Что такое орган обоняния. Орган обоняния человека. Функции органа обоняния. Описание сложного процесса

Обоняние I Обоня́ние (olfactus)

вид чувствительности, направленной на запахов; осуществляется обонятельным анализатором. Периферическая часть обонятельного анализатора представлена рецепторными клетками (обонятельным эпителием), расположенными в слизистой оболочке верхнезадней части полости носа (Придаточные пазухи носа), в области верхней носовой раковины и прилежащей к ней части носовой перегородки (у человека их насчитывается около 10 млн., у собаки-овчарки - свыше 200 млн.), и обонятельным нервом, образованным аксонами рецепторных клеток. Обонятельный заканчивается в обонятельной луковице, где расположены обонятельные нейроны второго порядка. Их аксоны связаны с различными отделами так называемого обонятельного мозга, представляющего часть полушария большого мозга в области его нижней и медиальной поверхностей. У человека О. играет значительно меньшую роль, чем у животных и чем другие виды сенсорного восприятия - и слух. Его роль возрастает при слепоте и особенно слепоглухоте; при этом наблюдается компенсаторное развитие обонятельной чувствительности, выраженной к анализу запахов, обонятельной памяти.

Рецепцию пахучих веществ осуществляют рецепторные клетки. Их периферические отростки снабжены булавовидными утолщениями, заканчивающимися пучком тонких обонятельных волосков (жгутиков, или ресничек), погруженными в слой слизи. Обонятельные волоски увеличивают общую поверхность обонятельных клеток в десятки раз. Первичное взаимодействие молекул пахучих веществ с рецепторными клетками включает несколько последовательных этапов: пахучее вещество по воздуху доставляется к поверхности обонятельного эпителия, растворяется в слое слизи и связывается с рецептивными участками на поверхности обонятельного эпителия, образуя комплексы с компонентами цитоплазматической мембраны клеток. При этом изменяется ионная мембраны клеток и развивается . Сигналы рецепторных клеток по нервным волокнам поступают в , где происходит формирование впечатления о характере запаха (качестве, силе), его и др. Многие вещества, обладающие резким запахом (например, муравьиная и уксусная кислоты), наряду с обонятельным оказывают действие, раздражающее чувствительные волокна тройничного нерва, что обусловливает специфику формирования ощущения запаха. Обонятельные раздражители рефлекторно могут также изменять частоту дыхательных движений и пульса, . Представляет интерес феномен так называемого гематогенного обоняния (появление ощущения запаха после введения в раствора пахучего вещества), механизм которого еще недостаточно изучен.

Для многих пахучих веществ определен восприятия (так называемый порог обоняния), т.е. минимальная вещества, способная вызвать реакцию обонятельного анализатора (порог узнавания, когда воспринимается качество запаха, обычно лежит несколько выше порога О.). Пороги О. для многих веществ очень низки. , например, ощущает одного из изомеров тринитробутилтолуола (запах искусственного мускуса) в концентрации около 5․10 -15 г/мл (или 10 7 молекул в мл ); для ванилина порог составляет 5․10 -13 г/мл (или 2․10 9 молекул в 1 мл ). О. у человека значительно выше порога О. у животных (например, у собак порог О. к масляной кислоте составляет около 10 4 молекул в 1 мл , а у некоторых насекомых к половому феромону - около 10 3 молекул в 1 мл ). В норме порог О. у человека претерпевает колебания в зависимости от времени суток и физиологического состояния. Изменения О. наблюдаются у женщин в течение менструального цикла или в процессе терапии половыми гормонами. к запахам уменьшается с возрастом. Иногда у здоровых людей с нормальным О. наблюдается заметное понижение чувствительности к определенному пахучему веществу или небольшой группе веществ, например к мускусным запахам. Этот феномен, носящий название избирательной, или специфической, аносмии, определяется, по-видимому, генетическими факторами. Изменение остроты О. может быть вызвано и фармакологическими средствами. Длительное воздействие раздражителей на обонятельный может привести к развитию адаптации О. После раздражения обонятельного анализатора повышается порог О. к раздражающему веществу (прямая, или гомогенная, ) и в меньшей степени к другим пахучим веществам (перекрестная, или гетерогенная, адаптация).

Для исследования обонятельной функции используют качественную и количественную ольфактометрию. Качественную ольфактометрию с помощью наборов пахучих веществ, воздействующих на обонятельную (например, фенилэтиловый спирт, эвгенол, цитраль), вкусовую (пиридин, хлороформ) и другие виды чувствительности, применяют для определения способности человека воспринимать и различать запахи. Количественную ольфактометрию провозят для определения порога О., времени адаптации и восстановления обонятельной функции с помощью ольфактометров, позволяющих дозировать интенсивность и длительность действия пахучего вещества.

Нарушения О. могут быть периферического и центрального происхождения. В первом случае они обусловливаются патологическими процессами в полости носа, в т.ч. в обонятельном эпителии; во втором - поражением обонятельного анализатора на более высоком уровне. Нарушения О. весьма разнообразны. Снижение восприятия запахов () вплоть до полной его утраты () наблюдается при хроническом рините, озене, полипозе носа, атрофии слизистой оболочки полости носа в старческом возрасте, искривлении носовой перегородки, в т.ч. врожденном, других пороках развития носа, при недоразвитии обонятельного анализатора, поражениях ц.н.с. токсического характера (например, при длительном воздействии на бензола и его производных, титана), опухолях головного мозга, нарушениях мозгового кровообращения и др., а также при лучевой болезни. Обостренное О. () развивается при дисфункциях как периферического, так и центрального отделов обонятельного анализатора; она может сопутствовать вегетососудистой дистонии, гипоталамическому синдрому. Возможны извращения восприятия (), обонятельные , чаще всего в виде дурного запаха (), неспособность различать запахи (нарушение дифференциации) и узнавать их (нарушение идентификации, или обонятельная ), а также запаха на стороне, противоположной раздражению (). и обонятельные галлюцинации являются симптомами нейродинамического характера, отличаются нестойкостью и обычно сменяются другими нарушениями обонятельной функции (гипосмией, аносмией, нарушением дифференциации).

Различные варианты нарушений О. следует учитывать при топической диагностике поражений головного мозга. В частности паросмия связана с патологией обонятельных путей и центров, расположенных в основном в медиальных отделах передней черепной ямки (обонятельной луковицы, обонятельного тракта, обонятельного треугольника, переднего продырявленного вещества); аллоэстезия наблюдается при разрастании соединительной ткани в пределах обонятельной луковицы, обонятельного тракта, вследствие чего нервные импульсы по комиссуральным волокнам переходят в противоположное полушарие. Нарушения узнавания и различения запахов возникают при поражениях нервных образований, расположенных в средней черепной ямке (крючка, гиппокампа, парагиппокампальной извилины). Нарушение узнавания запахов и обонятельные галлюцинации могут наблюдаться при эпилепсии. Обонятельные галлюцинации, паросмия и обонятельная агнозия возникают при патологическом процессе в области коркового отдела анализатора. Незначительная гипосмия и выраженная обонятельная агнозия характерны для опухолей теменной и заднелобной областей. височной доли, кроме того, вызывают обонятельные галлюцинации.

Библиогр.: Благовещенская Н.С. Топическое значение нарушений слуха, вестибулярной функции, обоняния и вкуса при поражениях головного мозга, М., 1962, библиогр.; Кронштейн А.А. Обонятельные позвоночных, Л., 1977, библиогр.; Гринберг Г.И. и Засосов Р.А. Основы физиологии и методы функционального исследования слухового, вестибулярного и обонятельного анализаторов. Л., 1957, библиогр.

1. Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. - М.: Советская энциклопедия. - 1982-1984 гг .

Смотреть что такое "Обоняние" в других словарях:

Обоняние ощущение запаха, способность определять запах веществ, рассеянных в воздухе (или растворенных в воде для животных, живущих в ней)[источник не указан 672 дня]. У позвоночных органом обоняния является… … Википедия

обоняние - способность ощущать пахучие вещества, воспринимая их как запахи. Химические вещества, распространяемые в виде пара, газа, пыли и прочего, попадают в полость носа, где взаимодействуют с соответственными рецепторами. Кроме хеморецепторов, в… … Большая психологическая энциклопедия

См … Словарь синонимов

ОБОНЯНИЕ, обоняния, мн. нет, ср. 1. Одно из пяти внешних чувств, способность к ощущению и распознаванию запахов. Тонкое обоняние. Органы обоняния. 2. Действие по гл. обонять (редк.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

Восприятие организмом посредством органов обоняния определённых свойств (запаха) разл. веществ, присутствующих в окружающей среде. Животные, населяющие сушу, воспринимают пахучие вещества (ПВ) в виде паров, а обитатели водоёмов в виде водных р… … Биологический энциклопедический словарь

обоняние - ОБОНЯНИЕ, нюх, чутье ВДЫХАНИЕ, нюхание книжн. ОБОНЯТЬ, вдыхать/вдохнуть, нюхать/понюхать … Словарь-тезаурус синонимов русской речи

ОБОНЯНИЕ, восприятие запахов. У человека и высших животных осуществляется посредством хеморецепторов, расположенных в слизистой оболочке носовой полости, сигнал от которых поступает в обонятельные центры головного мозга. Животным служит для… … Современная энциклопедия

Восприятие запахов, вид хеморецепции. У человека и высших животных осуществляется посредством обонятельного анализатора (рецепторные нервные клетки слизистой оболочки носовой полости, обонятельные нервы и обонятельные центры головного мозга).… … Большой Энциклопедический словарь

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 - процесс восприятия запахов веществ. Элементы, воспринимающие запахи веществ, расположены в слизистой оболочке верхней и отчасти средней носовых раковин. Эти элементы представлены обонятельными клетками, рецепторами.

Строение органов обоняния человека

Рецепторные клетки имеют короткие (15-20мкм) периферические отростки и длинные центральные. Тела этих клеток находятся в толще слизистой, поверхность которой составляет 240-500мм 2 . Обонятельные рецепторы составляют орган химического чувства. У человека их около 40млн., а у собак, например, во много раз больше (около 225млн.). Этим объясняются высокие способности собак улавливать запахи.

Периферические отростки обонятельных клеток заканчиваются булавовидными утолщениями. Эти утолщения на своей вершине содержат 10-12 заостренных волосков, состоящих из 9 пар нитей. Обонятельные волоски являются своеобразными антеннами, активно взаимодействующими с молекулами пахучих веществ.

Считается, что молекулы пахучих веществ оседают на поверхности слизистой носовых раковин и растворяются в секрете желез, которые тоже расположены в слизистой носа. Растворенные таким образом вещества раздражают обонятельные волоски и булавовидные утолщения. Отсюда импульсы поступают по обонятельным нервам в центры обоняния головного мозга, расположенные в промежуточном мозге и коре. Там формируется ощущение запаха вдыхаемых веществ.

Система обонятельных рецепторов, обонятельных нервов и центров обоняния составляет анализатор обоняния. Этот анализатор менее важен для жизни человека, чем зрение и слух. Утрата обоняния проявляется в невозможности ощущать запахи веществ в воздухе (а они могут оказаться небезразличными для здоровья), распознавать испортившуюся пищу. Для работников парфюмерной, пищевой промышленности, сферы питания утрата обоняния может стать причиной смены профессий.

Представьте на пару минут, что вы не ощущаете запахов. Жизнь становится совсем неинтересной, не радуют цветы, ведь их внешний вид без благоухания не дает ожидаемого эффекта. Кухня - и та без ароматов становится какой-то чужой. Что же отвечает за обоняние? который дает возможность человеку ощущать жизнь со всеми ее прелестями.

Строение носа

Человек ощущает запахи благодаря носу. Прежде чем вести разговор об обонянии, следует разобраться, что представляет собой данный орган. Ведь его полость выполняет очень важную функцию - она очищает воздух от пыли и ненужных частиц. Понимать, как весь этот процесс происходит, можно только тогда, когда известно человека. Анатомия его такова:

• У входа расположены маленькие волоски. Именно они и являются своеобразным барьером, предотвращающим попадание чужеродных частиц и пыли.
• Бокаловидные железы - тоже своеобразные защитники человеческого организма, так как выделяют слизь. Она, в свою очередь, характеризуется антисептическими свойствами, благодаря которым происходит уничтожение болезнетворных бактерий. Кроме того, слизь предотвращает попадание сухого и холодного воздуха в организм человека.
• - это четыре стенки: нижняя, верхняя, медиальная, латеральная.
• Зона, где находится большое количество кровеносных сосудов.
• Костно-хрящевая перегородка. Она делит носовую полость на две равные части. Ее искривление может привести к затруднению дыхания.

Мы рассмотрели строение носа человека. Анатомия данного органа имеет свои особенности. От правильности его строения зависит многое.

Обобщив все вышесказанное, сделаем вывод о том, что нос состоит из двух частей: наружного отдела и носовой полости. Данный орган выполняет следующие функции:

• защитную;
• резонансную;
• обонятельную и другие.

Немного об обонянии

Обоняние - это особое чувство, позволяющее реагировать на ароматы. Пахучие вещества действуют на верхнюю часть слизистой оболочки носа, где находится обонятельный нерв. Говоря проще, обонянием можно назвать способность чувствовать запахи. Каждый человек воспринимает их по-разному, вот поэтому специалисты и выделяют три группы людей:

• Макросматики - имеют тонкое обоняние, чувствительны к ароматам. Они могут различить все существующие оттенки запахов.
• Микросматики - им на определение насыщенности аромата потребуется немного времени. По статистике, таких людей больше всего.
• Аносматики - люди, которые вообще не чувствуют запахов. Их количество невелико.

Описание сложного процесса

Распознать запахи - задача не из легких. И то мнение, что мы воспринимаем ароматы с помощью носа, обманчиво. Этот орган только помогает нам вдыхать. После этого воздух попадает на обонятельный эпителий. На нем находятся нейросенсорные клетки. Они очень активно реагируют на присутствие запаха и посылают импульс в разные части головного мозга: в обонятельную кору, гипоталамус, гиппокамп. Только после этого человек начинает осознавать запах, запоминать его и идентифицировать. Кроме того, гипоталамус может сохранять ассоциативную память. Именно благодаря ей запахи нередко порождают определенные воспоминания.

Обоняние - это возможность запоминать большое количество запахов и классифицировать их. Почему так происходит? Ученые высказали следующее мнение. Обонятельные нейроны содержат большое количество (примерно около тысячи) рецепторных белков. Каждый рецептор имеет только один белок и отвечает за определенный запах. Обонятельных нейронов у человека имеется десять миллионов, и каждый из них обладает большим количеством рецепторов. Так что благодаря мы можем распознавать огромное количество запахов, но по отдельности.

Обоняние пропало

Иногда случается так, что обоняние человека исчезает или ухудшается. Почему так происходит? Чаще всего это связано с поражением слизистой оболочки носа или внутричерепными процессами. Согласитесь, что потеря обоняния, так же, как и потеря вкуса, - не очень приятная ситуация для человека. Что же является причиной возникновения подобной проблемы?

• Набухание слизистой оболочки носовой перегородки. Это происходит вследствие наличия таких заболеваний, как ОРВИ, ринит, синусит, а также при искривлении перегородки, аллергии, наличии носовых полипов.
• Нарушение секреции слизистой оболочки. При этом реснички, благодаря которым улавливаются запахи, погружены в секрет.
• Нарушение работы обонятельного нейроэпителия. Это происходит при вдыхании токсических веществ, острых инфекциях.
• Черепно-мозговые травмы.
• Опухоли.
• Прием нейротоксических препаратов.
• Некоторые врожденные заболевания.
• Нейрохирургическое вмешательство.
• Нарушение функционирования рецепторов.
• Недоразвитие обонятельных путей.
• Курение.
• Возрастные изменения.

Возвращаем чувство обоняния

Если утеряна возможность распознавать запахи, ее следует вернуть. По статистическим данным, чаще всего отсутствие обоняния возникает вследствие простудных заболеваний, наличия полипов. Одним словом, когда появилось механическое препятствие, которое не дает наслаждаться ароматами. Исходя из причины, следует принимать решение о том, как вернуть обоняние.

При заболеваниях слизистой оболочки врачи действуют следующим образом:

• Ликвидируют все факторы, которые вызвали потерю обоняния.
• В индивидуальном порядке прописывают медицинские препараты.
• Назначают физиопроцедуры.
• При необходимости используют хирургическое лечение.

Терапия и питание

Не всегда при появлении проблемы человек стремится пойти к врачу, в большинстве случаев он пытается сам найти ответ на вопрос о том, как восстановить обоняние. Чаще всего в домашних условиях лечение приносит успех в том случае, если у вас простой ринит.

При простуде слизистая жидкость накапливается постепенно. Но на появление слизи оказывает влияние и питание. Если в вашем рационе большое количество крахмалистых продуктов или пищи, прошедшей термическую обработку, обоняние может покинуть вас. Если это произошло, то первое, о чем следует позаботиться, - изменение режима питания. На время лечения можно перейти даже на вегетарианскую пищу или просто отказаться от жирного мяса. Кроме того, вам придется ограничить употребление молока и картофеля, а также исключить из рациона питания кондитерские и хлебобулочные изделия, все жирное и копченое, сахар.

Лечебные ванночки

Для того чтобы восстановить обоняние, необходимо придерживаться определенной последовательности при лечении:

• Размягчите слизь. Для этого рекомендуется сделать паровую ванночку. Еще она поможет очистить легкие и бронхи. Трех процедур по 15-20 минут будет вполне достаточно. Помните, что если у вас сухая кожа лица, перед проведением процедуры нанесите на нее крем.
• Для большей эффективности пара добавьте в водичку молодой укроп, шалфей, мяту или крапиву.
• Наклоняетесь над ванночкой, укрываете полотенцем голову. Вдыхаете носом, выдыхаете через рот.
• После ванночки принимаете душ, но голову не мочите.
• Разомните тело. Для этого можете помахать руками, ногами, сделать наклоны и вращения головой, туловищем.

Народное средство для устранения проблемы

Как восстановить обоняние? Можно прибегнуть к советам народной медицины. Прекрасно помогут избавиться от слизи следующие средства:

• Берете 150 грамм хрена, измельчаете его на терке, добавляете сок двух или трех лимонов. Смешиваете. Два раза в день натощак принимаете по одной чайной ложке.
• Смесь капель в нос готовится следующим образом: берете мяту, и эвкалипт. Все складываете в литровую банку, заливаете оливковым маслом (оно должно покрыть смесь). Оставляете до тех пор, пока масса не станет однородной. Капаете по двадцать капель в каждую ноздрю утром и вечером. Несколько минут голову держите поднятой вверх. Полученную смесь следует хранить в темном месте.

Удаляем слизь из носа

После разжижения слизи приступайте к ее выведению, это еще один этап на пути к возвращению обоняния. Готовите водный раствор. Для этих целей можете использовать соль, хвойный отвар. На каждую ноздрю вам потребуется по пол-литра целебного средства. Тщательно промывайте нос.

Теперь вы знаете, как вернуть обоняние. Этот процесс не очень сложный, но довольно продолжительный. Так что запаситесь терпением.

Поговорим о гиперосмии

Человек может не только потерять обоняние, но и наоборот - остро ощущать все запахи. Гиперосмия - это обостренное обоняние. Чаще всего оно появляется в следующих случаях:

• У беременных женщин.
• У людей, которые имеют психические заболевания.
• При множественном склерозе.
• При мигренях, опухолях мозга.
• При инфекционных заболеваниях.

Проявляется такое состояние следующим образом: больные люди ощущают запахи намного интенсивнее, чем здоровые. Для лечения гиперосмии используется общеукрепляющая терапия.

Когда лучше воспринимаются запахи

Вы уже знаете, что обоняние - это чувство. Наверное, вас интересует, у кого оно развито сильнее. С давних пор считается, что лучше всего обоняние развито у женщин. Но совсем недавно ученые пришли к выводу о том, что представительницы прекрасной половины человечества лучше классифицируют и распознают запахи, а вот мужчины воспринимают ароматы как сигнал к действию.

Возраст тоже влияет на обоняние. Лучше всего распознают запахи люди в период полового созревания. К сорока пяти годам это чувство начинает угасать, и к семидесяти многие уже не чувствуют тонких ароматов.

Погода тоже влияет на обоняние. В жару запахи обычно чувствуются сильнее.

Заключение

Обоняние - которое делает нашу жизнь прекрасной и более насыщенной. Оно дано людям с самого рождения и радует их до глубокой старости. Благодаря ему человечество может наслаждаться каждым новым днем.

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»