Александр Панчин

© Новая газета

Наука и техникаМир

2629

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

2629

19.01.2009, 10:29

URL: https://babr24.com/irk/?ADE=50017

bytes: 11670 / 11670

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи в рубрике "Экономика"

Закрытые «Ворота Байкала»

Эксперты выясняли, почему с Особой экономической зоной в Иркутской области ничего не получилось. Большое Голоустное. Фото с сайта baikaler.

Алиса Канарис

ЭкономикаБайкал

15209

02.11.2015

Салатовая революция подавлена… росчерком пера

С 26 октября Росавиация своим решением прекратила действие сертификата эксплуатанта «Трансаэро». По мнению многих экспертов, это означает конец эпохи конкуренции в авиаотрасли и начало новой, где существуют предельно ясные приоритеты государственных компаний... И добиваться их можно любой ценой.

Максим Бакулев

ЭкономикаМир

9281

28.10.2015

Братская Дума планирует поднять налоги в несколько раз

Вчера сайт www.antonenkov.com опубликовал информацию о том, что власти Братска планируют увеличить налоговую ставку на землю под гаражными кооперативами с 2016 года в три раза, а с 2017 - в пять раз.

Елена Фортуна

Экономика

6911

22.10.2015

Власти Братска сократят зарплату работникам учреждений культуры

Администрация Братска планирует сократить заработную плату работникам учреждений культуры. Руководителям учреждений необходимо отказаться от надбавок и доплат сотрудникам.

Андрей Васильев

Экономика

9212

21.10.2015

Энерготарифы: уравнение со всеми неизвестными

Одной из примет общественной жизни в соседних с Иркутской областью восточных регионах — Республике Бурятии и Забайкальском крае — является периодическое «энергообострение», пик которого выпадает на осень. Не стал исключением и нынешний год.

Артур Скальский

ЭкономикаИркутск

7278

13.10.2015

Блогнот. Кушать очень хочется, а что-то все пропало

Ну вот и подходит к финалу пьеса “собирания земель”. Все стало ясно после того как нефть упала ниже 50 долларов, а импортные продукты в России показательно начали давить тракторами. А что же дальше? Удивительным образом в начале августа совпали несколько событий. Давайте по порядку.

Виктор Шевчук

ЭкономикаРоссия

6465

14.08.2015

Застывшая замазка и аромат раздевалки: российские «сырозаменители»

Лишившись импортного сыра из-за продуктового эмбарго, российские сыроделы безуспешно пытаются подделать западные образцы.

Шон Уокер

ЭкономикаМир

14970

31.07.2015

Чем хуже, тем лучше: Какой город выиграл из-за санкций

Редактору The Village удалось обнаружить город, жизнь в котором улучшилась после введения санкций, войны на Украине и падения рубля. Правда, совсем немного. «Акция: Пирожок печёный с повидлом — девять рублей», — соблазняет объявление на остановке.

Анна Соколова

ЭкономикаРоссия

4301

31.07.2015

Тарифы, покрытые мраком

Восемь лет назад на должность главы Бурятии был назначен Вячеслав Наговицын. И именно этот период его работы отметился беспрецедентным ростом тарифов ТГК-14.

Октябрина Ешеева

ЭкономикаБурятия

7920

10.07.2015

Антон Кондратов назначен региональным управляющим директором ЗАО «Байкалвестком»

Антон Кондратов приступил к исполнению обязанностей регионального управляющего директора иркутского подразделения ЗАО «Байкалвестком» 25 марта 2015 года. В сферу ответственности Антона Кондратова входит стратегическое и операционное управление бизнесом компании в Иркутской области.

Алиса Канарис

ЭкономикаИркутск

12664

31.03.2015

Крупнейшую иркутскую турвыставку разорвали надвое

Конфликт между мэрией и правительством Иркутской области лезет из всех щелей. Из политической плоскости, где еще были попытки сохранять приличия, он перекочевал в сферу управления конкретными отраслями экономики.

Артур Скальский

ЭкономикаИркутск

8729

17.03.2015

Корпорация спорного развития

В Сером доме прошел круглый стол "О роли ОАО "Корпорация развития Иркутской области" в создании новых технологий и конкурентной продукции в Иркутской области, эффективности расходования бюджетных средств".

Артур Скальский

ЭкономикаИркутск

10949

17.03.2015

Лица Сибири

Ковалев Владимир

Васиченко Евгений

Кампф Алексей

Дикусарова Наталья

Зубков Александр

Распутин Алексей

Фальков, Валерий

Параничев Юрий

Мартыняк Дениc

Силивончик Александр