Обоняние.

Обоняние воспринимается через запахи. Они могут раздражать человека, особенно те, которые он считает неприятными. Может пропадать аппетит, может наступать слезотечение (аммиак) и удушье. Ко многим запахам человек адаптируется. Животные по запахам ориентируются. У них обоняние развито сильнее, чем у человека. Есть собаки, которые способны отыскивать наркотики. В последнее время для этого стали использовать ос. Их быстрее, чем собак удается научить розыску наркотиков.

Одним из самых неприятных запахов обладают тиолы или меркаптаны (второе название отражает способность этих соединений связывать ртуть, по-английски это свойство называется mercury capture). К природному газу, который горит в плите на кухне (в основном это метан), добавляют ничтожные количества очень сильно пахнущего вещества, что позволяет обнаружить по запаху утечку газа в жилых помещениях: человек способен почувствовать такой запах в количестве двух триллионных долей грамма! Однако изредка встречаются люди (примерно 1 человек из 1000), которые не чувствуют запаха меркаптана. Может быть, этим частично объясняются случаи взрывов при утечке газа? «Запаховый дальтонизм», по-научному аносмия (от греч. osme — запах), изредка распространяется на все запахи, чаще — на некоторые определенные (специфическая аносмия). Так, 2% людей не ощущают сладковатого запаха изовалериановой кислоты, 10% не чувствуют запаха ядовитой синильной кислоты, 12% не ощущают запаха мускуса, 36% — солода, 47% — гормона андростерона.

Меркаптаны придают запах крайне зловонному секрету скунса - небольшому зверьку семейства куньих (другое его название - вонючка). Описаны случаи, когда люди теряли сознание, вдохнув выделения этих животных, и даже на следующий день чувствовали головную боль. Но бывают, оказывается, запахи и похуже. В знаменитой книге рекордов Гиннеса к самым зловонным химическим соединениям отнесены этилмеркаптан С₂Н₉SН и бутилселеномеркаптан С₄Н₉SеН — их запах напоминает комбинацию запахов гниющей капусты, чеснока, лука и нечистот одновременно.

Рекорд чувствительности принадлежит соединению с приятным запахом. В Книге рекордов Гиннеса утверждается, что это вещество — ванилин: его присутствие в воздухе можно почувствовать при концентрации 2х10^-11 г в одном литре. Однако этот рекорд в 1996 был побит. Новый рекордсмен - так называемый винный лактон, он придает красным и белым винам сладковатый «кокосовый» аромат. Поразительна чувствительность носа к этому веществу: его можно почувствовать при концентрации 0,01 пикограмма (10^-14 или одна стотриллионная грамма) в 1 л воздуха.

Некоторые запахи имеют поразительную стойкость. В городе Марракеш в Марокко находится минарет — башня высотой около 70 м, построенная по приказу султана в знак победы над испанцами. Минарет знаменит тем, что его стены пахнут мускусом. Натуральный мускус — ценное благовоние, которое вырабатывают железы самца кабарги — животного семейства оленей. Оказывается, при строительстве минарета в 1195 в цемент, скрепляющий камни, подмешали около тысячи мешков мускуса. И запах не исчез даже спустя 800 лет…

Если бы для определения рекордсменов по части запаха использовали не только человеческий нос, результаты изменились бы очень сильно. Известно, например, насколько нюх собаки тоньше нашего. Несравнимо более чувствительны органы обоняния насекомых. Сигналом для них являются особые вещества — феромоны. Чувствительность к ним удивительна. Например, муравьи вида Atta texana используют метиловый эфир, чтобы метить свои тропы. Всего одного миллиграмма этого соединения достаточно, чтобы пометить тропинку, втрое длиннее земного экватора! Муравью достаточно синтезировать для своих надобностей всего 3 нг этого соединения. Еще более чувствительны к феромонам бабочки — их самцы чувствуют присутствие самок на расстоянии нескольких километров. Некоторые бабочки обнаруживают присутствие феромонов, если в 1 см³ воздуха содержится одна-единственная молекула! Для сравнения: винный лактон мы чувствуем при концентрации 10^-17 г/см³, что при молекулярной массе 134 соответствует 45000 молекул/см³.

Феромоны обычно имеют молекулярную массу от 100 до 300. Самый же простой по строению «сигнальный агент» — диоксид углерода (углекислый газ). Он служит феромоном для некоторых видов муравьев. Оказавшись далеко от муравейника, рабочие муравьи находят дорогу домой, двигаясь в сторону увеличения концентрации СО₂, которая максимальна около скопления муравьев. Привлекает этот газ и личинок некоторых червей, питающихся корнями кукурузы. Вылупившись, крошечные личинки способны в поисках пищи пройти путь в земле до 1 метра, руководствуясь «запахом» СО₂, который выделяют корни растений.

Очень интересны взаимоотношения между смоковницами, их плодами и живущими в них фиговыми осами. Когда инжир созревает, концентрация СО₂ в ягодах повышается на 10%. Этого достаточно, чтобы усыпить осиных самок. Самцы же остаются активными, оплодотворяют самок и вылетают наружу, проделав в ягодах ход. Через эти дырочки избыток СО₂ улетучивается, самки просыпаются и тоже покидают ягоды, заодно унося на своих щетинках пыльцу растения.

Физиологи давно установили, что окончания нюхательных нервов — рецепторы у человека расположены в эпителии, выстилающем верхнюю поверхность полости носа. Эти чувствительные клетки передают обонятельные ощущения в сенсорные области головного мозга. Особенно чувствительны к запахам парфюмеры, создающие новые композиции — композиторы духов.

Вкус

Вкус воспринимается языком через нервные окончания, и сигнал передается в мозг.

Вкус в физиологии— один из видовхеморецепции;ощущение, возникающее вполости ртапри действии различных веществ преимущественно нарецепторывкуса (расположенные главным образом наязыке). Вкусовое раздражение передается по вкусовымнервамсерой коры головногомозга(gyrus uncinatus), где формируется вкусовые ощущения. Письменные источники и исследования подтверждают, что с давних пор люди различают сладкий,горький,кислый,соленый вкус. Кроме того современные люди в разных странах выделяют такжетерпкий,жгучий, щелочной,металлическийи др. вкусы.

У человекаощущение вкуса развивается при непосредственном участии ветвейтройничного нерва, обеспечивая разнообразие ощущаемых "вкусов". Понятиеароматв большой степени связано с одновременным восприятием вкуса изапаха.

Группы рецепторов, связанные с ощущением вкуса

Сладкие и горькие вещества вызывают обычно только ощущение вкуса, тогда как соленый, кислый (pH<7) и щелочной (pH>7) вкус некоторых сильно действующих веществ вызывают одновременное повреждение слизистых оболочек и болезненное ощущение — жжение, царапанье и т. п.

К собственно вкусовым ощущениям обычно примешиваются осязательные / тактильные ощущения (отсюда ощущения вяжущий, терпкий, острый, жгучий) на языке. Огромную роль в формировании вкуса (в его бытовом понимании) играют обонятельныеощущения, обусловливаемыезапахомлетучих веществ —ЛАВ. Можно сказать, что «аромат» пищи складывается из одновременных ощущений вкуса,запаха, а также тепловых и тактильных (черезтройничный нерв). Вкус воспринимается, главным образом, корнем и верхней поверхностью задней части языка, а также его краями и кончиком.

Видимо, традиционно в европейских странах выделяли 4 «основных вкуса». У Даля, например, мы находим поговорки, свидетельствующие о языковом смешении понятий «горький», «терпкий», «кислый» в ХIХ веке.

В ХХ веке, в связи с расширением культурного обмена и влияния выходцев из Юго-Восточной Азии в ЕвропеиАмерикестали признавать вкус «умами» (ощущение отаминокислот,глутамата/глютамината натрия). Признание этого вкуса можно связать с развитием сети китайских ресторанов, в которых использовались такие традиционные для стран Юго-Восточной Азии продукты, какферментированныйсоевыйили рыбныйсоус,мисои др., а позже - синтетическийглутамат натрия.

Однако на Востоке издавна выделяют 6 вкусов, в том числе «жгучий», что вполне понятно и нашим соотечественникам, легко различающим горький (хина, горькийогурец) и «горький» - жгучийперец,редька,горчица. Длительная история исследований вкусового анализатора, сколь ни странно, до сих пор содержит множество заблуждений — во многих книгах по физиологии повторяется «вкусовая карта» языка, которая, тем не менее, не имеет научного подтверждения.

Древне-китайская философская модель мира — Пять Элементоввключала 5 вкусовых элементов: горькое, соленое, кислое, сладкое и горячее. Последнее, возможно — эквивалент умами или «жгучего» (пряного).

В ноябре 2005 французские исследователи показали, что крысыразличают также «жирный» вкус^*.

Базовые вкусы

Количество типов независимых рецепторов вкуса в настоящее время точно не установлено. 4 "основных" вкуса - социокультурный архаизм европейской культуры, 5 основных вкусов - культуры государств Юго-Восточной Азии.

Предполагается, что существуют и другие виды рецепторов, например рецепторов, реагирующих на жирные кислоты, например, налиноленовую кислоту.

Соленое

Его стандартный носитель — хлорид натрия — поваренная соль, особенноион(Na⁺). Он детектируется рецепторами ионных каналов на языке, изменяя потенциал действия. Одновременно воспринимаемые соленый и кислый вкус сильно интерферируют, затрудняя наше понимание - какой из факторов сильнее.

Кислое

Кислый вкусоднозначно ассоциируется с величинойрНжидкости. Механизм восприятия подобен восприятию соленого.Ионы оксония(преимущественно H₃O⁺) возникают при диссоциациикислот. Так как величинарНслюнычеловекаблизка к нейтральному значению (рН=7), действие сильных кислот и кислот средней силы вызывает ощущение чисто-кислого вкуса. Однако некоторые слабые органические кислоты и гидролизующиесяионы(алюминий) могут вызывать и ощущение терпкости (вяжущий вкус).

Сладкое

Сладость обычно ассоциируется с присутствием сахаров, но то же ощущение возникает отглицерина, некоторых белковых веществ, аминокислот. Одним из химических носителей "сладкого" являются гидроксо-группы в больших органических молекулах -сахара, а такжеполиолы-сорбит,ксилит. Детекторы сладкого —G-протеины, расположенные во вкусовых почках.

Горькое

Горечь, как и сладость, воспринимается при посредстве G-протеинов. Исторически горький вкус ассоциировался с неприятным ощущением, и, возможно — с опасностью некоторых растительных продуктов для здоровья. Действительно, большинство растительныхалкалоидоводновременно токсичны и горьки, иэволюционная биологияимеет основания к такому заключению.

Вещества с характерным сильно-горьким вкусом: денатониум,Фенилтиокарбамид,Хинин

Умами

"Пятый вкус", традиционно используемый в китайскойкультуре, в других странах востока. Умами (яп.) - название вкусового ощущения, производимого свободными аминокислотами, в частности -глутаминовой, которые можно найти в ферментированной и выдержанной пище, например сырах пармезан и рокфор, в соевом и рыбном соусах. Также, они содержатся в большом количестве неферментированных продуктов, например грецких орехах, винограде, брокколи, помидорах, грибах и, в меньшем количестве, в мясе.

Другие ощущения, близкие к вкусовым

Жгучий вкус

Жгучий вкусне относят к числуосновных вкусов, так как до настоящего времени не обнаружены соответствующиевкусовые рецепторы. Он связан с веществами, стимулирующими «тепловые» рецепторы (этанол,капсаицин) — они возбуждают ветви тройничного нерва, и вносят свой вклад в «чисто вкусовое» ощущение.

Терпкое

Этот вкус связан с рецепцией дубильных веществ(танниныв чае, в ягодахтернаи др.). Механизм его возникновения связывают со связыванием таннинов и белков, богатыхпролином.

Жирное

Человек, несомненно, воспринимает "жирный" вкус - но это ощущение не так чётко выражено, как обычно выделяемая стандартная тетрада "сладкий-кислый-горький-солёный".

Металлический привкус

Обычно металлический привкус чувствуется у пищи, которая соприкасалась с окисленными металлами(ложки, вилки, банки). Особенно сильный металлический привкус наблюдается при контакте с меднымисплавами-латунью,мельхиороми др., поэтому столовые предметы из мельхиора инейзильберапокрывают тонким слоемсеребра.

Это ощущение может служить признаком некоторых заболеваний; отравлений металлами (напр., при литейной лихорадке) илипестицидами, действия некоторых лекарственных средств и др.