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 Alert 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 червинематоды Caenorhabditis elegans — 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 («PLoS One», 2015).
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.
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.
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.
