Сила обоняния. Как умение распознавать запахи формирует память, предсказывает болезни и влияет на нашу жизнь

Почему контакт капсаицина со слизистой оболочкой приводит к возникновению ощущения жжения и боли? Даже при отсутствии изменений температуры ощущение при контакте с перцем чили описывают как жжение. Ответ на этот вопрос был дан уже два десятилетия назад. Молекула капсаицина связывается в слизистой оболочке с рецептором, который носит не слишком поэтичное название TRPV1. Этот рецептор стал известен широкой публике после того, как Дэвид Джулиус и Ардем Патапутян за его открытие были в 2021 году удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине. Особенность TPRV1 заключается в том, что он, наряду с тем, что может активизироваться капсаицином, реагирует также и на повышение температуры выше 42 градусов. Порог в 42 градуса имеет большое значение для организма, потому что при этой температуре начинают свертываться белки. Поэтому очень важно, чтобы отчетливо воспринимались температуры, превышающие этот порог. Поскольку этот рецептор одинаково реагирует на оба упомянутых стимула, мы в обоих случаях ощущаем боль и жжение. Этот рецептор, как и все другие, описанные позднее, обнаруживается в слизистой оболочке рта и носа. Во рту он стимулируется горячими и содержащими капсаицин пищевыми продуктами и напитками, а в носу – горячим воздухом и пахучими веществами.

Открытие TRPV1 интересно с двух точек зрения. С точки зрения эволюции он служит для защиты организма от опасно высоких температур. Как только этот рецептор подвергается действию высокой температуры, например когда в рот попадает слишком горячий чай, рецептор вызывает ощущение боли, человек реагирует избеганием источника стимуляции и, таким образом, защищает организм от вредного воздействия. Эта отлаженная система работает уже миллионы лет; таким образом, восприятие капсаицина не является его исходной функцией. То, что капсаицин также стимулирует активность этого рецептора, является делом случая. Однако очевидно, что эволюция тем самым создала для перечных растений определенную привилегию. Высокое содержание капсаицина предохраняло эти растения от поедания животными, так как оно вызывало у них сильную боль. Этот механизм не функционирует только у одного класса позвоночных животных: у птиц, которые тоже располагают этим рецептором, его стимуляция тоже вызывает боль. Но TVRP1-рецептор птиц устроен не так, как у млекопитающих, и поэтому капсаицин его не стимулирует. Следовательно, у птиц плоды, содержащие капсаицин, не вызывают боли, и пернатые могут беспрепятственно ими питаться. Для растений это составляет определенное преимущество, так как поедание птицами семян способствует их распространению на большие расстояния. Для млекопитающих эти растения практически несъедобны. Так эволюция позволила растениям использовать системы восприятия боли животными для собственной пользы и защиты.

Есть, правда, одно млекопитающее – исключение из общего правила: человек в известных дозах способен употреблять капсаицин в пищу. Пока непонятно, почему это так, почему мы добровольно подвергаем себя боли. Предполагают, что в данном случае работают те же механизмы, которые заставляют нас бежать марафон или заниматься другими, не менее тяжелыми видами спорта, которые заставляют «пострадать». За счет контролируемой – и это обстоятельство очень важно – боли вырабатываются эндорфины, стимулирующие работу систем вознаграждения в головном мозге.

Рецептор TRPV1 стимулируется не только капсаицином. За прошедшие годы было идентифицировано множество других веществ, которые могут вызывать сходное ощущение жжения. К таким веществам относят имбирное масло, придающее острый вкус имбирю, и пиперин, содержащийся в черном перце. Существуют и другие вещества подобного рода. Общей для всех них является способность восприниматься как острое на вкус вещество, то есть вызывать ощущение жжения.

Рецептор TRPV1 является лишь одним из группы рецепторов, названия которых включают целый спектр, начиная от TRPA1 и заканчивая TRPM8. Аббревиатура TRP соответствует термину transient receptor potential (транзиторный рецепторный потенциал), которым описывается механизм функции этих рецепторов. Эти рецепторы особенно интересны в контексте этой книги, потому что все они, помимо того что отвечают на определенные диапазоны температур, реагируют также и на различные химические вещества. Эти рецепторы не зависят ни от обоняния, ни от вкуса, так как раздражение от них передается в головной мозг по другому черепному нерву – тройничному.