Обоняние в лёгких? Это что, шутка? Совсем нет! Обонять могут не только л`гкие, но и печень, почки, кожа, иммунные клетки… Правда в том, что лёгкие обоняют не совсем так, как делает это нос. Чтобы разобраться, что такое обоняние в лёгких, необходимо вспомнить, как оно происходит в носу. В журнале «Наука и жизнь» № 11 за 2022 год биологические беседы на эту интересную тему ведёт Кирилл Стасевич, который знакомит читателей с обонянием в органах человека.  

Органы чувств – это нос, глаза, уши, язык, ну а осязаем мы всей кожей. Любой орган состоит из клеток. В органах чувств есть особые клетки, которые называют рецепторными: они чувствуют сигналы из окружающей среды и мгновенно сообщают о них в мозг. А чем чувствует сигналы сама рецепторная клетка? Для этого у неё есть рецепторный белок. Из окружающей среды к клетке приходит свет или звук, или запахи, или же она чувствует механическое давление. Белок-рецептор ощущает это воздействие и передаёт сигнал другим клеточным белкам, они помогают клетке запустить нервный импульс, который по нервам побежит в соответствующий отдел мозга – зрительный, обонятельный и т.д.

Белков для обоняния существует очень много. У млекопитающих есть тысячи генов, кодирующих обонятельные рецепторы. У человека насчитывается 400 таких генов. Если сравнивать человека с животными, то он не самый выдающийся нюхач. Люди могут различать от десяти тысяч до триллиона запахов!

Исследователи, изучающие молекулярные механизмы обоняния, искали гены, которые должны работать в клетках, передающих в мозг информацию о запахах. Подразумевалось, что эти гены неактивны больше нигде: действительно, зачем лёгким или коже, или печени белки, помогающие чувствовать запахи? Но вскоре оказалось, что обонятельные белки есть в органах, которые к обонянию не имеют никакого отношения.

В этих органах сначала всё происходит так же, как в носу: какая-то молекула садится на обонятельный рецептор, а тот передаёт сигнал белку-напарнику внутри клетки. Но никакой импульс в мозг не бежит. Обонятельные рецепторы за пределами носа сидят не на нейронах, а на других клетках, которые не умеют генерировать электрические импульсы. Да им этого и не нужно, у них другие задачи. Что же случается с ними, когда у них активизируется обонятельный рецептор?

Обонятельный рецептор работает в паре с G-белком, которых много разных видов, и все они служат промежуточными передатчиками сигналов от рецепторов к внутриклеточным получателям. Этот белок можно сравнить с электрической розеткой, в которую мы втыкаем ноутбук, зарядку для смартфона или настольную лампу. Обонятельные рецепторы связывают разные молекулы, служат химическими датчиками. В носу обонятельные рецепторы сидят в нейронах, вот и получается обоняние. В лёгких, в коже и в других органах химическая информация не бежит в обонятельный отдел мозга, а используется для других целей. Получается, что не лёгкие приспособили обоняние к своим нуждам, это нос использует систему химической детекции, чтобы сообщить в мозг об окружающих запахах.

Для многих вненосовых обонятельных рецепторов удалось определить физиологические функции. Например, лёгочные обонятельные рецепторы – они сидят на клетках гладких мышц в стенках бронхиол. Бронхиолы – конечные ответвления, дерева бронхов, заканчивающиеся гроздьями пузырьков-альвеол. Газообмен идёт в альвеолах, но бронхиолы контролируют ток воздуха, сокращая и расслабляя мышечную ткань. Обонятельные рецепторы как раз помогают управлять мышечными стенками бронхиол. Также они участвуют в воспалительных процессах, будучи связаны с некоторыми заболеваниями, в которых задействован иммунитет – такими, как астма.

Один из кожных обонятельных рецепторов стимулирует заживление ран и рост волос, причём активизировать его можно запахом сандала (кожа реагирует на настоящее пахучее вещество, пусть мозг об этом не знает). А в почках обонятельный рецептор реагирует на небольшие жирные кислоты, вроде уксусной или пропионовой, производимыми желудочно-кишечными бактериями. Почувствовав жирные кислоты, рецептор даёт почкам сигнал повысить в крови уровень гормона ренина, который регулирует кровяное давление. Здесь, правда, не совсем понятно, действительно ли «бактериальных» жирных кислот в крови хватает для того, чтобы через почечный обонятельный рецептор управлять кровяным давлением. В печени один из обонятельных рецепторов ловит из крови гормон аспросин и, поймав его, заставляет клетку выбросить в кровь побольше глюкозы.

Узнать, что чувствуют с помощью обонятельного рецептора иммунные клетки макрофаги, и у каких животных больше всего обонятельных генов, можно, прочитав  статью «Зачем обоняние лёгким» в журнале «Наука и жизнь» №11 за 2022 год.

Материал подготовила ведущий библиотекарь отдела периодических изданий О. В. Аралова