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

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.

Тройничный нерв

Тройничный нерв – это пятый черепной, так называемый соматосенсорный, нерв, отвечающий за восприятие прикосновений к коже головы и слизистым оболочкам рта и носа. Некоторые его волокна оканчиваются не только тактильными и болевыми рецепторами, но и TRP-рецепторами, отвечающими за восприятие температуры.

На слизистой оболочке носа и рта хеморецепторы тройничного нерва вступают в непосредственный контакт с веществами, содержащимися во вдыхаемом воздухе и пище, и активизируются ими. Это означает, что помимо обоняния и вкуса мы располагаем третьим чувством для восприятия химического состава окружающей нас среды, мы располагаем так называемой тригеминальной (тройничной) системой. Рецепторы разных систем различны: рецепторы вкуса расположены во вкусовых почках языка, рецепторы обоняния – в обонятельной слизистой оболочке носа. Рецепторы тригеминальной системы расположены в слизистой оболочке всюду – не только в носу и во рту, – в чем каждый из нас не раз убеждался на собственном печальном опыте, когда касался любой слизистой оболочки, не вымыв руки после контакта со жгучим перцем.

Рецептор свежести

Как мы увидели, стимуляция тройничной системы может привести к возникновению чувства жара, жжения и боли. Но это не единственный рецептор тройничной системы. Например, рецептор TRPM8 активизируется при температуре 28 градусов и ниже. Таким образом, он опосредует восприятие прохлады и свежести. Рецептор TRPM8 активизируется всякий раз, когда мы в прохладный день вдыхаем носом воздух. Однако он, так же как рецептор TRPV1, реагирует и на различные химические соединения. Эти соединения широко распространены и хорошо известны. К ним относятся, например, ментол, главная составная часть перечной мяты, эвкалиптовое масло и камфара, которую добывают из камфарного дерева. В противоположность чили, имбирю и перцу мята, эвкалипт и камфара воспринимаются не как острые и жгучие вещества, но как охлаждающие и освежающие средства – таково действие рецептора TRPM8.

Мы не случайно используем эти средства при простуде. При простуде, которая является результатом вирусной инфекции верхних дыхательных путей, развивается отек слизистых оболочек. Это особенно заметно в носу, так как за счет отека ухудшается проходимость носовых ходов. Мы замечаем это, потому что через нос начинает проходить меньше воздуха и потому что в меньшей степени возбуждаются рецепторы TRPM8. У нас возникает ощущение заложенности носа. Когда мы сосем мятные пастилки или наносим на верхнюю губу тигровый бальзам, мы химически стимулируем рецепторы TRPM8. Благодаря этому у нас возникает ощущение свежести в носу, а мозг интерпретирует это так, словно через нос стало проходить больше воздуха. Таким образом, мы предаемся самообману, ибо на самом деле проходимость носа нисколько не изменяется.

Жевательная резинка также часто содержит вещества, стимулирующие рецепторы TRPM8. Жуя резинку, мы создаем ощущение свежести во рту, которое, как правило, создает и ощущение чистоты. У нас возникает впечатление, что наш рот (как и рот нашего визави) чище, чем в действительности.

Иные рецепторы других ощущений

Существуют и другие рецепторы тройничного нерва, которые стимулируются температурами в определенных диапазонах и определенными