Нюхайте на здоровье

П андемия ковида привлекла интерес ученых к незаслуженно забытому обонянию, поскольку исследования, которые сейчас проводятся во всем мире, показали: снижение обоняния, которое наблюдалось у многих, перенесших ковид, через какое-то время может привести к депрессии. А если потеря обоняния не связана с перенесенными заболеваниями, то, как оказалось, это может быть симптомом, указывающим на развитие болезни Альцгеймера.

Мы встретились с ведущим научным сотрудником Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН кандидатом биологических наук Верой Вознесенской, руководителем практически единственной в России группы, которая специализируется на изучении обоняния. Она начала нашу беседу с рассказа о том, что важность обоняния для понимания состояния здоровья человека всегда недооценивалась.

— Долгое время доминировала концепция, что обоняние для человека не имеет большого значения. Людей относили к так называемым микросматикам. А макросматики — это животные, для которых обоняние играет важнейшую роль.

Но тем не менее около трех процентов нашего генома кодирует обонятельные рецепторы. Встает вопрос: зачем человеку такое количество обонятельных рецепторов? И вообще, что дает нам обоняние? Если подумать, то каждый из нас сможет ответить на этот вопрос. Например, для того, чтобы мы могли определять качество пищи. Во-вторых, чтобы предупреждать нас об опасности по запаху различных отравляющих веществ, скажем при утечке бытового газа. Есть данные, что если обоняние массово пропадает одновременно у большого числа людей, то растет количество отравлений. Фактически обоняние — это одно из оснований естественного отбора, особенно на ранних стадиях развития человечества.

— Я читала, что человек в принципе может различать примерно триллион запахов — как это подсчитали?

— В США есть такая лаборатория биоинформатики. Там на основе количества рецепторов, на основе принципов кодирования подсчитали, сколько и каких комбинаций возможно создать. И у них получилось порядка триллиона. Они опубликовали это в Science, следом за ними, буквально через несколько месяцев, другие биоинформатики пересчитали и подтвердили: да, в общем, до триллиона.

— А остроту ощущения запахов можно измерить?

— Да, есть понятие порогов чувствительности, существует набор тестовых запахов. У кого-то чуть ниже, у кого-то выше. Но на самом деле у людей они не так сильно различаются.

А вот у экспертов с особенно тонким обонянием, как правило, есть мутация в ткани обонятельных рецепторов. Так называемая точковая мутация. Плюс, конечно, опыт имеет значение.

— Можно ли обострить свое обоняние?

— Мы можем научить распознавать какие-то вещества, предъявляя их и говоря при этом, что, допустим, это запах жасмина, это запах розы и так далее. При этом используют как одиночные запаховые молекулы, вплоть до одной-единственной, так и композиции, например аромамасла. И эффективность процесса примерно одинаковая.

Проводя такие фактурные тренинги, мы можем обучить нос, и обоняние значительно улучшится. Собственно, такие методы применяли после ковида.

Но еще нужно иметь в виду, что многие вещи мы не осознаём. Дело в том, что у нас есть адаптация к запахам, которые постоянно находятся вокруг нас, и мы ощущаем только разницу, возникающую при смене обстановки. Вы почувствуете любой новый стимул, а постоянно действующим ароматам рецепторы и мозг говорят «стоп».

Например, мы адаптированы к запаху своего тела и чувствуем его, только если что-то меняется. Например, заболели, и тогда запах изменится.

— Но ведь есть люди, которые в принципе не чувствуют какого-то определенного аромата…

— Есть такая особенность у некоторых людей — аносмия, когда они вообще не чувствуют запахов. А когда не чувствуется всего лишь один запах, это означает отсутствие специфического рецептора всего на один одорант, чья молекула, попадая на другие рецепторы, вызывает совершенно другие ощущения.

Но обонятельный анализатор, в отличие от зрения и слуха, пластичен. У нас есть пул незрелых рецепторов, но они постоянно созревают, и фактически у нас постоянно идет обновление клеток обонятельной стенки. Например, были известные исследования запаха полового феромона хряка, которые для многих людей неприятен, из-за чего они отказываются есть свинину. Интересно, что в российской популяции — наша группа проводила такие исследования — 48 процентов женщин не чувствуют специфики свинины. Значит, у них отсутствует специфический рецептор к половому феромону хряка.

— Почему? Отсутствие или присутствие рецептора нас от чего-то бережет?

— Отсутствие рецептора означает, что для нас это не какой-то жизненно важный запах. Но достаточно пронюхивания какого-то запаха по девять минут в день в течение одной недели — и ощущение появляется.

Ведущий научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова РАН кандидат биологических наук Вера Вознесенская (слева) и корреспондент журнала «Стимул» Елена Николаева

Фото предоставлено Е. Николаевой

— Есть люди, которые первыми почувствуют запах гари и начнут эвакуироваться, а другие и после криков «горим!» обонятельно не отреагируют…

— Тут в первую очередь сказываются различия в самом периферическом звене обонятельного анализатора, а это генетика. Во-вторых, сказывается история обонятельных контактов, а еще есть различные вирусные инфекции, которые вызывают воспаления и поражают обоняние. Это, например, наблюдалось при ковиде. Это не прямое поражение обонятельного рецептора, это поражение поддерживающих клеток — воспалительный процесс.

Но у нас постоянно происходит прижизненный нейрогенез — процесс создания новых нейронов из нервных стволовых клеток, который замедляет старение мозга. Восстановительный потенциал обоняния тоже зависит от уровня нейрогенеза обонятельной луковицы. Причем обогащение среды запахов увеличивает нейрогенез.

И, как выяснилось в результате многочисленных исследований, потеря обоняния не безобидна: в течение пяти‒десяти лет после снижения обоняния может наступить депрессия. Но поскольку это не было таким массовым явлением, как после ковида, этому не уделялось достаточно внимания.

Это проявилось, в частности, в том, что, когда у многих людей после ковида стало исчезать обоняние, многие начали жаловаться на снижение качества жизни, на подавленное состояние. И первое проявление этого — пища стала ощущаться как невкусная. А нам ведь нужна некая доза положительных эмоций ежедневно, чтобы чувствовать себя хорошо. И вкусная пища вызывает удовольствие. А ведь половина вкуса — это запах. И это не только то, что мы ощущаем носом, процесс идет и в ротовой полости — у нас есть так называемое ретроназальное обоняние, когда воздух поступает опять на рецепторы уже из ротовой полости: если даже закрыть нос, все равно начинается процесс метаболизма.

— Вы уже упомянули о том, как мы привыкаем к запаху своего тела. А от чего зависит наш личный запах и почему он такой, какой есть?

— С одной стороны, он, конечно, генетически детерминированный, с другой стороны, наш запах — это то, что мы едим, пьем и вдыхаем. Кроме того, если меняется физиологический статус, например наступает беременность, лактация, то, конечно, гормональный статус меняется и меняется запах.

— Много пишут о выявлении онкологии на ранних стадиях с помощью собак, которых учат распознавать зарождающуюся опухоль… И как натаскать собаку, если сам не понимаешь, что это за запах?

— Допустим, мы имеем десять-двадцать больных на первой стадии. Берем образцы их запаха из разных источников — это может быть смыв с кожи или слюна, выдыхаемый воздух или, например, секрет апокриновых желез (подмышечные впадины), моча или какие-то другие выделения. Далее мы смешиваем образцы, чтобы убрать индивидуальные различия и оставить только нужный признак, чтобы собака понимала, что от нее хотят. Таким образом, чем больше образцов мы смешиваем, тем лучше. Причем желательно в выборке иметь группу, близкую по возрасту, потому что собаки могут еще и по возрасту различать. Таким образом, сначала изучается специфический сигнал, что называется, генерализация сигнала. А потом уже собака умеет находить его индивидуально.

А почему собаки? Потому что у собак рецепторов в два раза больше, чем у человека, хотя и не так много, как у каких-то других млекопитающих, например у африканского слона. Но у собаки их небольшой объем компенсируется очень большой площадью обонятельного эпителия. То есть у них может быть сто рецепторов одного и того же типа. За счет этого появляется очень низкий порог срабатывания. И у разных пород эти данные варьируются.

В США Джордж Прети провел успешные исследования по обнаружению запахов, указывающих на наличие рака яичников, с помощью чувствительных биологических и аналитических датчиков. Но пока биодетекторы, то есть собаки, в этом смысле незаменимы.

Бладхаунд – представитель гончей группы. Собака-следопыт, обладатель феноменального нюха

Wikipedia

— Пишут, что согласно различным исследованиям, мужчины и женщины определяют подходящего партнера по запаху. То есть выбор основывается не столько на внешности или богатом внутреннем мире…

–Такие гипотезы действительно высказываются. Наиболее вероятно, что огромную роль в этом играет комплекс гистосовместимости — MHA*. Это семейство таких генов, которые локализованы в шестой хромосоме человека. Там локализовано достаточно много генов, и они оказывают очень большое влияние на индивидуальный запах.

При этом в разных странах проводилось довольно много исследований на сходность гистосовместимости комплекса MHA. Выяснилось, например, что в Швейцарии в небольших поселениях люди выбирают отличающийся запах, а в мегаполисах — сходный.

Но жестких доказательств таких предпочтений в паре пока нет, вероятно, всё гораздо сложнее.

— При этом есть ароматы духов с описанием «чувственные», «свежие». Есть ароматы, которые ассоциируются с молодыми женщинами, и те, что с женщинами постарше.

— С возрастом собственный запах меняется, появляются самые разные заболевания, меняется само восприятие. Бывает, заходишь в дом к пожилому человеку и там чувствуешь специфическое смешение запахов.

–- Среди исследований были и такие, результаты которых показали, что ароматы считаются чуть ли не лучшим способом закреплять информацию в памяти человека.

— У нас есть нейроанатомические связи. Попадает запах в нос — на выстилку — на рецепторы, рецепторы сразу передают информацию в передний мозг, обонятельная луковица имеет прямую связь с венерической системой мозга, с миндалевидным комплексом, который участвует в регуляции эмоций.

То есть ароматы открывают прямую дорогу к эмоциональному состоянию. У них прямая связь с гиппокампом, прямое воздействие на память. И получается, что факторная память, обонятельная память у нас самая эмоциональная, самая сильная.

— Хочешь запомнить мгновение, добавь в него аромат.

— Да, транслируя информацию, можно давать какой-то запах. Спустя время повторить аромат, и человек, скорее всего, вспомнит то, что с ним связано.

— Можно ли впоследствии событие отвязать от запаха?

— Для этого нужно какое-то очень сильное негативное воздействие, прямо противоположное. Но у нас обычно цветочные запахи связаны, например, с мамой и вообще у ребенка — с комфортной ситуацией. Все, что было милое со всеми сопутствующими запахами, идет со знаком плюс. Для ребенка запахи, которые ассоциируются с приятными событиями, становятся знаковыми.

— Ученые проводят исследования, защищают диссертации, получают оценку экспертного сообщества. А дальше что? Результаты кладутся на полку?

— Прикладное применение все-таки случается. Давайте представим себе офис — ведь не все равно, сколько там находится работников, какова вентиляция и концентрация запахов, потому что это может влиять на гормональный статус. Например, когда в США появились первые публикации, бизнес был счастлив, потому что ему дали рекомендацию, сколько кубов воздуха должно постоянно замещаться, какая должна быть вентиляция, чтобы это положительно отразилось на результатах трудовой деятельности, — появилось понятие экологии рабочего места.

С 2016 по 2018 год мы работали над проектом Российского научного фонда и до сих пор его доделываем: как запаховая среда влияет на физиологический статус и когнитивные процессы человека. И там мы как раз объясняли, что экология рабочего места для ряда специальностей имеет огромное значение — для диспетчера, например.

— А как и почему вы занялись ароматами?

— Случайно. Хотя, как говорится, любая случайность закономерна. Я окончила Московский университет, кафедру высшей нервной деятельности. Защищала диссертацию о влиянии пептидов на когнитивные процессы. Это был год примерно 1987-й, и было очень сложно найти место работы в науке. И так получилось, что я попала в эту группу химической лаборатории нашего института.

— Чем они тогда занимались, какие задачи стояли?

— Директором института был тогда академик Соколов. Он же заведовал лабораторией, в которую я попала, и он же в нашей стране считается основателем химической, или обонятельной, коммуникации. Коммуникации как раз при помощи запахов. В исследованиях в основном участвовали животные, и это были феромоны. У человека на сегодняшний день не определена химическая структура феромона. Если он будет определен, это будет сенсацией.

— А откуда тогда слово «феромон» появилось в описании духов?

— Термин пришел из сельского хозяйства. За рубежом и у нас, еще в советское время, в сельском хозяйстве активно использовался половой феромон кликал. Например, стоит задача получить новое потомство у стада свиней. Их опрыскивают, привозят лучшего хряка, проходит покрытие — и никаких сбоев, все одновременно покрыты, у всех почти одновременно появляется потомство. Очень удобно.

— То есть феромоны у людей пока не определены?

— С феромонами та же история, что и с гомеопатией. Почему, казалось бы, работает гомеопатия или срабатывают опыты с плацебо — таблетками-пустышками? Когда человек во что-то верит, он психологически настраивает на это все свои системы. Считает, что выздоравливает. и это зачастую мобилизует возможности его организма и способствует выздоровлению.

— Когда говоришь о манящих ароматах, неизбежно вспоминаешь Зюскинда и его «Парфюмера». «Эликсир любви» — ведь именно его он собирал с юных девушек. Этот его способ забрать запах, сохранить его — он действительно рабочий? Он же этих женщин вымачивал, обматывал, сжимал, выжимал — эссенцию делал.

— В современных исследованиях образец запаха — это секрет потовых желез, то есть подмышечной впадины, собирают его очень просто: на двадцать четыре часа крепятся специальные прокладочки, и аромат фиксируется. Но при этом нельзя пользоваться традиционными моющими средствами, есть единственное разрешенное мыло без каких-либо отдушек.

— То есть аромат человека собрать с него самого действительно можно?

— Берется образец запаха, а дальше просто делается спиртовая экстракция. Технология очень простая. У меня в ближайшее время будет аспирантка защищать диссертацию — как раз о влиянии мужского запаха на секрецию лютеинизирующего гормона**. Усиление пульсации или замедление. Каждые пятнадцать минут мы берем образцы слюны, так же как на генетический тест, и смотрим концентрацию лютеинизирующего гормона в слюне. И смотрим гидрокортизон***, то есть определяем, стрессует человек или нет. Причем в разные периоды состояния женщины. И определяем, каким образом влияет — не влияет и так далее. Например, в овуляционную фазу запах отличается, и исследования показывают, что мужчины находят более привлекательным запах женщины в этой части цикла.

— Разве этот аромат не является феромоном одновременно, возбудителем для мужчины?

— Да, у человека есть гормональные ответы. Но человек все-таки не животное. У него нет такой детерминированной реакции на стимул. При этом феромоны — это все-таки не только про размножение, как принято думать, феромоны — это в целом про взаимодействие, например ребенка с матерью. Материнские феромоны — это очень важный жизненный аспект. Есть запах ребенка. И запах матери.

Считается, что феромон полифункционален — у него есть одна функция, половая, а во взаимодействии с ребенком, например, совершенно другая.

Есть замечательное исследование, сделанное под руководством Бенуа Шаала из Национального научно-исследовательского центра во Франции. Было установлено, что секрет желез Монтгомери (это фактически ореол вокруг соска) — это их запах, а запах выделяемого молока, что называется видоспецифичен. Там содержится вещество, которое улавливается обонятельными рецепторами ребенка. Ребенку просто дают понюхать, и даже если матери нет рядом, он делает сосательные движения. Выходит, что в запахе женского молока потенциально содержится феромон. То есть он специфичен для человека. И все дело в том, что он подходит любому ребенку.

Если удастся точно идентифицировать химическую структуру этого вещества — вы понимаете, какое будет приложение на практике? У нас же не все вскармливаются молоком матери. Но бывает, что ребенок не очень хорошо принимает искусственную смесь — вкус, запах… И использование этого вещества может привлечь ребенка к искусственной смеси.

— Говорят, маме, перед тем как уехать, нужно поспать с игрушкой ребенка, и она сохранит запах мамы. Малышу будет спокойнее.

— Да, чтобы он испытывал ощущение комфорта. Так что с малышами просто. А что касается человека, то какие-то половые возбудители — они достаточно сложные.

— Есть ли аромат, способный развернуть толпу? Сменить агрессию на какую-то другую эмоцию? Включить аромат ванильки, и вот уже люди задумались о булочке с чаем.

— Такие работы велись. И даже финансировались Пентагоном. Но они искали, наоборот, совершенно отвратительные запахи, которые делали бы нахождение людей в таком месте просто невозможным.

Электронный нос SpiroNose от компании Breathomix (Нидерланды) для анализа воздуха, выдыхаемого пациентами с онкологическими заболеваниями

breathomix.com

— А к вам обращаются какие-то компании? Есть запрос на ваши разработки?

— Запросов у нас пока нет. Но Россия — это свободная ниша, пока никто этого не делает, но все равно не сегодня завтра бизнес поймет важность контроля за запахами.

— Я так поняла, что ковид добавил денег и внимания к теме обоняния. Грантов точно стало больше?

— У них там — да, резко стало больше.

— Какие ставятся задачи грантодателями? Куда направлено большинство грантов, устремлений, групп, которые работают по миру?

— Это медицинская диагностика по запахам. Это устранение неприятных запахов. Или таргетированное устранение пусть не неприятных, а каких-то конкретных запахов. Я вам приведу пример. Например, человек бросает курить. Но запах табачного дыма, запах табака и, как это ни странно, запах кофе и слегка скошенной, подсушенной травы вызывает желание закурить. Триггеры очень сильные. И ему их надо убрать. Это облегчает ему процесс бросания. Многие бросают курить, потом вдруг срываются через какое-то время в определенной ситуации. Потому что запах работает как триггер.

— А над чем еще работают ученые?

— Над биоэлектронным носом. Как это работает: помещают молекулы запаха, они взаимодействуют и, например, изменяют электрическое поле, то есть возникает определенный сигнал. Или, например, используют еще другой тип электронного носа — это быстродействующий хроматограф, вы могли его видеть в аэропорту. Бывает, сотрудники охраны просят человека отойти в сторонку, проводят вроде бумажечкой по рюкзачку или сумочке. Подносят к быстродействующему устройству и проверяют на наркотики и взрывчатку.

— То есть уже в ближайшем будущем робот может зайти на территорию распознавания запахов?

— Робот уже распознаёт. Но не все. Как только все рецепторы человека будут расшифрованы и мы их подсадим биороботу — тогда да.

— Значит ли, что он сможет заменить величайших парфюмеров, сомелье — все эти «острые носы»?

— Для профессионала в этой сфере важно не просто распознавать запахи, а давать гедонистическую оценку — приятно-неприятно.

— Однако недавно проводилось исследование, в котором нейросеть попросили сгенерировать «аромат, который будет нравиться всем». Получившийся коктейль действительно понравился группе тестировщиков. То есть для того, чтобы создать универсальный аромат, не нужно иметь особый нос, нужно лишь исходить из сложившейся логики?

— Это будет работать для конкретной популяции. Под популяциями я имею в виду группы людей, объединенных каким-то признаком: например, предпочтения жителей мегаполиса вроде Москвы и жителей сельской местности различаются. Важно, чтобы каждый в популяции узнавал один и тот же аромат. Мы делали единственное, пожалуй, такое исследование в России: сравнивали популяцию Москвы и сельской местности — взяли в Ивановской области, потому что нам нужна была довольно большая выборка, двести-триста человек, а в этой местности есть художественное училище и много студентов. И там мы обнаружили, что популяция Москвы не узнает, например, запах сирени. А жители сельской местности ее знают.

— Какова была цель этого исследования?

— Мы адаптировали медицинский тест для оценки обоняния, и было важно определить набор запахов, которые были бы хорошо узнаваемы. Дело в том, что такие тесты примерно за восемь-десять лет до видимых изменений могут прогнозировать болезнь Альцгеймера. При болезни Альцгеймера за несколько лет идет резкое падение обоняния. И в определенном возрасте пациентов надо регулярно тестировать на обонятельную память, потому что самые первые нарушения начинаются именно с обонятельной памяти. При этом в повседневной жизни еще все хорошо, еще ничто не говорит о том, что болезнь близко.

А поймать болезнь на ранней стадии очень важно, потому что есть методы замедления. Ультимативных методов лечения на данный момент нет, но есть методы замедления, позволяющие отодвинуть это заболевание лет на десять.

* Главный комплекс гистосовместимости (англ. MHC — major histocompatibility complex) — большая область генома или большое семейство генов, обнаруженное у позвоночных и играющее важную роль в иммунной системе и развитии иммунитета.

** Лютеинизирующий гормон необходим для нормальной работы репродуктивной системы. В женском организме стимулирует секрецию яичниками эстрогенов, а пиковое повышение его уровня инициирует овуляцию. В мужском организме стимулирует интерстициальные клетки Лейдига, вырабатывающие тестостерон.

*** Гидрокортизон — это гормон, который образуется в коре надпочечников. Регулирует стресс в организме, воздействуя на уровень артериального давления, обмен белков, жиров и углеводов.