Обоняние. Увлекательное погружение в науку о запахах

Однако, если выдвинуть более скромные требования и ограничить запрос определенным типом запаха или группой химических структур, ситуация окажется более оптимистичной: мы сможем воспроизвести натуральный, природный запах с помощью молекул, придуманных и синтезированных в лабораторных условиях. Крупные исследовательские группы (в том числе и организованная Чарльзом Селлом) потратили немало времени и средств на синтез новых химических веществ с заданным запахом, но при этом более простых в производстве, более экономичных или менее токсичных, чем те, которые встречаются в природе [2].

Проблема в том, что обонятельная система оказалась гораздо более сложной, чем полагали ранее, а потому все исследования в этой области идут медленно и с трудом. Чтобы изучать такую хитрую систему, приходится строить упрощенные модели, подчас довольно далекие от реальной биологической картины и дающие очень грубые и ограниченные результаты. Но результаты хотя бы есть, и это уже хорошо.

Простые одоранты

Возможно, у читателя уже появилось ощущение, что мы задаем слишком много вопросов и вообще вот-вот заблудимся в лабиринте, из которого уже не выберемся.

Стало быть, самое время вернуться к эмпирике, к тем простым, знакомым ольфакторным явлениям, из-за которых утренняя чашка кофе так вкусна и бодряща, открытые двери кондитерской так заманчивы, а какой-нибудь старый кларет хочется пить с закрытыми глазами, погрузившись в мечты. Впрочем, само собой, обонятельный опыт бывает и неприятным – зато он помогает нам обходить маленькие подарочки, оставленные на тротуаре чьей-то собакой, и предупреждает, что холодильник пора почистить (и сделать это стоило еще позавчера).

Давайте соотнесем каждый такой опыт с той или иной молекулярной структурой и попробуем прочесть запахи, пользуясь языком химии. Для этого нам придется максимально упростить входящие данные и выбрать ряд конкретных запахов и молекул. Проблема, однако, в том, что большинство воспринимаемых нами запахов порождаются сочетаниями множества разных молекул, каждая из которых воздействует на наши хемосенсорные нейроны по-своему, вызывая в них комплексные реакции. Так обстоит дело почти со всеми ароматами, с которыми мы сталкиваемся во время приготовления и употребления пищи, да и в целом в окружающей среде. Всякий такой запах рождается от множества разных химикатов, которые формируют перцептивные картины и эмоции только сообща и только в данной относительной пропорции: примерно так же звуки разных инструментов в оркестре образуют симфонию.

Но бывает и так, что аромат цветка, или какого-нибудь характерного овоща, или просто посторонний запах в конкретной ситуации образуется одним-единственным химическим соединением. Эти случаи – самые интересные и самые полезные для наших целей. Давайте начнем именно с таких примеров, когда источники физического ощущения, то есть молекулы, и их отношения с запахом достаточно легко увидеть и описать.

Производя такой анализ, нужно держать в голове два основополагающих принципа, которые мы подробно обсудим в одной из следующих глав, но познакомиться с которыми стоит уже сейчас.

1. Молекулы пахучих веществ взаимодействуют с совершенно определенными белками, имеющими уникальные приёмные слоты, – примерно как ключ и замок.

2. Распознавание одоранта белком (соответствие скважины ключу) в значительной степени зависит от стереохимических параметров; проще говоря, размер и форма молекулы одоранта имеют первоочередное значение.

Но, прежде чем приступить к анализу структурных элементов этих летучих молекул и тех разнообразных запахов, которые они порождают у нас в носу, давайте отметим один факт, вроде бы очевидный, но не так уж легко объяснимый. Еще до того как мы сознательно узнаем запах и дадим ему имя, организм уже знает, нравится он ему или нет. Это не рациональный анализ, а спонтанная реакция. Один и тот же запах может показаться прекрасным или отвратительным, приятным или отталкивающим в зависимости от его силы, ситуационного контекста и самого субъекта восприятия. Бывает, что нам нравится запах, который в иных обстоятельствах кажется совершенно неприемлемым; или, допустим, в низкой концентрации он вполне приемлем, а в высокой уже невыносим. К тому же многое зависит от воспоминаний и ассоциаций, а при контакте с запахом эти воспоминания и ассоциации всплывают на удивление быстро. Тут же возникает интересный вопрос: есть ли на свете запахи, которые всегда воспринимаются как хорошие или дурные всеми представителями нашего вида – независимо от культуры, прошлого опыта и физиологических различий?

Вопрос очень непростой. У него много разных аспектов, и вскоре мы обсудим его подробнее, однако предварительный ответ можно дать уже сейчас. Действительно, существует много запахов, на которые люди по всему миру реагируют одинаково. Скверные запахи (испорченная пища, пожарище, разлагающийся труп) сигнализируют об опасности, хорошие (готовящаяся пища, спелые фрукты, чистый лесной воздух) сообщают о чем-то приятном.