Чи шлях до серця лежить через ніс?

Жук вловлює феромони вусиками. А людина?

Що таке феромони, чи існують феромони людини, і якщо так, то чи керують вони нашою поведінкою? Про це багато пишуть, читають науково-популярні лекції, але й самі просвітителі розходяться в думках: суперечки в соцмережах часом йдуть на підвищених тонах. Спробуємо розібратися, що про це на даний момент відомо точно.

Створення міфу

Для прихильників існування людських феромонів є погана новина: за десятиліття досліджень фахівці, які вивчають принципи і механізми хімічного спілкування, так і не отримали експериментальних доказів існування речовин, які можна було б з повним правом назвати феромонами людини. Феромони — це сигнальні молекули, вироблені живим організмом, що випускаються в зовнішнє середовище і впливають на поведінку або психологічний стан іншої тварини, як правило, представника того ж виду. (Докладніше дивіться «Хімію і життя» № 7, 2015). Самці ссавців виділяють феромони, що змушують, наприклад, самку прийняти позу готовності до спарювання і (або) викликають агресивну поведінку в інших самців. Але вкрай малоймовірно, що будуть знайдені феромони, що викликають ту чи іншу стереотипну поведінку у людини, — якби вони існували, ми б знали про це і без хитромудрих експериментів. Складніше з впливом на фізіологію, настрій, сприйняття, мислення — ефекти ці тонкі, важкоуловимі. Прихильники їхнього існування стверджують, що такий вплив доведено в експериментах, критики — що всі наявні дані нікуди не годяться і нічого не доводять.

Людям, які категорично заперечують саму можливість існування феромонів людини, не варто забувати колись сказане Карлом Саганом: «Відсутність доказу не є доказом відсутності». Можливо, з цієї причини питання не закрите, і пошук феромонів людини ведуть досі, причому не ентузіасти-одинаки на зразок тих, що будують вічні двигуни, а наукові колективи і цілі відділи хімічних і біологічних інститутів.

Ріс. 1. Найзнаменитіші кандидати у феромони людини

Починалося все, однак, не цілком науково. У 1991 році, на конференції, одним зі спонсорів якої виступала парфумерна компанія Erox Corp., двоє вчених з університету Юти зробили доповідь про властивості двох сполук — за щасливим збігом, продукти компанії-спонсора. Незабаром матеріали доповіді були опубліковані у вигляді статті (Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology, 1991, 39, 4B, 573-582, PMID: 1892788). Головною її темою стали результати дослідження на декількох десятках добровольців, які показали, що андростадієнон і естратетраенол 1) вибірково, залежно від статі випробуваної, активують вомероназальний орган — периферичний відділ додаткової нюхомної системи, який у багатьох тварин реагує на летючі феромони та інші летючі ароматні речовини, що здебільшого не відчуваються як запах або слабо сприймаються основною нюшною системою (див. «Хімію і життя» № 7, 1998). Доповідь і стаття дозволили компанії в 1993 році отримати патент, в якому андростадієнон і естратетраенол позиціонувалися саме як феромони людини (Патент US 5272134 A — 1993).

Через майже десять років фізіолог з університету Чикаго Марта Мак-Клінток з колегами перевірила здатність андростадієнона і естратетраенола впливати на емоційний стан чоловіків і жінок. Результати, опубліковані в 2000 році, суперечили раніше зробленим висновкам і патентній заявці Erox Corp. Мак-Клінток досить м’яко сформулювала висновки: «Називати ці стероїди феромонами людини досить поспішно» (Hormones and Behavior, 2000, 37, 1, 57-78. doi: 10.1006/hbeh.1999.1559). Втім, група Мак-Клінток і донині продовжує дослідження цих речовин — остання публікація зовсім свіжа (Journal of Neuroscience, 2016, 36, 31, 8188-8199, doi: 10.1523/jneurosci.3935-15.2016). Таким чином, говорити про остаточне вирішення питання з андростадієноном і естратетраенолом ще передчасно.

Немає ніяких сумнівів, що людський організм дійсно здатний виробляти андростадієнон і естратетраенол, але ось те, що ці речовини працюють як феромони, так і не було продемонстровано з достатньою переконливістю. Слід зазначити і те, що більшість біологів вважають вомероназальний орган у представників Homo sapiens швидше рудиментарним органом, у дорослих людей він не використовується.

Проте обидві ці молекули продовжують вивчати, а компанія Erox так само випускає чоловічу і жіночу туалетну воду, повідомляючи споживачеві, що цей парфум не просто добре пахне, але і містить феромони людини. У 2014 році Тристрам Віатт, зоолог з Оксфордського університету, фахівець з феромонів тварин, написав огляд, в якому відстежив кожну згадку про андростадієнона та естратетраенола і ще двох стероїдів у науковій літературі починаючи з 1991 року. Згадок набралося сотні (Proceedings of the Royal Society B, 2015, 282, 1804, 20142994, doi: 10.1098/rspb.2014.2994). Висновок він зробив той же, що і Мак-Клінток: заявлені ефекти цих «феромонів» не відтворюються, а причиною позитивних результатів можуть бути невдало поставлені експерименти, відсутність подвійного сліпого контролю тощо. За його словами, складається враження, що Erox взяла дані про дії андростадієнона і естратетраенола зі стелі, люди прийняли це на віру, а справжнє наукове дослідження було зроблено лише після комерційного успіху «духів з феромонами».

Звичайно ж, Віатт писав цей огляд не для того, щоб викрити некоректний маркетинг парфумерів. Як і багато його колег, він зацікавлений в тому, щоб отримати обґрунтовану відповідь на питання: «Чи існують насправді феромони людини?» «Якщо ми хочемо шукати людські феромони, — пише він, — то повинні досліджувати самих себе так, ніби ми — тільки що відкриті ссавці, і використовувати суворі методи, які вже показали себе успішними при пошуку феромонів у інших видів». Суворістю, на думку Віатта, багато дослідників нехтують.

Незважаючи на всі зусилля, зроблені хіміками і біологами в останні півстоліття, однозначну негативну або позитивну відповідь досі не отримано. Одним з непрямих свідчень на користь існування феромонів людини Віатт, наприклад, називає більш сильний запах тіла людини на всьому протязі пубертатного періоду. Не виключено, що природа цього запаху пов’язана з приблизно такою ж хімічною сигнальною системою, яка з’являється у інших ссавців під час їх дозрівання і вказує на готовність до спарювання. Знову ж таки, той факт, що феромони є у ссавців, а Homo sapiens відноситься до ссавців, дозволяє сподіватися, що і феромони людини вдасться знайти. Звичайно, їх пошук не пов’язується з надіями на розробку «приворотних парфумів» — однозначна відповідь на питання: «Чи існують людські феромони?», позитивний або негативний, дозволив би дізнатися більше про найменш зрозумілу для нас і найбільш стародавню систему комунікації організмів.

Зауважимо, що Віатт не заперечує існування неферомонних індивідуальних запахів, як і здібності людей відрізняти за запахом тих, з ким вони перебувають у родинному зв’язку, або вибирати більш привабливих партнерів (див. «Хімію і життя» № 5, 2013).

Ще раз, для ясності: на даний момент не було ідентифіковано жодної речовини, яка виконувала б функції феромона у людини. Одна з причин полягає в тому, що часто пошук йде в неправильному напрямку через занадто вільне поводження з терміном «феромон». Інша ж причина об’єктивна: виділити вплив конкретної речовини на поведінку або емоції людини — виключно складне завдання. Це добре ілюструє історія пошуку феромонів у інших ссавців.

По свіжих слідах

Отже, феромони розпізнаються системою нюху і впливають на поведінку представника свого біологічного вигляду або безпосередньо, або через його гормональну систему. (Втім, існують і феромони, що діють на інший вид, — кайромони.) Щоб речовину з повним правом можна було назвати феромоном, її дія має бути вродженою, а не придбаною, а також безадресною — феромон подає сигнал всім представникам виду (або, принаймні, широкій групі, скажімо, всім представникам протилежної статі даного виду). Якщо ж запахи діють адресно, тільки на одну особину, мова йде не про вплив феромона, а про розпізнавання індивідуальної карти запахів. Скажімо, радість собаки, яка вчула господаря, не є ефектом впливу кайромонів — чотирилапий друг знає характерний запах своєї людини і встиг вивчити, що господар — це добре. Якби справа була в кайромонах, собаки гаряче вітали б будь-яку людину, чого, як ми знаємо, не відбувається. А ось речовини, що виділяються деякими комахами, в тому числі феромони, можуть виступати в ролі кайромонів для інших комах — їх паразитів або хижаків.

Класичний приклад феромона — бомбікол, який виробляють самки тутового шовкопряду Bombyx mori для залучення самців. Припущення про те, що тварини можуть обмінюватися інформацією за допомогою хімічних речовин, було висловлено ще в кінці XIX століття, але бомбікол виділили тільки в 1959 році, і тоді ж з’явився сам термін «феромони». Відтоді вони були ідентифіковані у різних біологічних видів — павуків, омарів, риб, жаб, змій, овець, оленів, собак, кроликів, слонів і, безумовно, мишей, на яких до теперішнього часу проведена найбільша частина робіт з феромонів ссавців.

Природно було поставити питання: а як з феромонами у людини? У 1971 році фахівець з терапії з Лондонського університетського коледжу Алекс Комфорт закликав колег використовувати для пошуку феромонів людини такі методи аналізу, як масс-спектрометрія, що робила в той час перші кроки (Nature, 1971, 230, 432-479, doi: 10.1038/230432a0). Він припустив, що виявлення цих сполук «відкриє новий розділ в репродуктивній фармакології саме тоді, коли це найбільше необхідно». Коментар Комфорту був присвячений у тому числі статті Мак-Клінток, тоді ще аспірантки коледжу Веллеслі (Nature, 1971, 229, 244-245, doi: 10.1038/229244a0). У статті повідомлялося про тенденцію до синхронізації місячних циклів у жінок, які проживають разом, — так званий ефект жіночого гуртожитку. За минулі з тих пір 46 років опубліковано чимало робіт, які вказували на помилки, зроблені Мак-Клінток і її послідовниками (див., наприклад, Psychoneuroendocrinology, 1992, 17, 6, 565-591, doi: 10.1016/0306-4530(92)90016-z). Однак тоді, в 1971 році, «ефект жіночого гуртожитку» був проголошений першою демонстрацією існування людських феромонів.

Зліва направо: Марта Мак-Клінток, Тристрам Віатт, почесний професор Університету Індіани Мілош Новотний

Заклик Алекса Комфорта був почутий. У тому ж 1971 році феромонами ссавців впритул зайнялися хіміки-аналітики. Піонером у цій галузі став чех за походженням Мілош Новотний, темою роботи якого в університеті Індіани був аналітичний поділ сумішей речовин за допомогою хромато-мас-спектрометрії. Старший колега Новотного, Марвін Кармак, заразив його ідеєю застосування мас-спектрометрії для вивчення хімічної комунікації ссавців. Новотний і Кармак вирішили взяти в свою компанію біолога і вирушили з пропозицією спільної роботи до співробітника того ж університету Веслі Віттену. Хіміки не застали Віттена в лабораторії, але це виявилося на краще: вони зустріли його на прогулянці, коли він розглядав сліди і мітки лисиць у свіжому снігу. Не відкладаючи справу в довгий ящик, дослідники відібрали проби жовтого снігу, проаналізували їх в лабораторії Новотного на мас-спектрометрі і виявили, що за летючими органічними сполуками, що містяться в лисячій сечі, можна визначити, хто залишив мітку — самець або самиця.

Рис, 2. Ці компоненти мишачої сечі були описані як перші відкриті феромони ссавців. Однак насправді досі не доведено, що вони є феромонами

Після цього хіміки переключилися з лисиць на більш доступних мишей. Вони розробили і відточили технології побудови хімічного профілю речовин, що виділяються різними мишачими залозами, а також компонентів сечі. У сечі самців-мишей вони виявили дві молекули — гетероцикл 2-втор-бутил-4,5-дигідротіазол і похідне терпена — дегідро-екзо-бревікомін (рис. 2). Обидві ці речовини провокували агресію у мишей-самців і при цьому були привабливі для самок.

У сечі дорослих мишей-самок було виявлено 2,5-диметилпиразин. Ця речовина, що виробляється наднирками, — свого роду хімічний сигнал про перенаселення, вона гальмує гормональний розвиток самок і віддаляє перехід молодняка в пубертатний період.

Нелетучі феромони

У 1970-1980-х роках було виявлено ще кілька сполук, які ідентифікували як перші феромони ссавців. Однак у наші дні статус цих молекул досі залишається неясним: більш пізні дослідження показали, що 2-втор-бутил-4,5-дигідротіазол, дегідро-екзо-бревікомін і 2,5-диметилпіразин виробляються не у всіх ліній мишей, до того ж не завжди відтворюється їх вплив на поведінку, в тому числі і репродуктивний. Деякі інші речовини, виявлені пізніше і не тільки в групі Новотного, викликали подібні дискусії про відтворюваність результатів. Все це показує, як легко може вислизнути удача від людини, яка вивчає феромони ссавців.

Як зазначає Рон Ю, нейробіолог з Інституту медичних досліджень Стауерса, докорінна відмінність феромонів ссавців і комах полягає в тому, що у комах феромон — індивідуальна речовина, яке легко пов’язати з конкретною поведінкою — залученням особин протилежної статі, роєнням або відкладанням яєць, а хімічний сигнал ссавців найчастіше складається з суміші різних речовин, причому варіації вмісту тієї чи іншої речовини можуть повністю змінити контекст переданої інформації. Природно, і зміни поведінки під впливом феромонів у ссавців також можуть бути куди складнішими. Ось чому так важко інтерпретувати експерименти з ідентифікації феромонів навіть на мишах. Експерименти, як правило, проводять у присутності інших тварин. Скажімо, при вивченні феромонів, що стимулюють агресію, недостатньо змушувати піддослідну тварину вдихати відповідну речовину — необхідний об’єкт агресивної поведінки. У підсумку нелегко визначити, яка саме речовина змінила поведінку піддослідного — ту, яку дав понюхати експериментатор, або ту, яку виділяють інші миші. А не знаючи точної будови речовини, що викликає реакцію, неможливо визначити будову і функції рецепторів цієї речовини і встановити природу нейронних зв’язків, задіяних у зміні поведінки.

Зрозуміло, що пошук феромонів у людини у сто крат складніший, ніж у мишей. На початку 1970-х дослідники заявили, що ідентифікували статеві феромони приматів, які безпосередньо впливали на їхню поведінку в пошуках партнера. Макак-резуси, що містяться у вагінальних виділеннях, аліфатичні кислоти, які виділяються одночасно з естрогеном, отримали назву «копуліни». У початковому повідомленні про ці феромони говорилося, що вони привертають увагу самців, однак цей поведінковий відгук так і не вдалося відтворити. Повідомлялося і про виявлення копулінів людини, і навіть про те, що чоловіки оцінюють фотографії дівчат, «надушені» копулінами, як більш привабливі (Evolutionary Psychology, 2016, 2, 1-8, doi: 10.1177/1474704916643328). Однак, по-перше, цей ефект не настільки великий, по-друге, критерії привабливості бувають різними (комусь подобається Скарлет Йоханссон, а комусь Вупі Голдберг), наявність статистичного зв’язку не завжди означає наявність зв’язку причинно-наслідкового, ну і, як неважко здогадатися, повідомлення про спроби відтворення подібних результатів дуже суперечливі.

Незважаючи на численні невдачі, пошук феромонів ссавців досі залишається святим граалем для хіміків. В ідеалі, звичайно, хочеться відстежити весь ланцюжок — від структури феромона і рецептора, який він активує, до способу взаємодії нейрона з центральною нервовою системою і поведінкового відгуку. Результати є — про ідентифікацію декількох феромонів ссавців можна говорити з повною впевненістю, хоча їх і небагато. На думку Кацусіге Тухари з Токійського університету, справа просувається так повільно через те, що в цій галузі головним чином працюють фахівці з поведінкових особливостей, нейробіології та молекулярної біології, — якби до пошуків феромонів приєдналося більше хіміків, робота пішла б успішніше.

У лабораторії Тухари визначили будову молекули, яку цілком можна вважати феромоном миші, — це пептид 1, що виділяється екзокринною залізою (ESP1). У повній відповідності до назви, цей пептид, тобто короткий білок, виробляють другорядні (екстраорбітальні) сльозні залози миші, розташовані під вухом. Виявилося, що він посилює активність вомероназального органу самок (Nature, 2010, 466, 7302, 118-122, doi: 10.1038/nature09142). Як каже сам Тухара, відкриття було зроблено завдяки щасливій випадковості — екстраорбітальні сльозні залози вивчені настільки погано, що про них насилу можна знайти згадку в літературі. Але саме вони виявилися джерелом феромонів. Всі бачили, як миші або кішки, вмиваючись, проводять лапкою за вухом, — можливо, ці рухи сприяють рівномірному розподілу секреторних виділень по вовні. Дослідники вперше виділили білок-феромон в 2005 році, однак на те, щоб визначити його третинну структуру, з’ясувати структуру активованого білком рецептора і роль цього білка в сексуальній поведінці самок, пішло п’ять років.

На відміну від речовин, свого часу ідентифікованих Новотним як феромони, ESP1 не належить до летючих низькомолекулярних сполук. Тухара вважає, що спочатку феромони всіх наземних тварин були летючими органічними речовинами, але, можливо, миші, як і деякі інші сухопутні тварини, в ході еволюції обзавелися більш надійною системою хімічної комунікації — білковою, і стали обмінюватися хімічними сигналами лише при фізичному контакті. Білки-феромони можуть працювати як самі по собі, так і спільно з летючими органічними речовинами.

З 2010 року було знайдено ще кілька пептидів, які виконують у мишей функцію феромонів. Один з них, який отримав назву «дарсин» на честь містера Дарсі, героя роману Джейн Остін, належить до головних сечовидільних білків і робить самців мишей більш привабливими для мишачих «леді» (BMC Biology, 2010, 8, 75, doi: 10.1186/1741-7007-8-75). Крім того, в якості феромонів мишей останнім часом намагаються представити виробні стероїдів, що виділяються самками, — їх сульфатовані або ацильовані форми, а також жовчні кислоти, які можна виявити у фекаліях мишей обох статей. Прогрес у галузі хроматографічних методів очищення білків поряд з новими підходами до визначення будови рецепторів дещо прискорив роботу, і тим не менш ми тільки почали розуміти, як організовано хімічне спілкування хоча б у лабораторних мишей.

Повернемося до феромонів людини

Незважаючи на очевидні складнощі, багато дослідників, серед яких і Тристрам Віатт, вважають, що пора знову замахнутися на виявлення феромонів Homo sapiens. Віатт впевнений, що після десятиліть, даремно витрачених на вивчення андростадієнону та естратетраенолу, слід сконцентрувати зусилля на вивченні секреторних виділень людини, щоб раз і назавжди вирішити питання про те, чи містять вони феромони.

Результати деяких досліджень вселяють оптимізм. Так, наприклад, було показано, що екстракт підмишкового чоловічого поту стимулює у жінок вироблення лютеінізуючого гормону — молекули, пікова концентрація якої в крові ініціює овуляцію (Biology of Reproduction, 2003, 68, 6, 2107-2113, doi: 10.1095/biolreprod.102.008268). Є інформація і про те, що запах жіночих сліз знижує вміст тестостерону в крові чоловіків, попутно знижуючи їх збудження (Science, 2011, 331, 6014, 226-230, doi: 10.1126/science.1198331). Ці результати можна розглядати швидше як віддалені натяки на можливість існування феромонів людини: не виявлено ні конкретних речовин, модулюючих поведінку, ні, тим більше, механізму цієї зміни. А без цього розмова безпредметна: у серйозній науці формулювання висновку про існування залежності між А і Б, засноване тільки на статистичному взаємозв’язку, вважається серйозною методологічною помилкою.

Рис, 3. Цей феромон кролика дозволяє новонародженим крольчатам знайти дорогу до молока матері

Віатт, однак, пропонує ще один спосіб пошуку невловимих феромонів, не пов’язаний з необхідністю нюхати чиїсь сльози або піт. На його думку, є шанс виявити вроджені способи хімічної комунікації, дослідивши відносини між матір’ю і грудною дитиною, — можливо, в цьому випадку зміна поведінки, викликана контактом з якою-небудь речовиною, буде простіше відокремити від інших факторів, здатних коригувати поведінку, адже вивчених форм поведінки у немовляти ще не так багато. У ссавців подібні феромони існують. Більш того, порівняно недавно було виявлено, що грудний феромон кроликів — 2-метил-2-бутеналь (Nature, 2003, 424, 68-72; doi: 10.1038/nature01739; рис. 3) — допомагає знайти молочну залозу матері не тільки новонародженим крольчатам, а й грудничкам Homo sapiens (PLOS One, 2009, 4 (10): e7579, doi: 10.1371/journal.pone.0007579).

Тепер, щоб оголосити 2-метил-2-бутеналь феромоном людини, залишилася сама малість: виявити, що організм людини здатний виробляти цей неробочий кетон, і якщо так — що організм матері, що годує, виробляє його рівно для того ж, для чого його виділяють секреторні залози крольчихи. За словами Віатта, тоді можна буде не тільки з повною впевненістю говорити про існування феромонів людини, але і почати пошуки більш складних систем хімічної комунікації, властивих нашому виду.