Человеческий нос — тонкий инструмент, помогающий человеку не только воспринимать ярко выраженные запахи, но и получать важную информацию об окружающей среде, в частности о людях, с которыми приходится взаимодействовать.
Благодаря обонянию человек может различать множество запахов, в том числе присущих специфическим возбудителям заболеваний или определенным реакциям организма на идущие в нем различные болезнетворные процессы. Читайте об этом подробнее в нашем материале.
Зачем людям обоняние
Эволюция млекопитающих долгое время шла под знаком усиления обоняния. Большинство зверей полагается в основном именно на способность различать запахи. А вот у приматов много миллионов лет назад на первый план вышло зрение. Наш вид тоже «визуал».
Впрочем, это не значит, что у обезьян напрочь отсутствует нюх. Может, они различают не так много запахов и чуют не настолько далекие объекты, как собаки, но и их способности довольно внушительны (а по сравнительно недавним оценкам, человек и вовсе может различать триллион запахов и даже брать след по запаху) — и их, во всяком случае, хватает для нужд самих приматов.
Хотя нельзя утверждать, что обоняние обезьян ухудшилось из-за развития зрения, зоркий и хорошо различающий цвета глаз все-таки компенсирует некоторые недочеты носа. Например, расширенный по сравнению со многими другими млекопитающими репертуар колбочек — клеток, способных воспринимать цвета, — позволяет отыскивать спелые плоды среди еще не готовых к употреблению, не нюхая их.
А что с общением? Хищные, копытные, грызуны постоянно оставляют запаховые метки. Человекообразные обезьяны этого, судя по всему, не делают — но это не значит, что от них ничем не пахнет и что они не чувствуют чужие «ароматы». Шимпанзе как минимум отличают мочу соплеменников от мочи чужаков, а гориллы не только распознают различные запахи на одежде, но и выражают отношение к пришельцам и членам семьи запахом собственного тела (снижая или повышая его интенсивность).
Получается, что обоняние важно для приматов и в социальном контексте. Ну а человек — примат, притом весьма социальный. Значит, в теории ему имеет смысл улавливать запахи конспецификов (других представителей собственного вида) и понимать их значение.
Вокруг «социального обоняния» человека существует множество мифов, и многие из них связаны с феромонами и половым поведением. Учитывая, насколько это болезненная тема и какие споры ходят вокруг термина «феромоны», лучше ее не касаться: ясности все равно не будет, а ошибки в повествовании запросто появятся.
К тому же вомероназальный, или якобсонов, орган, который вроде как должен воспринимать феромоны, у людей отсутствует. Он закладывается в эмбриональном развитии, но его протоки не открываются, и сам он дегенерирует еще до рождения. Попытки отыскать его у взрослых были, но безоговорочным успехом не увенчались.
Но для социальных животных значение имеют не только непосредственное общение особей и иерархия. Тесное соседство с особями своего вида чревато болезнями — если они заразные. Поэтому инфицированных индивидов надо как-то вычислять и обходить стороной — и (или) усиленно готовить иммунную систему к предстоящей схватке. Часто этому способствует внешний вид больных, но точно так же существует немало инфекций с инкубационным периодом, во время которого они внешне не проявляются.
Кроме того, опасен может быть не только сам организм, но и то, что он оставил после себя. Нас не просто так отвращает вонь рвоты и фекалий: обе субстанции могут содержать возбудителей заболеваний или принадлежать человеку, съевшему что-то незрелое либо отравленное. Примерно то же с гноем. И запах разлагающегося тела в норме не привлекает: мало ли от чего его обладатель умер.
Но существуют ли какие-то менее очевидные запаховые сигналы болезней, которые мы способны распознать? Или тонкости в оттенках уже известных «ароматов» заболеваний, по которым можно дифференцировать их возбудителей?
Диагностика носом
Судя по всему, запаховые сигналы болезней существуют. Нельзя сказать, что этому посвящено много исследований, — сказывается представление о людях как о слабых «нюхальщиках», — но они имеются и известны уже около тридцати лет.
Есть несколько городских легенд, согласно которым опытные сотрудники медицинских учреждений могут определить возбудителя кишечной инфекции еще до того, как его выявят с помощью посевов. Одну такую легенду в 1987 году проверили в больнице «Бирмингем Хартлендс» (в то время больнице «Ист Бирмингем»).
Дети нередко болеют гастроэнтеритом, который может быть вызван как ротавирусами, так и различными бактериями и простейшими. Понять, что стало причиной конкретного случая гастроэнтерита, только по симптомам не получается, нужно высевать фрагменты этого биоматериала на питательную среду и ждать, какие бактерии на ней вырастут, либо иммуноферментным анализом искать в нем молекулы, входящие в состав ротавируса.
Британские медики в ночные смены отбирали образцы кала маленьких детей с диареей (один из симптомов гастроэнтерита), разделяли каждый на несколько частей и делали их посевы, а также давали понюхать семи сотрудникам, работавшим в следующую смену — дневную. Сначала запах нужно было оценивать с закрытыми глазами, потом можно было посмотреть на биоматериал и на основании его внешнего вида и консистенции поменять мнение.
Всего так обработали 68 образцов от 23 детей. В 69 процентах случаев медсестры правильно определили, у кого ротавирус был, а у кого нет, только по запаху, не зная результатов посевов. Притом осмотр кала существенно не повлиял на мнение испытуемых относительно диагноза. Получается, что обоняние может помочь выявить причину гастроэнтерита, но полагаться только на него не стоит.
Сходное исследование провели двадцатью годами позже, в 2007 году. Тогда проверяли предположение, что у кала при диарее, ассоциированной с клостридией Clostridium difficile, есть особый запах.
В качестве диагностов привлекли 138 медсестер, которые считали себя способными этот запах выявить. Эксперименты проводили независимо в двух больницах Дейтона, штат Огайо.
В большинстве случаев (83 процента) медработники верно по запаху фекалий исключали наличие C. difficile у тех пациентов, у которых не было этой бактерии. Однако выбрать из образцов те, в которых есть клостридии, у испытуемых получалось немногим лучше, чем наугад — всего в 55 процентах случаев.
Такие результаты означают, что люди, скорее всего, все-таки могут определять по запаху некоторые болезни. Пользоваться этим в качестве основного диагностического средства не стоит, а в качестве дополнительного — почему бы и нет.
Ольфакторное знакомство
Хотя в работе 1987 года внешний вид кала не помог медсестрам идентифицировать скрытых в нем возбудителей гастроэнтерита, это не значит, что зрительная и обонятельная (ольфакторная) информация никогда друг друга не дополняют.
В рамках исследования 2017 года ученые из Лионского университета просили тридцать здоровых добровольцев оценить состояние восемнадцати других испытуемых, которым вводили либо бактериальные липополисахариды (имитация болезни), либо физиологический раствор (но некоторым людям могли сделать инъекцию и того и другого — разумеется, через существенный промежуток времени).
Липополисахариды, которые использовали в работе, содержатся в клетках патогенных бактерий, токсичны для нас и вызывают иммунный ответ, как минимум воспаление.
Предыдущие эксперименты показали, что запах тела человека, которому ввели липополисахариды, уже через несколько часов после инъекции становится неприятным для тех, кто его ощущает. Что еще интереснее, у тех, кто его почувствовал, активируются механизмы врожденного иммунитета, призванные защитить организм от бактерий. (Впрочем, это происходит даже после просмотра фотографий больных, без участия запаха.)
В работе лионских ученых испытуемые нюхали пот тех, кому ввели липополисахариды или физиологический раствор (пот собирали с помощью вшитых в одежду подушечек в течение 5 часов), и смотрели на фотографии этих людей, на которых они были запечатлены с нейтральным выражением лица. Фото были сделаны через два часа после инъекций.
Испытуемым нужно было указать, насколько они симпатизируют людям на фотографиях и были бы готовы с ними общаться. Их показывали одновременно с предъявлением запаха, но на него просили ориентироваться во вторую очередь. Кроме того (но испытуемые не знали об этом), часто в паре «фото-запах» один элемент принадлежал здоровому человеку, другой — «больному».
Те, кто получил порцию липополисахаридов, нравились другим меньше, чем люди, которым ввели безобидный физраствор. Если один и тот же человек представал перед испытуемыми в двух ипостасях, более дружелюбную оценку получала та фотография, что была сделана до встречи с бактериальными токсинами или после инъекции физиологического раствора.
Уровень симпатии несколько снижался, если параллельно с фотографией предъявляли запах «больного» (а не здорового) человека. Получается, что хотя на первое место в этом исследовании поставили зрительные образы, на их восприятие влияла и ольфакторная информация.
Пахнут ли нейрозаболевания
Инфекционный больной опасен для окружающих, но не все заболевания заразны. Имеет ли смысл распознавать их по запаху? Вероятно, и нет, но природа не спрашивает, нужно нам что-то или не нужно: она это просто дает.
По крайней мере, так получилось со «сверхобонятелем» Джой Милн (Joy Milne) из Шотландии. О своих способностях женщина узнала случайно — и по печальной причине.
В какой-то момент ей начало казаться, что от шеи мужа исходит мускусный запах. Через несколько лет у него обнаружили болезнь Паркинсона, и на занятии в группе поддержки пациентов с этим недугом и их родственников Джой почувствовала, что тот же запах присущ и другим больным с этим диагнозом. (Кстати, позже появилось подозрение, и оно уже проверено пилотными экспериментами, что женщина может «вынюхивать» и раковых больных.)
Позже ее способность определять по запаху пациентов с паркинсонизмом проверили в клинике. Джой дали понюхать пот двенадцати незнакомых ей добровольцев, у шести из которых диагностировали болезнь Паркинсона. Женщина верно выявила всех шестерых, но, кроме того, почувствовала, что мускусный запах исходит и от одного из здоровых испытуемых. Сначала это казалось ошибкой, но через восемь месяцев у него тоже выявили паркинсонизм.
Узнав об этом, манчестерские химики попросили Джой Милн помочь им выявить конкретные вещества, вызывающие характерный для носителя болезни Паркинсона запах. Они выделяли различные молекулы из кожного жира испытуемых с паркинсонизмом (43 человека) и сравнивали состав этой субстанции с таковым для здоровых людей (21 человек).
С помощью одного из методов хроматографии удалось определить, что у пациентов с болезнью Паркинсона в кожном сале меньшая концентрация периллового альдегида, чем у здоровых, а эйкозана — бóльшая. Содержание гиппуровой кислоты и октадеканаля у людей с паркинсонизмом тоже было выше, чем у прочих, но незначительно. Когда Милн дали понюхать эти вещества, она подтвердила, что их запах похож на тот, что она чувствует от больных паркинсонизмом.
Это не первая попытка связать нарушение работы нервной системы с исходящим от тела запахом. Еще в 1960-х годах сотрудники Медицинской школы Вашингтонского университета, зная, что некоторые пациенты с шизофренией могут иметь специфический запах, постарались идентифицировать это пахучее вещество: им оказалась транс-3-метил-2-гексеновая кислота.
Правда, другие группы исследователей многократно пытались найти разницу в концентрации этого вещества у здоровых и больных — и не смогли, эта кислота в одинаковых количествах содержится в поте тех и других. Так что стоит признать, что специфического «запаха шизофреника» все же не существует.
Лаборатория в носу
Даже если не все запахи болезней действительно присущи тем недугам, которым их приписывают, а «сверхобонятели» окажутся просто везунчиками, которым посчастливилось угадать правильный ответ, медицина уже получила от них пользу — новое направление мысли.
Ведь запахи — это то, что мы ощущаем благодаря конкретным молекулам, и их можно использовать в качестве маркеров того или иного недуга. Надо только их найти и связать с теми заболеваниями, с которыми они действительно ассоциированы.
Благодаря исследованиям «запаха клостридий» с участием медсестер уже удалось выявить, что инфекция Clostridium difficile «добавляет» в кал больных фураны, заражение Campylobacter «убирает» оттуда терпены, а ротавирусная инфекция приводит к тому, что в фекалиях появляется этилдодеканоат.
Известны источники запаха холеры, некоторых разновидностей рака (правда, уже на поздних стадиях, когда болезнь выявляется и другими способами) и ряда других болезней.
Там, где не хватает возможностей человеческого носа, на помощь могут прийти другие животные. Например, собаки выявляют рак, диабет, малярию и даже приближение эпилептических припадков, а гамбийских хомяковых крыс (на самом деле с крысами они только в дальнем родстве, да и с хомяками в целом тоже) тренируют выявлять туберкулез, нюхая образцы мокроты пациентов.
Быть может, полагаться на обоняние — тем более на такое, как у человека — в век молекулярной диагностики кажется глуповатым и несовременным. Однако никто не призывает пользоваться только им. Плюс именно сейчас вполне возможно проверить смутные обонятельные ощущения высокоточными методами. Да и прислушиваться к своему чутью в эпоху, когда разные «умные» приборы уже сильно оторвали человека от самого себя, точно не повредит, если подходить к этому с умом.
Автор: Светлана Ястребова