Чи можна відчути запах хвороби?
Нюх, який часто ототожнюють із способом отримання гедоністичних та естетичних вражень, є одним із основних почуттів, що визначають сприйняття зовнішніх ароматичних (запахових) подразників та відповідають за правильне функціонування людини у навколишньому світі. Ароматичний подразник або просто аромат є носієм важливої інформації, яка впливає на багато життєвих функцій, а правильне функціонування нюху покращує комфорт та безпеку життя. Для кожної людини характерний індивідуальний ароматний профіль, який є результатом багатьох складових запахів (шкіри, волосся чи дихання). Природний запах багато в чому визначається генетично, проте під впливом численних чинників навколишнього середовища він може істотно змінитися. У світі багатьох сучасних наукових досліджень не викликає сумнівів, що запахи значною мірою пов’язані зі здоров’ям людини і впливають на функціонування організму. Запах — це властивість відчувати запахові речовини або субстанції, які їх містять, після контакту з подразником аромату
Останніми роками тема запахів стала предметом багатьох інноваційних наукових досліджень. Безперечно, Нобелівське відкриття (2004 р.) Ліндою Бак (Linda Buck) та Річардом Екселем (Richard Axel) механізму сприйняття запаху започаткувало багато досліджень з метою кращого розуміння чинників, які можуть вплинути на здоров’я та нюхову чутливість людини. Відтак тема запахів стала предметом багатьох інноваційних наукових робіт. Здатність розпізнавати та відчувати подразники запаху — це індивідуальна риса, яка залежить від багатьох чинників, як об’єктивних, пов’язаних із характером подразника та рецептора запаху, так і суб’єктивних. На нюх можуть впливати індивідуальні умови, фізіологічний стан, анатомічні дефекти порожнини носа, захворювання, прийняті ліки, використовувані стимулятори та чинники довкілля. За результатами досліджень встановлено, що у жінок кращий нюх, ніж у чоловіків. Крім того, чутливість жінок до запахів змінює свій профіль в період вагітності, коли запахи відчуваються більш інтенсивно і сприймаються як менш приємні. Рівень чутливості до запахів знижують також соціальні чинники (куріння, наркотики, зловживання алкоголем). З віком сприйняття запахів зменшується, і його оптимум відзначають у середньому в 20–30-річному віці.
Відомо, що виникнення деяких захворювань, особливо шизофренії, депресії, а також хвороб Альцгеймера та Паркінсона, супроводжується розладами відчуття запаху. Так, хвороби Альцгеймера та Паркінсона можуть бути діагностовані на дуже ранній стадії за допомогою спеціальних тестів на запах і за наявності специфічної аносмії (втрати нюху). Характерно, що у людей із шизофренією та депресією значно знижена чутливість до запаху, тоді як неврози та анорексія супроводжуються підвищеним рівнем його сприйняття.
До захворювань, про виникнення яких сигналізує запах, належать переважно патологічні стани, спричинені оксидантним стресом, у тому числі рак, обмінні та генетичні порушення, нейродегенеративні патології, інфекційні хвороби та захворювання серцево-судинної системи
Тривале застосування ліків часто призводить до розладів системи нюху. Дослідники висловлюють припущення, що гормональні препарати, які застосовують у складі замісної гормональної терапії та контрацептиви, негативно впливають на відчуття запаху у жінок. Поза тим, у деяких наукових повідомленнях розглядається властивість нестероїдних протизапальних препаратів впливати на функцію нюху. До інших лікарських засобів, що мають істотний вплив на нюх людини, належать антигіпертензивні препарати, гіполіпідемічні засоби, антикоагулянти, антидепресанти, діуретики, інсулін, назальні судинозвужувальні засоби та силденафіл (віагра), який спричиняє закладеність носа.
Результати досліджень, проведених протягом останніх років, дозволили виділити групу запашних речовин, наявність яких в організмі сигналізує про настання хворобливого стану, а завдяки їхній ідентифікації були встановлені можливості визначення стану здоров’я людини та діагностики запаху окремих захворювань. Історичний генезис цієї теми сягає часів Гіппократа, який ще 400 років до н.е. аналізував запах повітря, який видихали пацієнти. У XI ст. перський лікар і вчений Авіценна проаналізував запах сечі. У ХІХ ст. Роберт Кох, експериментуючи із сибіркою, асоціював запах заражених ран із запахом хвороботворних бактерій. Крім того, у 80-х роках минулого століття аналіз запаху дихання використовували для діагностики гастриту, спричиненого Helicobacter pylori.
До захворювань, про виникнення яких сигналізує запах, належать переважно патологічні стани, спричинені оксидантним стресом, у тому числі рак (переважно легень, молочної залози, яєчника, передміхурової залози та шкіри), обмінні та генетичні порушення (цукровий діабет, фенілкетонурія, триметиламінурія), нейродегенеративні патології (хвороба Паркінсона, Альцгеймера, шизофренія), інфекційні хвороби (туберкульоз, малярія, бактеріальні інфекції) та захворювання серцево-судинної системи (атеросклероз). У науковій літературі описано низку захворювань, для яких відомі характерні профілі запаху. Наприклад, цукровому діабету властивий запах ацетону, туберкульоз «пахне» несвіжим пивом, черевний тиф — свіжим хлібом, кір — пташиним пір’ям, захворювання печінки — свіжим м’ясом, хвороби нирок та сечових шляхів мають риб’ячий та аміачний запах, а для людей із шизофренією характерний кислий (оцтовий) запах.
Собаки, для яких характерна значно розгалуженіша нюхова система, порівняно з людиною можуть безпомилково ідентифікувати багато видів раку. Правильно відібрані та навчені собаки розрізняють запах раку з точністю понад 95%
Нині проводяться дослідження летких органічних сполук VOC (Volatile Organic Compounds), які виділяє людський організм. VOC — це різні хімічні сполуки, які виділяються клітинами організму за допомогою обмінних процесів і зазвичай накопичуються найчастіше у повітрі, що видихається, сечі, поті чи крові. Якісний і кількісний склад таких сполук відображає стан здоров’я організму людини. Оскільки хвороба заважає хімічним процесам, що відбуваються в організмі людини, утворені метаболіти зумовлюють помітні зміни запаху людини. Результати аналізу цих сполук можуть сприяти розробці нових потенційних біомаркерів захворювання та альтернативних методів медичної діагностики. Великою перевагою цього методу аналізу запаху є можливість повністю неінвазивної діагностики захворювання на ранніх стадіях, особливо в період, коли інших симптомів немає. Газова хроматографія (GC) та методи мас-спектрометрії (GC-MS, GC-MS-MS) мають важливе аналітичне застосування в цій галузі. Також широко використовують так звані електронні носи — комп’ютерні сенсорні системи, призначені для аналізу запаху за допомогою матриці відповідних датчиків, та системи розпізнавання картини запаху. Водночас велику перспективу в ранній діагностиці має залучення спеціально дресированих тварин, особливо собак. Дані численних наукових досліджень свідчать про те, що собаки, для яких характерна значно розгалуженіша нюхова система, порівняно з людиною можуть безпомилково ідентифікувати багато видів раку.
Читайте також: Як феромони впливають на наше життя? (рос.)
Використання нюхового потенціалу тварин має суттєву перспективу для ранньої діагностики раку легень. Встановлено, що тварини розрізняють зразки повітря, що видихає пацієнт на всіх стадіях захворювання, від таких, узятих у здорових людей. Рак легень — це специфічне онкологічне захворювання, яке, крім того, що характеризується високою смертністю, на початкових стадіях практично не має помітних симптомів, через що його рання діагностика утруднена. Правильно відібрані та навчені собаки розрізняють запах раку з точністю понад 95%. Незалежні дослідницькі групи виявили, що зразки дихання, отримані від пацієнтів із раком легень, значно відрізняються від таких у здорових людей. Порівняння зразків дозволило отримати профіль летких органічних сполук (VOC) повітря, що видихається. В основному це сполуки з групи алканів, алкенів та ароматичних вуглеводнів. Цікаво, що у видихуваному повітрі хворих на рак легень відсутній 2,5-диметилфуран, летка органічна сполука, яка найбільш виражена у видиху курців. У той же час лише невеликий відсоток хворих на рак легень становлять люди, які ніколи не курили.
У процесі пошуку потенційних біомаркерів для ідентифікації запаху раку легень також встановлено підвищення рівня формальдегіду, пентаналю, гексаналю, октаналю та нонаналю у повітрі, що видихається, при наявності постійного рівня інших нижчих альдегідів. За результатами аналізу літературних даних на сьогодні потенційними біомаркерами раку легень розглядають також ізопрен, бензол та декан. Відомо, що практично достовірним біомаркером цукрового діабету є ацетон, який легко виявляють у пацієнтів із цим захворюванням, або метилмеркаптан в осіб із захворюваннями печінки.
Багато сучасних досліджень ґрунтується на тому, що захворювання органів дихання змінюють запах організму. Вчені майже впевнені, що у випадку з інфекційним захворюванням COVID-19, спричиненим коронавірусом SARS-CoV-2, ситуація аналогічна. Так, для підтвердження цих припущень залучають належним чином дресированих собак з метою виявлення людей, інфікованих коронавірусом. Позитивні результати таких тестів були б ефективною альтернативою для раннього виявлення інфікованих людей, у тому числі тих, у яких відсутні симптоми. Поряд з класичними тестами даний підхід може стати надійним, швидким, економічним і неінвазивним шляхом для виявлення COVID-19 та ефективним інструментом для його припинення. Останні звіти свідчать про те, що цей метод має великі шанси на реальну реалізацію для широкомасштабного використання. На ранній симптоматичній стадії COVID-19 у великої кількості пацієнтів виникають високоспецифічні симптоми — тотальна аносмія та агемузія, тобто втрата здатності до нюху та смаку.
Отже, можна відзначити значну перспективу діагностичних досліджень щодо виявлення та аналізу летючих і запашних органічних речовин, які утворюються в організмі людини. Останніми роками було проаналізовано багато профілів запаху, характерних для різних захворювань, і такий підхід є ключовим для виділення потенційних біомаркерів запаху недуг. Більшість цих специфічних сполук виділяється з повітрям, що видихається, яке можна легко зібрати та потім проаналізувати, використовуючи доступні аналітичні методи. Аналіз летких сполук, наявних у сечі, крові чи випорожненнях, не такий простий, як сполук у видихуваному повітрі, але також дає унікальні дані, особливо для виявлення раку яєчника або передміхурової залози. Подальший розвиток досліджень у цій галузі може надалі забезпечити швидкий і неінвазивний моніторинг стану здоров’я та, перш за все, точну діагностику широких груп населення.
Анна Павельчик (Anna Pawełczyk), Юстина Жвав’як (Justyna Żwawiak),
Луціюш Запрутко (Lucjusz Zaprutko), фармацевтичний факультет,
Познанський медичний університет ім. Кароля
Редакція вдячна за допомогу в підготовці матеріалу професору Р.Б. Лесику, Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького
“Фармацевт Практик” #7-9′ 2020
