какие животные если их обучить могут по запаху определить наличие болезни у человека

Диагноз на нюх: животные научились определять болезни человека по запаху

Животные способны «диагностировать» многие болезни человека по запаху, сообщает корреспондент tvbrics.com со ссылкой на исследователей из организации Medical Mutts.

Оттенки, тонкие различия запаха человеческого тела являются маркерами разного рода заболеваний и дают возможность домашним питомцам определить вид недуга, который поразил их хозяина.

Не только грипп. Ученые выяснили, что к примеру, если у человека проявляются симптомы эпилепсии, животные стараются держать дистанцию от больного. В ходе своей работы исследователи задействовали владельцев собак и кошек.

Со слов ученых, кошки и собаки чувствительны и к злокачественным опухолям. Тонкий нюх животных дает им возможность «отловить» по запаху химические вещества, содержащиеся в человеческом поте. Именно эти вещества сообщают о развитии онкологического заболевания. В ходе экспериментов животные безошибочно находят онкологического больного в группе из десяти человек.

Кстати, в соответствии с данными Ассоциации кардиологов США, собаки и кошки могут предсказать возможные инфаркт или инсульт. Кроме того, специалисты уверены в том, что домашние питомцы способны нивелировать последствия сердечного приступа. Несмотря на то, что подобное воздействие животных на человека еще досконально не изучено, ученые заявляют, что эти качества кошек и собак способны спасти человеческую жизнь.

Источник

Какие заболевания человека собаки могут распознать по запаху?

В настоящий момент есть подтвержденные данные, что собаки способны определить по запаху как минимум шесть заболеваний

Благодаря арсеналу из 220 миллионов обонятельных рецепторов, что в 40 раз больше, чем у человека, собаки способны чувствовать непостижимо тонкие запахи. Одна часть на триллион- это даже представить сложно! Неудивительно, что помощь собак в деле поиска наркотиков, розыска людей или пропавших животных поистине неоценима. А как дело обстоит с медициной?

Объявленная весной пандемия коронавируса придала новый импульс изучению способности собак по запаху определять наличие у человека тех или иных медицинских проблем. Кажется, еще вчера возможность использовать собак в качестве «тестера» только обсуждалась, и вот в прессе появились сообщения, что аэропорт Хельсинки принял на работу первых собак, обученных «вынюхивать» запах коронавируса. Вынюхивать почти безошибочно и, что немаловажно, мгновенно, причем без использования дорогостоящих химреактивов.

Любые процессы, происходящие в организме человека, меняют его ауру запахов. Страх, гнев или болезнь сопровождаются выделением целого ряда веществ, имеющих свой, уникальный аромат. Будучи обученной находить в общем букете определенные запаховые маркеры, собака улавливает малейшие изменения в функционировании организма, от крошечного сдвига в наших гормонах до высвобождения летучих органических соединений, выделяемых раковыми клеткам. Сообщить о своей находке каким либо доступным способом уже не такая сложная задачка.

Принимая во внимание невероятный потенциал собак, исследовательские лаборатории по всему миру работают над изучением возможности использования собак в сфере здравоохранения, причем не только для эмоциональной поддержки больных, но и в качестве полноценного диагноста, способного выявить заболевания на самой ранней стадии. Уже сейчас есть подтвержденные данные, что собаки с высокой точностью способны определить наличие как минимум шести заболеваний.

Онкология

Как показывают исследования, собаки способны отобрать образцы крови больных раком с точностью до 99%. Фото intelligentliving.co

О способности собак вынюхивать различные типы онкологических заболеваний, включая рак кожи, рак молочной железы и рак мочевого пузыря, люди догадывались давно. Подтверждением служат многочисленные истории, подобные той, что была опубликовал в 1989 году уважаемый медицинский журнал «Ланцет».

Короткая заметка рассказывала о собаке, которая день за днем обнюхивала определенную родинку на бедре хозяйки, игнорируя при этом все остальные отметинки, и даже пыталась откусить ее, едва женщина надевала шорты. Как выяснилось, опасения животного были не напрасны: анализ этой родинки после ее удаления подтвердил злокачественную меланому.

Такие случаи можно было отнести к досужим байкам, если бы не наука. Исследования группы врачей в 2006 году, а вслед за ними- специалистов компании BioScentDx в 2019, убедительно доказали способность собак правильно отбирать образцы различных тканей людей, страдающих раком, с невероятной точностью- до 99%.

Примечательно, что собаки-диагносты ошибаются гораздо реже врачей. Широко известен случай, когда в ходе обучения собак с целью выявления ими рака мочевого пузыря по запаху мочи пациента, одна из собак отреагировала на образец от предположительно здорового человека из контрольной группы, при повторном осмотре которого действительно был обнаружен рак. Получается, что собака выявила его раньше, чем кто-либо другой.

Возникает закономерный вопрос: если собаки справляются с диагностикой онкологии гораздо лучше людей и созданных ими машин, почему же тогда их не используют на этой работе повсеместно? Ответ на удивление прост. Несмотря на рост количества исследований, убедительно доказывающих наличие у собак способности обнаруживать рак, ученые до сих пор точно не знают, какие именно химические соединения они чувствуют в образцах различных типов опухолей, и это, сожалению, остается серьезным препятствием для обучения.

Нарколепсия

Собаки-ассистенты не только предупреждают о приступе, но и помогают его пережить. Фото anythingpawsable.com

Нарколепсия- это расстройство мозга, которое влияет на способность человека контролировать циклы сна и бодрствования. Проще говоря, больной нарколепсией может внезапно заснуть, вне зависимости от того, где он находится и чем в этот момент занимается.

Это делает нарколепсию чрезвычайно опасной как для самого больного, так и для окружающих: приступ может случиться на улице, во время работы или рулем автомобиля. Ситуация осложняется тем, что у приступа нарколептического сна нет никаких заметных предвестников, как при эпилепсии, и больной просто не успевает принять меры по обеспечению безопасности.

Мэри Макнейт, директор Академии служебных собак, специалисты которой более десяти лет обучают собак выявлять наступление приступа нарколепсии, отмечает, что ее ученики прекрасно улавливают запах биохимических изменений, происходящих в организме человека за несколько минут до приступа. Подаваемые собаками сигналы позволяют больным подготовиться к его наступлению, заняв максимально безопасное положение.

Но помощь собак-ассистентов не ограничивается только предупреждением. Их обучают, к примеру, вставать лапами на колени впавшего в нарколептический сон человека, чтобы не дать ему соскользнуть со стула на пол, или стоять над упавшим человеком, чтобы защитить его, если он заснул на публике, и даже обращаться за помощью к прохожим.

Как и в случае с онкологическими заболеваниями, ученые пока не могут ответить, на какие именно маркеры ориентируется собака. Однако им известно, что основным переносчиком запаха является пот: в ходе исследования, проведенного в 2013 году доктором Луисом Домингес-Ортегой, две обученные собаки смогли обнаружили 11 из 12 пациентов с нарколепсией, обнюхивая только образцы их пота.

Мигрени

Фейт- миниатюрная американская овчарка, обученная предупреждать своего владельца о приближении мигрени. Фото Lextergrace

Для тех, кто страдает от мигрени, наличие собаки, способной предупредить о скором наступлении приступа, означает возможность жить полноценной жизнью, контролируя боль.

Как показывают результаты недавних исследований, 54% страдающих мигренью владельцев собак замечают изменения в поведении своих питомцев во время приступа, а почти 60% указывают, что собаки стараются предупредить их о начале головной боли, причем обычно за час или два до ее прихода.

На данный момент неизвестно, можно ли научить собаку чувствовать наступление мигрени: некоторые специалисты полагают, что эта способность является определенного рода талантом, свойственным далеко не всем, и именно поэтому такие животные невероятно высоко ценятся.

Подобно тем собакам, что помогают диабетикам следить за уровнем сахара в крови и подают сигналы, когда чувствуют по запаху его серьезное падение, «настроенные» на мигрень животные остро реагируют на запах серотонина, уровень которого незадолго до начала мигрени резко возрастает.

Пациенты, страдающие мигренями, рассказывают, что когда их собаки, к примеру, внезапно подходят, ловят взгляд хозяина и начинают поскуливать, это означает, что до приступа осталось не больше двух часов. Заблаговременное предупреждение позволяет им принять лекарства и таким образом избежать прихода невыносимой, обездвиживающей боли.

Диабет

Чтобы помочь людям с диабетом обнаружить гипогликемию все чаще используются специально обученные собаки. Фото diabetestalk.net

Способность собак помогать людям с диабетом хорошо известна, и в мире существует целый ряд центров, занимающихся подготовкой собак для помощи инсулинозависимым диабетикам. После прохождения интенсивного курса обучения их животные получают твердые навыки, позволяющие им точно определять и своевременно предупреждать своих хозяев о резких изменениях уровня сахара в их крови.

Как показало исследование, опубликованное в 2016 году журналом Diabetes Care, такие собаки реагируют на запах изопрена, довольно распространенного химического вещества, содержание которого в человеческом дыхании значительно повышается при падении уровня сахара в крови. Исследователи полагают, что собаки особенно чувствительны к этому запаху и остро реагируют, когда их владелец начинает особенно сильно «пахнуть» изопреном.

В ходе подготовки собак учат сравнивать интенсивность запаха и сигнализировать при его усилении по отношению к предыдущему состоянию. Таким образом они обнаруживают, когда у человека возникает проблема, и предупреждают его, давая время проверить уровень сахара в крови и принять необходимый инсулин.

По данным ученых, помощь специально обученной собаки-ассистента ощутимо повышает качество жизни инсулинозависимых диабетиков. Большинство опрошенных больных сообщили, что с момента «получения» своей собаки-ассистента стали чувствовать себя более защищенными и независимыми, что подтверждается значительным снижением числа вызовов сестер-сиделок.

Несмотря на известный скептицизм врачей относительно того, могут ли собаки достаточно точно предупреждать владельцев об изменении уровня сахара в крови, для диабетиков, живущих с собаками-ассистентами, помощь их компаньонов является большим подспорьем.

Эпилептические припадки

Собак, предназначенных для людей с эпилепсией, обучают правильно реагировать на начало приступа и помогать владельцу во время судорог. Фото @henrychic/pinterest

Одна из самых спорных областей, где, по всей видимости, собаки могут оказать серьезную помощь, касается эпилепсии. Существует немало доказательств того, что собаки не только могут, но и действительно чувствуют начало приступа. Под вопросом пока остается уровень точности и, главное, сама возможность обучать собак распознаванию приближающегося приступа.

Ситуация осложняется тем, что, как и в случае с некоторыми другими заболеваниями, собаки не могут быть обучены «предсказывать» приступы: у человека на данный момент попросту нет способа снабдить их «запахом эпилепсии» или иной информацией, которую можно было бы использовать для соответствующей дрессировки.

Собак, предназначенных для людей с эпилепсией, обучают правильно реагировать на начало приступа и помогать владельцу во время судорог. Как сообщает Дженнифер Арнольд, основательница одной из школ по подготовке собак-ассистентов, остальную работу проделывают уже сами животные. По ее данным, 9 из 10 обученных собак со временем действительно развивают способность предсказывать наступление приступа и подавать сигнал тревоги, но для этого сам владелец должен уделять пристальное внимание тому, как ведет себя собака.

Однако не все так гладко, как может показаться. Несмотря на то, что проведенное в 2019 году исследование показало наличие у собак способности четко различать общий «запах эпилептического припадка», точку в этом вопросе ставить очень рано. Журнал Neurology отсылает читателей к двум исследованиям, результаты которых заставляют сомневаться в том, могут ли собаки на самом деле предсказывать эпилептические припадки.

В первом, датируемом 2007 годом, 4 из 7 изученных собак сообщали своим хозяевам о психоэмоциональных припадках, которые, несмотря на внешнее сходство, кардинально отличаются от эпилептические. Второе, 2006 года, показало, что порядка 30% пациентов, страдающим психогенными неэпилептическими припадками (ПНС), ошибочно ставится диагноз «эпилепсия». Это расстройство имеет эмоциональные корни и успешно лечится с помощью психотерапии, а не жестких лекарств от эпилепсии.

Способность собаки определять наступление эпилептического приступа это как раз тот случай, когда уместнее всего сказать: «необходимо тщательное изучение вопроса». Уже имеющиеся данные свидетельствуют о том, что некоторые собаки действительно от рождения обладают такой способностью, однако на данный момент не совсем понятно ни как учить собак, ни на что они на самом деле реагируют- некий запах химии тела или определенные изменения в поведении человека.

Страх и стресс

Собаки по запаху распознают резкий всплеск адреналина и кортизола в момент стресса. Фото medicalnewstoday.com

Как ни странно, обывательские представления о том, что собаки «могут чувствовать запах страха», на поверку оказываются чистой правдой. Собаки действительно могут «унюхать» изменения в запахе тела человека, причиной которых является испытываемый им страх или повышенный уровень стресса. Даже если человек умело держит себя в руках, собаки по запаху распознают резкий всплеск гормонов, таких, как адреналин и кортизол, выделяемых организмом в ответ на стрессовые ситуации.

Однако в отличие от того же стереотипа, в соответствии с которым собака обязательно «должна наброситься» на того, кто пахнет страхом, в реальности эту способность собаки легко обратить на пользу человеку. Собака, обученная распознавать признаки стресса, может при помощи особого сигнала сообщить владельцу, что пора бы уже расслабиться, глубоко вдохнуть или принять лекарство.

Такая помощь может быть необходима людям, которые не всегда осознают происходящие в их эмоциональном состоянии изменения. Это позволит, к примеру, предотвратить панические атаки, связанные с посттравматическим стрессовым расстройством у ветеранов боевых действий или жертв нападения преступника.

Журнал DogTime рассказывает об одной из таких собак. Кали, полуторагодовалый родезийский риджбек- первая собака, которую приняли в штат школы. Она обучена распознавать запах кортизола, который известен как «гормон стресса». Люди, страдающие, к примеру, аутизмом, чаще всего имеют более высокий уровень этого гормона в крови.

Кали- первая собака, обученная определять приближающийся стресс и официально принятая на работу в школу. Фото thecalaisschool.org

Кали выполняет работу по обнаружению повышенного уровня кортизола у учеников школы. Каждое утро она сидит возле корпуса и наблюдает за учениками, проходящими мимо нее. Как только Кали замечает кого-то с высоким уровнем кортизола в крови, она подает сигнал своему куратору.

Ее куратор, Кейси Батлер, сертифицированный специалист по естественной реабилитации и адаптивной терапии. Пристальный взгляд собаки на ученика означает сигнал для Кейси: с этим ребенком необходимо работать, чтобы помочь ему справится с эмоциональными проблемами до того, как они приведут к серьезным нарушениям.

Безусловно, человеку предстоит пройти невероятно долгий путь, чтобы приблизиться к пониманию того, как собаки чувствуют окружающий мир. Еще сложнее будет научиться задавать собакам правильные вопросы, ответы на которые позволят лучше понять происходящее внутри самого человека. И хотя многое в поведении собак пока остается тайной, ясно, что эти животные обладают сверхъестественной способностью «вынюхивать» определенные медицинские проблемы, и это умение может стать настоящим спасением для тысяч людей.

Понравилось? Подписывайтесь на мой канал ЯндексДзен и смотрите картинки в Инстаграм.

© 2019-2021 Александр Смирнов. Уважайте труд автора: копирование любой части материала возможно только с указанием авторства и ссылки на источник.

Источник

Какие животные если их обучить могут по запаху определить наличие болезни у человека

You are using an outdated browser. Please upgrade your browser to improve your experience.

Узнать болезнь по запаху

Живые сенсоры

Эта история попала на страницы «National Geographic» и BBC четыре года назад. Жительница Шотландии Джой Милн почувствовала, что запах ее мужа стал постепенно изменяться, в нем появились едва уловимые древесные и мускусные оттенки. Сначала она не придала этому значения. Однако через шесть лет мужу поставили диагноз — болезнь Паркинсона. Вместе с ним она пришла в больницу и неожиданно обнаружила, что такой запах присущ не только ее мужу, но и всем больным в этом отделении.

Джой упомянула о своем наблюдении доктору, работавшему в Эдинбургском университете, а он поделился этим с коллегами. Ученые были заинтригованы и решили проверить, действительно ли Джой Милн может диагностировать болезнь по запаху.

Для участия в эксперименте исследователи пригласили шестерых здоровых добровольцев и шестерых пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. Каждый получил по одинаковой футболке, надел ее и носил в течение дня. А затем футболки дали понюхать Джой Милн. Она правильно угадала в 11 случаях из 12: точно опознала все футболки больных, но ошибочно приписала одну из «здоровых» футболок к категории «больных». Каково же было удивление исследователей, когда спустя восемь месяцев они диагностировали болезнь Паркинсона у того человека, чью футболку Джой Милн «неправильно» опознала как футболку больного! Это означало, что Джой Милн действительно могла распознать болезнь Паркинсона задолго до появления первых симптомов.

Связь запаха тела человека с той или иной болезнью интересовала еще древнегреческих врачей. Приблизительно в 400 году до нашей эры Гиппократ упоминал о специфических запахах тела, слюны, мокроты и мочи, которые можно использовать для диагностики различных заболеваний. А в древнем трактате на санскрите Сушрута самхита, написанном в 350 году до нашей эры, сказано: «С помощью обоняния мы можем распознать своеобразный запах пота при многих болезнях, который помогает в их диагностике».

При диабете в выдыхаемом воздухе улавливается запах ацетона, печеночная недостаточность придает телу запах сырой рыбы, брюшной тиф — запах испеченного хлеба, а желтая лихорадка заставляет кожу пахнуть мясной лавкой — это известные и вполне объяснимые факты. Ведь запахи тела складываются из сотен и тысяч летучих органических соединений, которые образуются в результате метаболизма и выделяются с выдыхаемым воздухом, потом, слюной, мочой, фекалиями. Эти соединения часто становятся пищей для бактерий, населяющих кожу, слизистые оболочки и другие системы человеческого организма. Но и бактерии, откушав ЭТОТ «компот», тоже выделяют пахучие вещества, и это еще один источник запаха, исходящего от тела человека. Понятно, что набор пахучих веществ у разных людей разный, он зависит от образа жизни, физической нагрузки, пищи, применяемых лекарств, окружающей среды и, конечно, от тех или иных заболеваний.

Собаки обладают более острым обонянием, чем человек, поэтому их можно натренировать на запахи, характерные для определенных болезней. Например, в Америке работает специальная служба Diabetic Alet Dogs. Здесь собак обучают улавливать специфический запах, появляющийся у диабетика при понижении (гипогликемии) или повышении (гипергликемии) уровня сахара, прежде чем эти изменения станут опасными. На странице этой службы в Интернете можно прочитать множество историй о том, как обученные собаки спасали и спасают больных всех возрастов, включая грудных детей.

Диабет — не единственное заболевание, которое безошибочно распознают наши четвероногие друзья. Многочисленные исследования последних пятнадцати лет, выполненные в Калифорнийском и Миланском университетах, Военном ветеринарном центре Италии и Институте генетики и животноводства в Польше, продемонстрировали, что собаки способны обнаруживать различные виды рака, включая рак простаты, колоректальный рак, рак легкого, рак молочной железы и меланому, причем чувствительность животных в двойном слепом эксперименте не уступала чувствительности самых современных диагностических методов.

От собак не отстают и мыши: они способны различать запах мочи своего собрата с привитым раком легкого и запах мочи здорового животного. В этом убедились в эксперименте американские исследователи из Университета Пенсильвании и Центра химических сенсоров в Филадельфии, о чем и рассказали в журнале «PLoS One» в 2010 году. А поскольку ни собак, ни мышей использовать в больнице не вполне удобно, японские исследователи предложили весьма неожиданную тест-систему для клинической диагностики онкологических заболеваний. Сенсором в этой системе работают черви-нематоды — близкие родственники аскарид, паразитирующих в организме человека и млекопитающих. Если нематодам дать выбор, то они будут двигаться к образцам мочи раковых пациентов, привлекаемые ее запахом, но останутся равнодушными к моче здоровых субъектов. Чувствительность этого теста была впечатляющей (95,8%), при том, что среди больных были пациенты на самой ранней стадии заболевания.

Запах болезни и эволюция

Способность распознавать болезнь по запаху развилась в процессе эволюции не случайно. Инфекционные и паразитические заболевания — основная причина массовой гибели в любой популяции, и наиболее эффективный способ не допустить распространения эпидемии — изолировать больное животное. Выбор здорового партнера для создания потомства также влияет на выживание популяции в целом.

Многочисленные эксперименты на грызунах подтвердили, что здоровые животные избегают любых контактов с особями, носящими в себе заразу — от кишечных нематод и кандид до вирусов, а самки безошибочно выбирают для спаривания здоровых партнеров. Грызуны также реагировали и на собратьев с воспалительными процессами, которые вызывали искусственно — вводили животным липополисахарид. Липополисахарид — компонент наружной части клеточной мембраны всех грамотрицательных микроорганизмов. Его называют также эндотоксином, и не случайно: он активирует иммунную систему, заставляя лимфоциты вырабатывать воспалительные цитокины. Избыточное количество эндотоксина приводит к таким грозным осложнениям, как эндотоксиновый шок и острая полиорганная недостаточность. Через четыре часа после инъекции у крыс развилось воспаление, и заболевших особей стали сторониться здоровые собратья. Это исследование выполнили в Университете Нью-Йорка в 2009 году.

Исследователи из Каролинского института под руководством Матса Олсона задались вопросом — будет ли наблюдаться аналогичный эффект отторжения среди людей? Двадцати двум здоровым добровольцам делали инъекцию липополисахарида или солевого раствора (контроль) и надевали на них плотно облегающие футболки, которые они носили в течение четырех часов. Каждый час им измеряли температуру и брали кровь, чтобы определить уровень маркеров воспаления. Другая группа испытуемых должна была оценивать запах футболок. Для подтверждения адекватности теста к футболкам добровольцев подложили неношеные футболки. Результат: большинство реципиентов охарактеризовали запах футболок от добровольцев с воспалением как неприятный и нездоровый.

Распознавание запахов инфекционных болезней можно рассматривать как эволюционный механизм, препятствующий распространению эпидемии в популяции. Однако когда речь идет о незаразных болезнях, таких как диабет или онкология, все далеко не так очевидно.

Запах страсти и запах счастья

Оказывается, что запах может передавать не только информацию, связанную с возрастом, полом и болезнями человека, но и с его эмоциями. Считается, что собаки чувствуют страх человека и ведут себя с людьми, которые испуганы, более агрессивно. Часто псы рычат на одних людей, а на других и внимания не обращают. Людям, которые патологически боятся собак, всегда советуют любыми способами сохранять спокойствие и никоим образом не выказывать своего страха, поскольку, как полагают, страх провоцирует у собак инстинкт хищника.

В эксперименте, проведенном итальянскими учеными под руководством Биаджо Д’Аниелло вместе с коллегами из Португалии в 2017 году, участвовали лабрадоры и золотистые ретриверы и студенты-добровольцы Института высшей прикладной психологии Лиссабона. Студентам положили под мышки впитывающие марлевые прокладки и предложили просмотреть 25-минутный фильм, вызывающий либо страх, либо ощущение счастья. Затем прокладки собрали, поместили в специальные контейнеры и отправили в Неаполь.

Завершающая часть эксперимента проходила в небольшой лабораторной комнате, где находились хозяин с собакой и незнакомый собаке исследователь. В середине комнаты стоял контейнер с прокладками, однако ни хозяин, ни исследователь не знали, какой запах содержится в этом контейнере. Поведение собаки в ответ на запах записывали на видеокамеру, одновременно измеряя частоту ее сердцебиения.

Оказалось, что наиболее сильно животные реагировали на запах страха: они начинали лаять, оглядывались на хозяина и искали его глазами, у них учащалось сердцебиение, они отводили уши назад и демонстрировали другие признаки стресса. Анализируя проявляемые реакции, ученые пришли к выводу, что, вопреки сложившемуся мнению, все они свидетельствуют не о появлении инстинкта хищника, но о страхе самой собаки. Другими словами, тот страх, который испытывали студенты в Лиссабоне при просмотре фильма ужасов, передался находящимся в Неаполе собакам через запах марлевых повязок. А вот запах счастья действовал на собак слабее, но позитивно: они становились более дружелюбными по отношению к незнакомому исследователю, присутствовавшему в комнате.

Оказывается, не только собаки, но и человек способен уловить по запаху эмоциональное состояние партнера. Например, исследователи из Научного института Вейцмана в Реховоте (Израиль) в 2011 году опубликовали статью в журнале «5с1епсе», где экспериментально доказали, что запах женских слез, собранных во время просмотра грустного фильма, снижает сексуальную привлекательность женских лиц для мужчин. Кроме того, запах женских слез уменьшает у мужчин уровень тестостерона, а функциональная магнитно-резонансная томография мозга испытуемых мужчин продемонстрировала, что снижается активность центров сексуального возбуждения. Впрочем, аппетит у мужчин при этом не уменьшался. Результаты исследования были опубликованы в журнале «Science» в 2011 году.

Сегодня известно как минимум три десятка болезней человека, которые выдают себя специфическим запахом.

Более того, эмоциональные состояния могут быть «заразными»! Это явление много лет исследуют ученые из Утрехтского университета в Нидерландах под руководством Гуна Семина. Вот один их экспериментов. В качестве доноров пота выступали здоровые некурящие мужчины, которым демонстрировали видео, вызывающие у них эмоции страха или отвращения, или нейтральное видео (и которые, как указано в статье, получали за это 20 евро). Реципиентами были женщины (им почему-то платили только 8 евро). Они не знали, запах какой эмоции им предлагали. Им ничего не надо было комментировать – просто нюхать. А тем временем исследователи внимательно наблюдали за дыханием женщины, движением их глаз, движением мимических мышц.

Ученые использовали системы кодирования лицевых движений, позволяющие сопоставить выражение лица человека с эмоцией, которую он испытывает. Например, электромиографическая активность лицевой мышцы скуловой кости и круговой мышцы (улыбка Дюшена) отражают счастье, в то время как активность с участием медиальной лобной мышцы, поднимающей брови, соответствует страху. Так ученые обнаружили, что такие эмоции, как страх и отвращение, передаются с запахами пота, причем обонятельные сигналы не осознаются реципиентом, но отражаются на его лице и особенностях дыхания. «Счастливые» образцы пота вызывали на лицах женщин «улыбку Дюшена», хотя женщины не могли назвать эти образцы явно приятно пахнущими. Похоже, наука подтверждает, что счастьем, как и страхом, можно заразиться.

Маркеры состояний

Запах человека определяется тысячами летучих органических соединений (ЛОС), состав и соотношения которых тесно связаны с метаболическими процессами, происходящими в организме. Каждое из этих соединений — конечный продукт определенной метаболической цепочки, и любые нарушения или изменения метаболизма немедленно сказываются на составе ЛОС. При этом определенным болезням или эмоциональным состояниям может соответствовать характерный набор соединений, которые способны улавливать животные и некоторые люди.

Запахи эмоций очень нестабильны и меняются со временем, да и практическая значимость их распознавания не слишком велика. Другое дело — биомаркеры заболеваний, которые активно ищут ученые с помощью разных приборов. Однако это непростая задача. Во-первых, концентрация летучих соединений чрезвычайно мала, поэтому приборы должны обладать очень высокой чувствительностью. А во-вторых, набор соединений в значительной степени индивидуален и зависит от возраста, питания, принимаемых лекарств, физической нагрузки, эмоционального состояния, окружающей среды и многих других факторов. Выделить среди тысячи соединений, состав которых непостоянен, одно или несколько, надежно (однозначно) связанных с заболеванием, удается лишь в редких случаях.

Тем не менее, маркеры некоторых заболеваний уже известны, и их активно применяют в диагностике. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (ЕВА) одобрило применение трех тестов выдыхаемого воздуха. Первым в 1990-х годах появился тест на оксид азота – как маркер воспаления дыхательных путей при астме. Но затем оказалось, что тест прекрасно работает и при диагностике других заболеваний, включая хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ), склеродермию, синдром обструктивного апноэ, нарушения эпителия носа, муковисцидоз и гепато-пульмональный синдром. Оказывается, при хронических воспалительных процессах эозинофилы, клетки иммунной системы, выделяют избыточное количество NO. Его-то и обнаруживает тест с помощью хемилюминесцентной реакции оксида азота с озоном.

Следующим появился тест на хеликобактер пилори, вызывающую язву желудка и двенадцатиперстной кишки. В основе теста лежит свойство хеликобактер пилори выделять фермент уреазу, который катализирует преобразование мочевины в аммиаки углекислый газ. Пациенту дают проглотить раствор мочевины, меченой тяжелым изотопом углерода, а через 15—30 минут определяют меченый СО2 в выдыхаемом воздухе. Наличие изотопа С-13 говорит о присутствии в желудке этой самой бактерии.

Сегодня для инструментального определения биомаркеров используют два совершенно разных подхода: электронный нос и газовую хроматографию. Электронный нос имитирует работу органов обоняния людей или животных и распознает характерный образ объекта. Он представляет собой набор сенсоров, с которыми могут конкурентно взаимодействовать ЛОС. Подобно рецепторам человеческого носа, каждый сенсор может реагировать на разные вещества, а одно и то же соединение может воздействовать на несколько сенсоров. Электронный нос не разделяет и не идентифицирует отдельные соединения, а реагирует на их совокупность. Технология электронного носа относительно дешевая, простая и выдает результаты на месте. Большой международный коллектив ученых, инженеров и клиницистов из Израиля, Франции, Китая, Латвии и США в 2016 году создал портативное устройство, способное с точностью 86% определять 17 различных заболеваний, включая различные виды рака, язвенный колит, синдром раздраженного кишечника, болезнь Паркинсона, множественный склероз, гипертензию легочной артерии, преэклампсию и хроническую болезнь почек.

Совершенно иной подход в методе газовой хроматографии. Здесь все многочисленные вещества разделяются на хроматографической колонке, образуя характерный рисунок — хроматограмму, где каждому соединению соответствует отдельный пик. Среди этих пиков и находят те, что характерны для того или иного заболевания (биомаркеры). Иногда компонентов настолько много, что определить каждый из них по отдельности не представляется возможным, однако можно заметить, что при возникновении заболевания в спектрах ЛОС появляются повторяющиеся картинки — наборы пиков с определенными соотношениями их интенсивностей. Такие картинки называют отпечатками пальцев и их появление в спектре указывает на наличие болезни.

Например, американские исследователи из Нью-Джерси, М. Филлипс, Н. Алторки и др., проанализировали хроматограммы выдыхаемого воздуха 193 пациентов, страдающих раком легкого, и 211 здоровых волонтеров, сравнили и выделили 16 маркеров этого заболевания, определяющих диагноз с точностью около 85%.

Оба подхода хороши и полезны для медицинской практики. Какой из них использовать — зависит от поставленных задач. Для диагностического скрининга предпочтителен электронный нос, сочетающий дешевизну, компактность и высокую точность. Если же нужно проследить нарушения метаболических путей, связанных с тем или иным заболеванием, применяют газовую хроматографию, выделяющую каждое летучее соединение индивидуально.

Кандидат химических наук Н.И. Василевич

Научно – популярный журнал «Химия и жизнь», 05.2019 г.

Источник