Райт - Наука о запахах - 1966 (947297), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Первый — это результаты исследований Баради и Бориа, которые обнаружили в мембранах обонятельной слизистой довольно много разнообразных ферментов, — правда, они не обязательно локализуются в собственно обонятельных клетках, но и входят в различные сопутствующие ткани, В их число, по-видимому, входят и некоторые окислительные ферменты (оксидазы). Кроме того, известно, что сероводород очень ядовитый газ; он столь же токсичен, как и цианистый водород НСН, но совсем не так опасен, потому что запах обычно заранее предупреждает о его появлении. Поскольку этот газ токсичен, он должен быстро реагировать с тканями, с которыми соприкасается.
Таким образом, случай с сероводородом не создает совершенно непреодолимого препятствия нашей теории. Что касается синильной кислоты НСМ, она также представляет собой газ весьма активный в химическом отношении и очень токсичный, а то, что некоторые неспособны ощущать его запах, указывает на возможное отсутствие у них спецкального приспособления, посредством которого могла бы восприниматься осмическая частота синильной кислоты. «Запах» аммиака, когда он достаточно силен, создает (в основном или полностью) болевое ощущение, и даже прн достаточно больших разведениях боль может оставаться главным компонентом ощущения, комбинируясь еще, возможно, с ответом на щелочную реакцию, характерную для растворов этого хорошо растворимого газа. Помимо затруднений, возникающих с немногочисленными веществами типа трех только что рассмотренных, вибрационная теория вполне удовлетворительно объясняет разнообразнейшие явления, описанные мною в предшествующих главах.
Так, например, частичное или полное сходство запахов оптических изомеров, о котором шла речь в главе ХУ, можно было бы точно предсказать на основе вибрациошюй теории запаха. Колебательные частоты нормальных состояний левых и правых форм вещества совершенно одинаковы, и поэтому запахи этих соединений тоже должны быть совершенно одинаковыми, до тех пор пока молекулярная асимметрия не позволит одной из форм несколько более плотно присоединиться к асимметричным молекулам обонятельных клеток.
В подобных случаях появляется небольшое отличие в интенсивности запаха или в его «оттенке», однако разница между двумя членами пары оптических изомеров никогда не бывает очень большой. Что касается информационной емкости обонятельной системы (обсуждавшейся в главе Х)), то вибрационная теория является первой и единственной теорией обоняния, которая удовлетворяет всем требованиям, вытекающим из представлений об информационной емкости. Диапазон частот со значениями волновых чисел от 50 до 500 включает несколько более трех <октавы У фортепьяно это соответствует 35 — 40 полным тонам, и если «шит рина полос» отдельных осмических частот составляет при« мерно ту же величину, что и у фортепьяно, то можн«4 наилучшим образом объяснить существование 25 — 35 первичных запахов, как и требует теория информации.
Явления частичной апосмни и избирательного утомления, изучавшиеся Гилло, Ле Магпеном н др. (глава ХЧ!), также прекрасно укладываются в эту теорию. Можно проделать очень простой эксперимент с белым и красным цветками клевера, чтобы посмотреть, в чем заключается последнее явление. Оба цветка имеют довольно похожие «цветочные> запахи, но, если в течение некоторого времени нюхать белый цветок, а затем быстро заменить его красным, обнаружится, что запах красного цветка пе ощущается в течение нескольких секунд.
Наш нос, «утомленный» запахом белого клевера, не в состоянии сразу воспринять запах красного. Если изменить порядок н сначала понюхать красный клевер, окажется, что это пе помешает сразу почувствовать запах белого цветка. Вибрацвонная теория объясняет случаи, подобные описанному, очень просто. Если знак + представляет наличие некоторой осмической частоты, а знак -- отсутствие какой-либо из этих частот, то запахи белого и красного клевера можно изобразить, например, следующим образом: белый: ',- + + ++ + ++ красный: + + + + Очевидно, длительное ощущение запаха белого клевера утомит все рецепторы, необходимые для восприятия запаха красного, тогда как, если первым пошохать цветок красного клевера, дополнительные частоты, характеризующие запах белого, позволят отчетливо ощущать его запах.
Нечто подобнос могло бы происходить при слуховых ощущениях. Скрипач берет аккорд, например си-минор, касаясь смычком одновременно не более двух струн. Органист может взять одновременно даже десять нот, используя сразу пальцы обеих рук. Аккорд сн-минор у органиста, несомненно, тот же, что и у скрипача, но он богаче основными частотами. Еслибы наши уши столь же легко утомлялнсь, как и носы, органист мог бы сделать нас временно глухими к аккорду си-минор, взятому скрипачом, тогда как скрипач не помешал бы нам услышать аккорд си-мннор органиста.
199 Если рецепторы, рассчитанные на восприятие определенных осмических частот, не временно утомлены, а вообще отсутствуют от рождения, то мы будем иметь точно такие же случаи частичной аносмии, какие описывали Блэйксли (глава Х111) или Гилло (глава Х»'1). Вибрационная теория запаха, кроме того, объясняет много фактов, описанных довольно детально в предыдущих главах. Топкое воздействие примесей на запахи веществ очень важно для парфюмеров, гастрономов и знатоков вин. Известны случаи, когда два запаха с определеннымн осмическими частотами при смешении в подпороговых количествах дают неожиданно богатый результат.
В других случаях удаление определенной частоты, которую вносит примесь, может максимально «очистить» запах. Если вибрационная теория запаха получит прочную основу в виде строгой связи определенных низкочастотных колебаний с характером запахов веществ или способностью веществ привлекать определенных насекомых или рыб, откроется огромное поле для исследовательской деятельности в этой области. Сейчас необходимо, пожалуй, рассмотреть лишь один вопрос, а именно возможный путь взаимодействия колеблющихся молекул пахучего вещества с обонятельными клетками — тот процесс, в результате которого возникает возбуждение в аксонах, направляющихся в обонятельную луковицу.
Я начал эту книгу с рассказа о том, как в действительности выполняется научное исследование, и закончить ее хотел бы тем же. Когда я впервые начал думать и говорить о молекулярных колебаниях как о причине запаха, химики постоянно спрашивали меня, каким образом молекулярные колебания, особенно низкочастотные, то есть с малой энергией, могут вызывать возбуждение в нерве. Если я обращался с этим вопросом к специалистам-нейрофизиологам, они давали мне, в сущности, один ответ: «К сожалению, мы ничем не можем вам помочь. Дело в том, что мы вообще не знаем, как возникают сигналы в нерве», При всей своей бесполезности этот ответ открывал широкие возможности для всякого рода предположений и гипотез.
К счастью, мои друзья любезно согласились помочь мне в этом деле, особенно доктор Рид, который подробно и творчески обдумал эту проблему. 200 Я предоставил ему фактический материал, касающийся вопросов обоняния, а он внес в решение проблемы широкую эрудицию химика и знания энергетики процессов, происходящих в живом организме.
После многочасовой дискуссии (которая часто выходила за пределы обеден. ного перерыва, а огромным количеством исписанной бумаги можно было покрыть весь пол лаборатории) мы пришли к некоторой теории пускового механизма, которая представлялась нам довольно обоснованной. Теперь нужно было расписать ее в деталях и попросить разных специалистов просмотреть ее и сделать необходимые замечания. Большинство из них вежливо заметили, что теория не лишена интереса, и только один, покойный доктор Эванс, заинтересовался всерьез. Он потратил несколько дней и ночей на детальные расчеты, которые показали, что теория в том виде, в каком она разработана, не способна объяснить существование очень низких порогов восприятия для многих запахов (глава УП).
Развив нашу основную идею несколько по-иному, доктор Эванс преодолел эту трудность. Все растянулось более чем на шесть месяцев, причем за многие дни н ночи трудов мы уничтожили огромное количество бумаги. В результате была создана теория обонятельного возбуждения, которую можно считать правильной или неправильной, но она согласуется с большей частью данных из химии, физики, физиологии и анатомии, а также с известным фактическим материалом, касающимся обоняния.
Мы исходили из того, что мембраны обонятельной слизистой носа отчетливо окрашены в желтый или коричневый цвет веществом, называемым обонятельным пигментом. Состав и строение этого вещества не известны, но, по сведениям ряда авторов, оно присутствует в большом количестве в соответствующих тканях животных, у которых хорошо развито обоняние.
Мы почувствовали, что присутствие в обонятельных клетках окрашенного вещества может иметь большое значение: совсем не потому, что восприятие запаха каким-то образом связано с восприятием цвета, но вследствие того, что цвет окрашенных веществ зависит от определенных особенностей нх структуры, а эта структура может иметь непосредственное отношение к нашей проблеме. Вещество обладает видимой глазом окраской, если молекулы его избирательно поглощают свет определенной зщ длины волны, (Белый свет включает все длины волн, и, если исключить из него какие-то волны, оставшаяся часть обязательно будет окрашенной.) Способность поглощать свет определяется присутствием в молекулах вещества электронов, способных поглощать лучистую энергию источника и в результате возбуждаться, переходя на более высокий, или возбужденный, уровень.
Таким образом, окраска обонятельной ткани свидетельствует, что эта ткань содержит вещество с легковозбуждаемыми электронами. Поскольку в полости носа темно, молекулы этого пигмента не могут возбуждаться за счет поглощения света, но они с не меньшим успехом могут возбуждаться за счет поглощения энергии химических реакций, которые всегда идут в живых клетках обонятельной ткани. Обычно возбужденные электроны довольно быстро возвращаются в основное состояние. Однако иногда они возвращаются с значительным опозданием, потому что такой переход оказывается запрещенным. (Примером может служить явление фосфоресцепции: энергия возбуждения светом некоторое время сохраняется в веществе и высвобождается довольно медленно, вызывая свечение в темноте после выключения света.) Физическая теория таких электронных переходов довольно хорошо известна, и возвращение электрона определяется (или описывается) математическим выражением, называемым интегралом момента перехода (фиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
