Норма запаха в крови

В феврале 2013 года в блоге мэра Чебаркуля Андрея Орлова появилась любопытная запись. Чиновник просил у горожан помощи — срочно придумать, как справиться с неожиданной славой, свалившейся на уральский городок вместе с Чебаркульским метеоритом.

На просьбу мэра немедленно откликнулся предприниматель Сергей Андреев, владелец «Мастерской необычных решений». Одно из этих решений Андреев и подарил мэру, предложив сделать из метеорита духи.

Идея быстро захватила умы чебаркульцев и жителей соседнего Миасса. Миасская лаборатория так старалась, что изготовила духи на семь месяцев раньше, чем метеорит вытащили со дна озера. Теперь с Урала можно привезти и такой сувенир — пузырек «Чебаркульского метеорита» с запахом крови.

Конечно, ничьей кровью метеорит не пахнет. Технологи, которые ради благого дела откололи от лежащего в воде камня две крошки, заявили французским журналистам, что камни источают тонкий аромат металла. Точно так же большинство людей на планете описывает и запах крови — своей и чужой.

Металлический запах крови удобно объяснять железом в составе — вроде как оно и пахнет. Вот только ни у железа, ни у метеорита, ни у любого другого куска металла нет летучих молекул, которые можно обонять отдельно. Медные монеты, алюминиевые вилки и чугунное пресс-папье начинают пахнуть только после контакта с кожей. Когда человеческие выделения окисляют металл, образуются альдегиды. Это они испаряются и пахнут.

Такой альдегид с металлическим привкусом давно искали и в крови. И все-таки в 2017 году профессор с теплой фамилией Ласка из Линчёпингского университета (Швеция) довел дело до конца. Перепробовав все методы выделения аромата — от газовой хроматографии до масс-спектрометрии, — Ласка оставил в шорт-листе около 30 веществ, в основном продукты распада жиров. Студенты профессора лично перенюхали их все. В конце концов единогласно было выбрано вещество транс-4,5-эпокси-(Э)-2-деценаль, уменьшительно — E2D.

Оказывается, в крови E2D образуется при окислении сложных липидов, действительно имеет выраженный металлический привкус и, что самое интересное, ощущается человеческим носом даже в ничтожной концентрации: 0,078 ppt–0,330 ppt (одна часть на триллион!). Для сравнения: другие ароматы мы можем услышать, только если одна их часть приходится на миллиард других. Такая острая реакция подтолкнула ученых к еще одной догадке: нос так восприимчив к E2D, потому что этот запах знаком нам уже много тысяч лет.

Профессор Ласка закрепил открытие ловким экспериментом в шведском зоопарке. Тиграм и гиенам, которые уже давно не охотились ни на что, кроме своего хвоста, подложили тонкие деревянные бруски, щедро политые E2D. Реакция зверей стоила бесконечных опытов в лаборатории: тигры вели себя с брусками как костями молодых антилоп, гоняли их по земле, нежно покусывали и укладывали спать рядом с собой. Можно было бы подумать, что животным просто понравились деревяшки, но это не так: для проверки им были предложены и простые, ничем не намазанные бруски, только они никого не заинтересовали.

После открытия Ласки другие ученые принялись исследовать влияние запаха крови на человека. Выяснилось, что реакция на запах крови происходит даже если внешне человек спокоен, как никогда: сердце начинает биться чаще, выступает пот, мозг фиксирует признаки стресса. При этом женщин запах крови скорее тревожил, у мужчин, напротив, вызывал радостное возбуждение. Ученые чуть не выдвинули гипотезу о жертвах и охотниках, но вовремя вспомнили, что у женщин есть причины волноваться из-за запаха крови — это менструация и роды.

Запах крови, как и сама кровь, не мог не заинтересовать и криминалистов. В советской России судебная ольфакторная экспертиза появилась еще в 1960-е, но до сих пор используется крайне редко — до 2 000 исследований в год. Люди ее проводить не могут, поэтому работают за них специальные собаки-биодетекторы. Их носы могут распознать даже запах раковой опухоли, а уж найти и сличить два запаха крови для них вообще не составляет труда.

Ольфакторная экспертиза похожа на очную ставку. Только вместо свидетеля — собака, а вместо подозреваемых — пластиковые колпаки, под которыми спрятаны разные пахучие следы (тряпочки в стеклянных банках). Собаке дают понюхать образец, например, окровавленный нож. Под колпаками она должна найти тряпочку, которая пахнет так же, — скажем, лоскут рубахи жертвы. Каждый вещдок проверяют три собаки.

Предполагается, что после открытия летучего соединения с запахом крови можно будет научиться обманывать даже собак. А пока люди тренируются, выпуская маркеры с концентрированным запахом рыбьей крови для рыбаков. Такими маркерами рыбаки рисуют на блесне глаза и плавники, чтобы обмануть сразу и рыбье зрение, и обоняние.

А в Италии, как водится, вовсю обманывают людей. Там предприниматели Антонио Зуддас и Джованни Кастелли недавно придумали Blood Concept — целую линию ароматов с запахами крови. Фантазия увела друзей далеко от мира науки: запахи они поделили на группы крови, назвали O, A, B и AB, а потом порекомендовали покупателям ходить в магазин со справкой от врача. Справка не помешает, иначе от достоверности запахов в первые минуты можно в самом деле упасть в обморок.

Наталья Резник
«Троицкий вариант» №1(170), 13 января 2015 года

Кровь! Ее запах возбуждает и ведет по следу хищника, а жертву приводит в трепет и обращает в бегство, даже если эта кровь принадлежит животному другого вида. В некоторых случаях этот запах позволяет установить репродуктивный статус самки. Естественно предположить, что в крови млекопитающих разных видов присутствует какой-то общий пахучий компонент, узнаваемый всеми. Но, как ни странно, о летучих соединениях крови, определяющих ее запах, почти ничего не известно.

Этим вопросом заинтересовался профессор Университета Линчёпинга (Швеция) Маттиас Ласка (Matthias Laska). Начал он с того, что отправил своего студента Шиву Кришну Рачамадугу (Shiva Krishna Rachamadugu) в Университет Фридриха-Александра в Эрлангене (Германия), чтобы он там методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии определил состав летучих компонентов крови млекопитающих. Шива Кришна работал с кровью свиньи, в которой обнаружил около 30 летучих соединений, а насколько они пахучи, выясняли уже люди, единодушно решившие, что характерный, с металлическим привкусом, запах крови имеет альдегид транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль, причем эксперты ощущали его в удивительно малой концентрации: 0,078 ppt–0,330 ppt (частей на триллион).

Далее предстояло выяснить, как воспримут транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль хищные млекопитающие и будут ли они реагировать на него, как на запах настоящей крови. Исследователи проверили поведение четырех видов: красного волка Cuon alpinus, гиеновидной собаки Lycaon pictus, южноамериканской кустарниковой собаки Speothos venaticus и сибирского тигра Panthera tigris altaica. Группы этих животных, взрослые самки и самцы, жили в парке дикой природы Кольморден в больших вольерах, среду в которых постарались максимально приблизить к естественной (трава, деревья, скалы, водоемчик).

В эксперименте использовали еловые дощечки размером 48×7×4,5 см, на обе стороны которых равномерно наносили 0,5 мл лошадиной крови, транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль — кровяной альдегид, изопентилацетат, имеющий «банановый» запах, — или растворитель диэтилфталат, который почти не пахнет. Ученые выбрали кровь лошади, а не свиньи, поскольку в обычный рацион всех четырех видов входила конина. Концентрации веществ подбирали так, чтобы человек без напряжения ощущал запах, нюхая поднесенную к носу дощечку. Пять деревяшек, пропитанных одним из запахов, клали в вольер, а затем выпускали животных из внутренних помещений. Вокруг вольеров сидели студенты, которые внимательно наблюдали за реакцией хищников по три часа утром и днем, с 8:00 до 16:00. В следующий раз в вольер клали дощечки с другим запахом. Реакцию на каждый запах исследовали пять раз. Наблюдения проводили в дни, когда не было дождя, смывающего запахи, и кроме того, хищников не кормили, потому что в дни кормления им не до дощечек.

Наблюдения показали, что все четыре вида интересуются пахучими деревяшками: нюхают, облизывают, кусают, трогают лапами, играют с ними (рис.1); звуков, однако, при этом не издают. Псовые предпочитают обнюхивать, сибирские тигры играть. Оказалось, что всех хищников более всего занимают деревяшки, пахнущие кровью или ее главным компонентом. Аромат бананов или растворителя привлекает их гораздо меньше. Три вида хищников одинаково реагировали на запахи крови и транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля, и только гиеновидные собаки отдавали предпочтение крови. Но запах главного компонента крови привлекал их гораздо больше, чем фруктовый.

Почти все животные изо дня в день сохраняли интерес к дощечкам, которые пахнут кровью или альдегидом, и только кустарниковым собакам они к концу эксперимента поднадоели: животные продолжали их обнюхивать и кусать, но не так активно, как в первые дни. Вообще, обращение хищников с дощечками, пахнущими кровью или ее основным компонентом, напоминает возню с костями, оставшимися после кормления: завладев такой деревяшкой, они старались с ней не расставаться, отдыхать укладывались рядом, охраняли (рис. 2). К деревяшкам, пропитанным растворителем или фруктовым запахом, они так не относились. На основании этих наблюдений исследователи предположили, что все четыре вида хищников, как и люди, ассоциируют запах транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля с запахом крови.

Это нетривиальное открытие. Других примеров одинаковой реакции животных на запах пищи и его единственный компонент пока нет. Запах каждого продукта образован множеством летучих веществ. Известно, что человек выделяет доминирующие соединения, определяющие характерный запах, но не воспринимает его как идентичный натуральному продукту. Нечеловекообразные обезьяны не видят связи между запахом ключевого соединения и пищи: например, не ассоциируют ароматы уксусных эфиров или монотерпеновых спиртов, найденных в тропических фруктах, с самими фруктами, а реагируют на них, как на другие отдушки, не имеющие отношения к плодам. А транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль влияет на поведение больших хищников так же, как настоящая кровь.

В дальнейшем исследователи планируют выяснить, как на этот запах будут реагировать потенциальные жертвы мыши, например. Как правило, ключевое соединение не вызывает у них тех же реакций, что цельные запахи тела, фекалий или мочи хищника. Посмотрим, как они воспримут кровяной альдегид.

Кроме того, у открытия профессора Ласки и его коллег есть очень важное практическое применение: ученые предлагают использовать транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль для обогащения среды, в которой содержат животных. Это актуальная задача, потому что у хищников в неволе часто возникает стереотипное поведение или неофобии (страх перед всем новым). Обогащение среды призвано заинтересовать животных, побудить к исследованию окружающей среды, и сильнопахнущие предметы для этого как раз подходят. Однако из практики известно, что успех зависит от типа запаха и способа его представления. Если запах выбран неверно или присутствует постоянно, он не только не помогает, но и нередко усиливает стереотипное поведение. Дощечки с запахом транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля на первый взгляд подходят идеально. Хищники охотно их исследуют и играют с ними, как не смогли бы возиться со стационарным пахнущим объектом (скалой, например).

Дощечки легко удалить, что позволяет контролировать длительность действия запаха и избегать привыкания к стимулу. И ни одному из исследованных видов эти пахучие деревяшки не надоели окончательно. Так что капля транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля на кусочке дерева существенно украсит жизнь хищников в неволе.

1. Nilsson S., Sjöberg J., Amundin M., Hartmann C., Buettner A., et al. Behavioral responses to mammalian blood odor and a blood odor component in fourspecies of large carnivores // PLoS ONE. 2014. 9(11).