С дендритами, которые они похожи на палочки, обрамленные обонятельными ресничками;
• С аксонами, которые по своему виду очень похожие на нити.

Аксоны считаются центральными отростками нервных клеток. Они через ячейки решетчатой кости, которая расположена в полости носа, проникают внутрь черепа для того, чтобы присоединиться к находящейся на его основании обонятельной луковице. Она составляет отдельную часть головного мозга.

Таким образом, на вопрос, где расположен орган обоняния однозначно ответить невозможно.

Изначально функцию приема сигнала того или иного запаха берет на себя нос и находящиеся в нем рецепторы, а вот распознаванием запахов занимается наш головной мозг, вернее отдельный участок его коры, именуемый висцеральным мозгом, где находятся обонятельные анализаторы, регулирующую пищевую, эмоциональную, оборонительную и любую другу врожденную активность человека.

К другим его функциям относится регуляция гемостаза, поддержка вегетации, а также обеспечение нормального развития эмоций, памяти и волевого поведения у детей.

Поскольку нос – это орган обоняния человека, значит к его функциям относится регуляция темпа мышления , поскольку все составляющие его анализатора запахов участвуют, и в поведенческой реакции на то или иное событие, и в процессе запоминания, и в возбуждении и в прочей активности, исходящей из коры головного мозга. Во время формирования в мозгу ощущения запаха у человека учащается дыхание и пульс, а также повышается артериальное давление.

Нормальная чувствительность носа различает пару тысяч оттенков разных запахов, в то время как нюх животного различает более ста их тысяч. Но в то же время острота обоняния напрямую зависит от того, в какой физиологической форме пребывает человек и в какое время суток проводится проверка его анализаторов. Научно доказано, что острота ощущения запахов у людей появляется после пробуждения и тогда, когда они испытывают голод.

Причины ухудшения обоняния

Что такое обоняние и осязание это мы уже выяснили, теперь перейдем к тому, как исключить возможное снижение остроты этих необходимых органов чувств на протяжении всей своей жизни.

Обоняние развито у человека с самого рождения. Более того, считается, что младенец до года, больше информации воспринимает с помощью именно этого органа чувств. Но уже после года нос малыша значительно теряет свою чувствительность , поскольку работу по переработке информации включаются другие органы – зрение, слух, речь и т.д.

Согласно данных медицинских исследований обоняние человека медленно, но неуклонно снижается на протяжении всей его жизни. И виной тому необратимая атрофия их рецепторов.

Пожилые люди слышат окружающие их запахи гораздо хуже своих внуков. Тем не менее, это снижение является физиологическим, то есть нормой.

Потеря обоняния

Но иногда это чувство резко снижается по независящим от возраста причинам, которыми чаще всего выступают заболевания, локализующиеся там, где расположен орган обоняния. А именно :

• При наличии острых и хронических воспалительных процессов в носоглотке;
• При сезонных аллергиях, которые сказываются на многих органах чувств;
• При полипах и других новообразованиях на слизистой оболочке носовых ходов;
• При стоматологических проблемах;
• При приеме некоторых лекарственных препаратов;
• При авитаминозе;
• При интоксикации организма;
• После острого течения вирусного гепатита.

Кроме того, снижают функциональность рецепторов и некоторые тяжелые заболевания, в том числе и связанные с нарушениями в работе мозга и ЦНС (болезнь Альцгеймера, ДЦП, эпилепсия и т.д.).

Способы улучшения обоняния

Нормальное кровоснабжение органа обоняния позволяет продлить жизнь его рецепторам, отвечающим за сохранность у человека этого чувства. Тем не менее, его атрофия наступает тогда, когда им мало пользуются или не пользуются вовсе. Тренировать это чувство нужно постоянно, особенно при первых «звоночках», указывающих на его снижение.

• Тренировки;
• Специальные упражнения;
• Физиотерапевтические процедуры;
• Прием витаминов;
• Ведение правильного образа жизни;
• Своевременное лечение аллергий и ЛОР заболеваний;
• Создание для себя благоприятной среды обитания.

Неплохую тренировку дает посещение парфюмерного магазина или магазина специй и пряностей. Хорошо развивает нюх запах свежей выпечки, трав, эфирных масел.

Еще один способ того, как улучшить обоняние будет заключаться в его тренировке посредством включения в свой пищевой рацион щедро приправленных ароматных блюд. Хорошо развивает и стимулирует работу рецепторов запах свежесвареного кофе. Блюдце с кофейными зернами всегда должно стоять на вашей кухне – это не только будет стимулировать аппетит, но и спасет вас от плохого настроения с утра.

Важно тренировать обоняние постояно

Что касается физических упражнений, то к ним можно отнести ежедневную гимнастику лица, которая улучшит кровообращение в назальной области и прогревание ее синей лампой. Физиотерапевтические процедуры будут заключаться в промывании носа теплым раствором морской соли. В устранении возможных застойных явлений в носовых ходах и будет заключаться гигиена обоняния.

Считается, что снижение функций обонятельных рецепторов происходит при гипо- и авитаминозе , а также при недостатке цинка в организме . Именно поэтому свой пищевой рацион нужно обогатить красным мясом, чечевицей, шпинатом, орехами и другими продуктами, содержащими этот полезный минерал. Не стоит забывать и о регулярном приеме витаминных препаратов и пищевых добавок. К тому же рекомендуется вести здоровый образ жизни, постараться не находиться слишком долго в душны помещения с сухим воздухом, реже простужаться и своевременно устранять все воспалительные процессы в носу.