ЗАПАХ: каков механизм его восприятия?

Запахи – загадочная, невесомая, почти нематериальная субстанция воздействует напрямую на бессознательные сферы мозга. Но как это происходит? Прекрасный аромат в одну секунду может создать, а отвратительный - обрушить имидж, который строился годами! Но представьте, оказывается, все великое многообразие запахов мира, состоит всего из семи компонентов! Это вам ничего не напоминает - семь цветов радуги, семь нот…     

 Еще Тит Лукреций Кар еще 2000 лет назад предположил, что каждое пахучее вещество испускает частицы особой формы, а в обонятельной системе есть разнообразные по форме  полости. Когда частица попадает в соответствующую ей полость (как шар в лунку!)  происходит идентификация запаха. А М.В.Ломоносов, напротив, считал, что органы чувств – в том числе, и обоняние – возбуждают «коловратные движения» частиц эфира.

На сегодня предложено аж 30 теорий природы запаха и его восприятия, но верность  подходов и прозрений Тита Лукреция, и Ломоносова признана безусловно. Сегодня ученые доказали  двойственную – корпускулярно-волновую – природу запаха, как и света.

Так, экспериментально определено, что запахи связаны с геометрической формой молекул (стереохимическая теория, (Дж. Эймур, 1952). Молекулы веществ, имеющих похожую  конфигурацию, обонятельной системой воспринимаются как один и тот же запах. Дело в том, что на обонятельных волосках у нас в носу располагаются микрополости пяти основных форм, каждая из которых, как лунка шарик, дополняет форму конкретной молекулы пяти основных ароматов – эфирный, камфарный, мятный, мускусный, цветочный. Если молекула попадает в свою лунку – запах определен.

Но как же мерзкие запахи?  Оказывается, на них приходится всего два типа из классификации – острый и гнилостный. А отвратительными и резкими они нам кажутся оттого, что их восприятие принципиально иное, их молекулы вступают в электрическое взаимодействие с нашей обонятельной системой. Фактически, бьют микроразрядами тока прямо по нервным окончаниям! (Волновая теория, Р. Райт, 1954, в ней запах определяется спектром колебательных частот молекул).

Итак, все многообразие запахов – цветы, продукты, табак, тухлые яйца и т.д. – состоит всего лишь из вышеуказанных семи компонентов, вопрос только в их сочетаниях и концентрациях.

Кстати, и предпочтения по ароматам у всех нас разные: как говорится, кто любит пачули, а кто – свежие цитрусовые запахи и т.д. А, например, мужской гормон андростенон, в зависимости от вашей генетики и формы «лунок» обонятельных волосков,  будет вам пахнуть мочой или гнилым деревом, или цветами, или даже ванилью. А кому-то он может  вообще не пахнуть ничем.

Это как с музыкальным слухом: все мы обладаем разными способностями к распознаванию запахов. Встречается даже так называемый «запаховый дальтонизм» или аносмия  (от греч. osme – запах), который касается либо всех запахов (!), либо какой-то их группы. Например, ученые отмечают, что до 2% населения не замечают запаха изовалериановой кислоты; 10% могут запросто отравиться синильной кислотой, так как не чувствуют ее запах «горького миндаля»; 12% -  не «обоняют» запаха мускуса; 36% - солода и т.д.

И таких «тупоносых»  в прошлые времена ни за что бы не взяли в химики: а как бы они классифицировали химические вещества?! В стандартном описании обязательно есть графа «запах» и «вкус». И много химиков-экспериментаторов полегло ради науки, нанюхавшись и наглотавшись всякой дряни…   

Животные обладают более тонким обонянием, но зато у человека шире диапазон  восприятия ароматов. А чувствительность к запахам связана с их концентрацией, для большинства из нас порог обоняния, например, раствора этилового спирта составляет 0,02-0,05%,  а раствора уксусной кислоты - 0,02-0,09%.

Но при длительном вдыхании мы «принюхиваемся» к запаху, наступает так называемая обонятельная адаптация. Так, например, чувствительность к кумарину (2Н-хромен-2он или 2Н-1-бензопиранон-2 –   парфюмерный ингредиент, имеет запах свежего сена) снижается до полного исчезновения уже через 1-2 минуты, а к цитралю (3,7-диметил-2,6-октадиеналь –   используется в парфюмерии, имеет запах лимона) – через 7-8 минут. И научного объяснения этим фактам пока нет. 

Обонятельные способности младенцев раз в 20-100 ниже, чем у взрослых, но уже к 6 годам они функционально формируются полностью, а к подростковому возрасту достигают своего  пика.  

Считается, что некоторым «обонятельным гигантам» подвластно «разнюхать» до 4000 запахов, а гениями – вообще до 10 тысяч. Наверное, все они работают в виноделии или парфюмерной промышленности…

Но даже если мы не ощущаем тех или иных запахов, они, помимо нашей воли, воздействуют на наш организм: запускают или останавливают те или иные гормональные и физиологические процессы. Замечено, что сладкие и горькие запахи и аммиак – увеличивают мускульную силу; мускус - убыстряет газообменные процессы в организме, а мята, роза, лимон, бергамот – тормозят их; запах душицы и неприятные запахи - учащают пульс и углубляют дыхание, а ванилин – оказывает противоположное действие. Некоторые запахи способны воздействовать на температуру кожи, кровяное  и внутричерепное давление,  влияют на зрение и слух. Эти свойства масел различных растений активно используют в ароматерапии.

Кстати, доказано, что все «пахучие» молекулы поглощают и испускают электромагнитные волны длиной от 1 до 100 мк, наиболее важные из них – от 8 до 14 мк. Таким образом, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи способны поглощать/убивать запахи. Этим можно пользоваться для очищения воздуха вместо того, чтобы маскировать их, применяя различные ароматизаторы. 

В 2004 г. Нобелевскую премию получили американские ученые  Р. Аксель и Л.Бак, посвятившие свои штудии процессам различения запахов, но стоит признать – во всей полноте механизмы воздействия пахучих веществ на органы обоняния до сих пор остаются загадкой. Для этой темы актуальны и физические, и химические теории, однако, универсальный прибор, аналогичный собачьему или человеческому носу, пока никто так и не создал.