Александр Панчин

© Новая газета

Наука и техникаМир

1898

19.01.2009, 10:29

Вкус — это иллюзия. А запах — фантазия

Недавно французские ученые создали робота, который моделирует основные процессы, происходящие при поедании пищи человеком, — от жевания искусственными зубами до выделения слюны, поддержания постоянной температуры и симуляции дыхания. Конечная цель таких роботов — когда-нибудь стать идеальными дегустаторами, оценивающими вкус пищи в условиях, максимально близких к реальным.

Ученые, как и все люди, любят вкусно поесть и все больше интересуются: откуда все-таки берутся те или иные ощущения? Почему острое — острое? Почему кислое — кислое? И наука не стоит на месте: мы узнаем все больше и больше о механизмах восприятия пищи, ее вкуса и запаха.

В западной культуре концепция выделения основных вкусовых ощущений уходит в далекое прошлое, к Аристотелю, который описал первичные вкусы «сладкий» и «горький» и их производные «сочный», «острый», «резкий», «сморщенный», «кислый» и «соленый». На Востоке, в китайской кулинарной культуре, издревле выделяют пять вкусов: «кислый», «соленый», «горький», «сладкий» и «острый», сопоставляемых с пятью элементами — дерево, вода, огонь, земля и металл соответственно. Такое разделение на пять основных вкусов наиболее близко к современному научному, за тем исключением, что пятым вкусом сегодня считается не острый, а вкус мяса, или, как его называют японцы, «умами», и на это есть ряд физиологических причин.

На поверхности нашего языка находится примерно 10 000 вкусовых сосочков, каждый из которых содержит около сотни чувствительных клеток разных типов. Уже давно устоялся миф о том, что разные участки языка ощущают разные вкусы: сладкое ощущается на кончике языка, по бокам — соленое, глубже по бокам — кислое, а горькое — на дальнем конце языка. На самом же деле все участки языка чувствуют все пять основных вкусов, в каждом вкусовом сосочке есть чувствительные клетки разных типов. Этот миф о вкусовых зонах языка возник вследствие неправильной интерпретации британским психологом немецкого научного исследования. Карта языка, составленная Эдвином Борингом, перепечатывалась из учебника в учебник и распространилась по всему миру, вызывая неверные представления в умах людей. В исходной научной статье говорилось лишь о том, что варьирует общая вкусовая чувствительность различных зон языка.

Мясной вкус был открыт японским химиком Кикунае Икеда в 1908 году, когда тот показал, что вкус умами вызывается компонентом пищи — аминокислотой глютаматом. Сделав это открытие, он запатентовал производство глютамата натрия, очень популярной (особенно в Китае) вкусовой добавки, придающей пище насыщенный мясной вкус. Сегодня вещество используется в бульонных кубиках, соусе барбекю, чипсах, во многих фастфудах. Глютамат натрия у многих на слуху в связи с так называемым «синдромом китайских ресторанов». История началась в апреле 1958 года, когда в «New England Journal оf Medicine» была написана статья, автор которой утверждал: «Я испытываю странный синдром каждый раз, когда я поем в китайском ресторане, особенно если в нем подавали северную китайскую еду. Синдром, который обычно наступает через 15-20 минут после принятия блюда, длится несколько часов. Основные симптомы заключаются в том, что пропадает чувствительность задней части шеи, затем эффект распространяется на руки и спину, возникает общая слабость и учащается сердцебиение».

Эта небольшая статья подняла глобальную истерику, страх перед глютаматом и «синдромом китайского ресторана». С тех пор было проведено немало исследований токсичности глютамата, однако доказать опасность его применения не удалось. И хотя исследования и дебаты насчет токсичности глютамата все еще продолжаются, по-видимому, нет значительных оснований его бояться.

Ощущение острого принципиально отличается от пяти основных вкусов тем, что острая пища действует не на вкусовые рецепторы, а на рецепторы температуры. Очень правильно в английском языке острое называют «hot» — горячий, ведь ощущение от острого перца и ощущение резкого увеличения температуры вызывают аналогичный физиологический ответ. При действии капсаицина, как и при высоких температурах, открываются специальные каналы, впускающие внутрь клетки положительно заряженные ионы, в результате чего меняется потенциал клетки и она возбуждается, посылая сигнал в мозг. Интересно и то, что капсаицин не вызывает напрямую каких-либо повреждений организма, то есть острота пищи — не более чем сенсорная иллюзия. Человеку кажется, что он сейчас обожжется, хотя на самом деле ничего страшного с ним не происходит. Единственное осложнение заключается в том, что под воздействием большого количества капсаицина клетки могут быть обмануты — решат, что они повреждены, и войдут в стадию апоптоза — у них включится запрограммированная клеточная смерть, и они совершат самоубийство в попытке защитить организм от несуществующей опасности. С этим могут быть связаны и раздражения, возникающие на коже под действием перца. Люди, у которых в результате мутации не работают каналы, на которые действует капсаицин, могут, развлекая и ужасая публику, не поморщившись, капать сок перца себе в глаза. Они также не чувствуют остроты пищи. Восприятие ментола, вещества, придающего мяте ее характерный «холодный» вкус, аналогично, но противоположно восприятию капсаицина — он действует на другой тип чувствительных терморецепторов, создавая иллюзию холода. Разумеется, никакого реального похолодания во рту, если жевать жвачку с ментолом, не происходит.

Сегодня ученые вплотную подошли к пониманию работы нашего вкусового аппарата — мы знаем молекулярные механизмы вплоть до мельчайших деталей. Наши рецепторы кислого имеют каналы, чувствительные к содержанию ионов водорода, они меряют PH подобно лакмусовой бумажке. В зависимости от кислотности среды (PH) чувствительные клетки возбуждаются и сообщают в мозг, что мы едим что-то кислое, например лимон. Наши рецепторы соленого меряют содержание ионов натрия и также имеют специальные каналы под эти ионы. Ионы калия и лития похожи на ионы натрия по своей химической природе и также проходят через эти каналы. Когда такие ионы устремляются внутрь чувствительных клеток, аналогичным образом клетки возбуждаются, а идущий от них сигнал в мозг сообщает ощущение солоноватости. Другие рецепторы устроены чуть сложней. Принципиально то, что количество разных вкусовых рецепторов невелико, их единицы. Сейчас предполагают, что у некоторых млекопитающих могут быть рецепторы жиров: опыты на мышах показали, что мутации по одному из генов приводят к значительной потере интереса к жирной пище. Возможно, есть и отдельные рецепторы кальция, но даже если взять в расчет такие экзотические примеры вкусовых рецепторов, их все равно в десятки, почти в сотни раз меньше, чем рецепторов обоняния. В распознавании запахов у человека участвует 400 разных обонятельных белков, у других млекопитающих до 1000, кодируемых генами, составляющими до 3% от общего числа генов в геноме. У человека семейство генов обонятельных рецепторов — второе по числу генов после семейства генов протеинкиназ*, что свидетельствует об очень важной биологической роли обоняния.

В отличие от вкуса, обоняние в состоянии отличать намного большее разнообразие химических соединений в существенно меньших концентрациях. В принципе, обоняние позволяет распознавать практически одиночные молекулы вещества. В распознавании запахов у млекопитающих участвует обонятельный эпителий, расположенный в носовой полости. У человека его площадь составляет 10 квадратных сантиметров, в то время как у некоторых собак она достигает 170 квадратных сантиметров; кроме того, у собак обонятельные рецепторы сидят примерно в сто раз плотнее, что обеспечивает намного более чувствительный нюх. Как уже упоминалось выше, число работающих генов обонятельных рецепторов у человека меньше, чем у большинства наших животных-родственников: 400 против 1000. Оставшиеся 600 генов у человека присутствуют, однако не работают, то есть являются псевдогенами. Это можно привести как хорошее доказательство эволюции: когда-то у наших предков было 1000 генов обонятельных рецепторов, однако у людей за ненадобностью они постепенно отключались, переставали работать, но их следы хранятся в нашем геноме до сих пор, указывая на наше общее происхождение с другими млекопитающими. Также у человека отсутствует дополнительный обонятельный орган, который есть у многих позвоночных, в том числе у мышей и собак. Он называется вомероназальный орган, а его роль заключается в восприятии феромонов — химических веществ, вызывающих определенные поведенческие реакции у других особей своего вида (сексуальные феромоны, феромоны тревоги и другие). До сих пор существование четко выраженных сексуальных феромонов у человека доказано наукой не было, поэтому совершенно непонятно, какие вещества добавляются в коммерческие «духи с феромонами». Можно допустить, что производители неслучайно «забывают» уточнить, феромоны какого именно животного добавлены в эти духи, поэтому на всякий случай будьте осторожны, используя «духи с феромонами» рядом с собаками или другими животными.

Впрочем, роль запаха при выборе партнера может оказаться весьма интересной. У млекопитающих существуют специальные белки, которые называются «белки комплекса гистосовместимости» (MHC — Major histocompatibility complex). Эти белки участвуют в иммунитете. Чем больше разнообразие белков MHC — тем эффективней иммунитет, поэтому для получения здорового потомства теоретически есть мотив находить партнера с сильно отличающимся набором MHC генов. В ряде опытов было показано, что мыши предпочитают выбирать партнеров, у которых гены MHC сильнее отличаются от их собственных.

Аналогичные опыты проводились и на людях. В статье, опубликованной в журнале «Proceedings Biological Sciences», приводится следующий эксперимент: группе девушек давали понюхать майки молодых людей, которых они никогда не видели, с целью оценить привлекательность запаха. Молодые люди перед этим какое-то время не мылись, а также не использовали духи и дезодоранты. Данные по их генам MHC узнавались с помощью генетического анализа. Оказалось, что девушкам в среднем приятней запах маек молодых людей, чьи гены MHC отличались больше от их собственных. Подобные эксперименты повторялись несколько раз, и было также выяснено, что если девушка принимает контрацептивные таблетки, эта зависимость нарушается. Отдельно можно добавить, что обонятельная чувствительность девушек заметно усиливается в период овуляции. Необходимо добавить, что есть ученые, которые со скептицизмом относятся к подобным работам, — еще не очень ясно, как именно гены MHC могут быть связаны с запахами и их восприятием, а выборки, на которых был обнаружен данный эффект, не очень велики — в самом крупном исследовании участвовало чуть более сотни испытуемых. Пройдет еще какое-то время, прежде чем это открытие будет окончательно подтверждено или опровергнуто. Но если это правда, то, по сути, мы имеем дело с проверкой партнера на генетическую совместимость по его (или ее) вкусу или запаху — во время страстного поцелуя или просто при нахождении в непосредственной близости друг к другу. Изучение подобных механизмов может частично приоткрыть завесу тайны, давно нависшей над вопросом: что же такое человеческая привлекательность? В науке и здесь есть некоторые прорывы, например, в изучении того, как люди воспринимают лица, но эта тема заслуживает отдельной статьи.

* Протеинкиназы — семейство белков ферментов, способных приделывать фосфатные группы к некоторым аминокислотным остаткам белков. Таким образом, они участвуют в регуляции активности белков, меняют их локализацию в клетке и участвуют в ряде биологических процессов, в том числе в передаче сигналов внутри клетки. У человека более пятисот генов, кодирующих протеинкиназы.

Александр Панчин

© Новая газета

Наука и техникаМир

1898

19.01.2009, 10:29

URL: http://babr24.com/?ADE=50017

bytes: 11670 / 11670

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Последние новости

22.09 10:20
В Култуке из-за землетрясения приостановили работу котельных

22.09 10:14
18 тысяч школьников Бурятии перевели на «дистанционку». Более двух тысяч - на карантине

22.09 10:11
Из-за землетрясения отменили движение поездов на КБЖД

22.09 09:44
Светлана Свиркина покинула пост и.о. министра строительства Иркутской области

22.09 09:06
Фигурантов дела о разливе 20 тысяч тонн топлива в Норильске выпустили из СИЗО

22.09 08:42
Иркутяне засняли момент землетрясения на видео. Толчки попали в прямой эфир стримера

22.09 08:12
В Иркутске ввели режим повышенной готовности после землетрясения

22.09 02:45
В 70 километрах от Иркутска произошло землетрясение магнитудой 5,5 и интенсивностью до 8 баллов

21.09 20:20
«Он с нами надолго, это наша новая реальность»: Георгий Арболишвили о коронавирусе

21.09 19:40
В Росатоме заявили, что емкости «Усольехимпрома» больше не представляют угрозы

Другие статьи в рубрике "Наука и техника"

Игорь Бычков: новая попытка захвата власти

Судя по всему, недавний скороспелый ученый совет в Иркутском научном центре и последовавший скандал вокруг него - только начало большого проекта передела иркутской науки.

Максим Бакулев

Наука и техникаРасследованияСкандалыИркутск

5500

20.09.2020

Следственный комитет должен заниматься преступлениями в исторической науке

Сообщают, что председатель Следственного комитета РФ, генерал юстиции Александр Бастрыкин решил создать подразделение в составе Следственного комитета, которое бы занималось расследованиями в сфере реабилитации нацизма и фальсификации истории.

Дмитрий Верхотуров

Наука и техникаИсторияРасследованияРоссия

8186

15.09.2020

В Китае найден древнейший атлас тела

Учёные наконец-то разгадали таинственный манускрипт, которому насчитывается более 2000 лет. Шелковая рукопись была найдена в Китае при раскопках гробницы Мавандуй ещё в 1973 году. Всё это время письмена не могли расшифровать, потому что они были написаны на древнем диалекте.

Миша Ковальски

Наука и техникаИсторияМир

3375

05.09.2020

Скандал в ИНЦ продолжается

Продолжается борьба за власть в Иркутском научном центре и попытка снятия со своей должности директора ИНЦ Константина Апарцина. 1 сентября на сайте ИНЦ была опубликована выписка из протокола Ученого совета ФГБУН ИНЦ СО РАН от 28.08.2020 года.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

6220

01.09.2020

Любовь к романтике вызываетcя мутацией

В большинстве случаев мутация ассоциируется с чем-то страшным и опасным. На самом деле это не так. Мутация — это любое изменение генетического кода. Оно может не только превращать организмы в мутантов, но и быть вполне полезным.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

3100

31.08.2020

Закулисная революция в Иркутском научном центре

Пока вы спали (С), в Иркутском научном центре произошла незаметная, но для многих громкая революция. Началось все с обмена любезностями между действующим директором ИНЦ Константином Апарциным и научным руководителем того же ИНЦ Игорем Бычковым.

Лера Крышкина

Наука и техникаРасследованияИркутск

8520

31.08.2020

Вероятность светового загрязнения Байкала исследуют иркутские учёные

Молодые учёные Иркутска завершили экспедицию по Байкалу, целью которой было изучить, как искусственный свет влияет на эндемичные организмы озера. Экспедиция длилась два дня - 19 и 20 августа 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаМолодежьИркутск Байкал

4127

28.08.2020

Сибирские учёные создали ГМО осину

Группа российских ученых вывела новый сорт осины (он же тополь дрожащий). Она отличается ускоренным ростом. По словам учёных, разработка может быть востребована предприятиями лесной отрасли.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияКрасноярск

3558

25.08.2020

Работа иркутских учёных вошла в мировой отчёт о состоянии климата планеты

В августе 2020 года вышел ежегодный международный отчет «State of the Climate 2019». В издание включены результаты научных оценок состояния климата нашей планеты. Выпуск глобального отчета издается Американским метеорологическим обществом.

Миша Ковальски

Наука и техникаЭкологияИркутск

3786

21.08.2020

К концу века женщины станут умнее и перестанут рожать

Население нашей планеты наконец-то начнёт снижаться после 2064 года. Такие выводы сделала команда исследователей из Вашингтонского университета Сиэтла. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Lancet.

Миша Ковальски

Наука и техникаМир

4454

19.07.2020

Байкальскими нерпами займется Москва

Масштабное исследование единственного байкальского млекопитающего организуют московские учёные совместно с фондом «Озеро Байкал». Об этом стало известно 13 июля 2020 года.

Миша Ковальски

Наука и техникаБратья меньшиеЭкологияРоссия Байкал

4493

15.07.2020

Уныние приводит к слабоумию

Постоянное чувство грусти, беспокойства, тревоги, тоски и вообще негативные мысли приводят к накоплению вредных веществ, а в дальнейшем и к нейродегенеративным заболеваниям, в том числе и к развитию болезни Альцгеймера. К таким выводам пришли учёные из Лондонского университета.

Миша Ковальски

Наука и техникаЗдоровьеМир

3854

22.06.2020

Смарт: Бабр для умных

Аналог человеческой кожи, способный ощущать боль

Австралийские исследователи впервые разработали искусственную кожу, которая может чувствовать боль, как человеческая кожа. Эта инновация может найти применение в области здравоохранения и, конечно же, в робототехнике.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

810

18.09.2020

Новые ПДД: тонировка, «островки» и средства индивидуальной мобильности

Вслед за корректировкой регламента по приёму экзаменов на водительские права обществу явили новые изменения в правила дорожного движения. Проект ПДД с поправками разработали совместно Минтранс и ГИБДД. Ранее на SmartBabr: Будет сложно.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

1669

16.09.2020

Гарантированный доход: путь к тунеядству?

Бывший премьер-министр России Дмитрий Медведев предложил ввести в России гарантированный доход.

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

3704

09.09.2020

Номерок блатной - три семёрочки

В России с 1 января 2021 года может появиться электронный сервис резервирования и регистрации понравившегося «красивого» номера для автомобиля через портал госуслуг. Претендентам на самые желанные номера предложено биться за них в открытых электронных аукционах.

Александр Егоров

Интернет и ИТРоссия

4183

07.09.2020

Будет сложно. Новый регламент сдачи экзамена на водительские права

В МВД разработали новый регламент по приёму экзаменов на водительские права. Документ опубликовали на федеральном портале проектов нормативно-правовых актов. Главное нововведение заключается в отказе от экзамена, который в народе называется «площадка».

Алиса Беглова

Интернет и ИТРоссия

2470

13.09.2020

Лица Сибири

Богатырев Павел

Пискун Евгений

Кудрявцев Антон

Липин Сергей

Мартыняк Дениc

Зубарев Игорь

Ляхов Андрей

Медко Антон

Бендер Леонид

Сальников Андрей