Отбор пород собак для поиска спецзапахов по остроте обоняния

По данным, приводимым в работах Корытина С.А, Крутовой В.Н., Хендрикса X. восприятие запаха обонятельной системой у высших животных возможно благодаря обонятельному эпителию. Его клетки располагаются у животных и человека в верхних отделах средней носовой раковины, в верхней носовой раковине и верхней части перегородки носа. Периферические отростки рецепторных клеток обонятельного эпителия заканчиваются обонятельной булавой, покрытой пучком микроворсинок. Авторы указывают, что именно мембрана этих ворсинок (ресничек и микровилл) является местом взаимодействия обонятельной клетки с молекулами пахучих веществ (одорантов).

У человека число обонятельных клеток достигает 6 млн. (по 3 млн. в каждой ноздре). Развитие обонятельных клеток у эмбриона человека происходит достаточно быстро. Уже у 11- недельного плода они хорошо дифференцированы и предположительно способны выполнять свою функцию.

Говоря о жизнедеятельности органа обоняния, авторы приводят данные о том, что рецепторные клетки обонятельного эпителия постоянно обновляются. По их мнению, жизнь одной клетки длится от нескольких недель до несколько месяцев. Далее происходит их гибель и слущивание. При повреждениях обонятельного эпителия регенерация клеток значительно ускоряется. Основная роль в возбуждение обонятельных клеток, по данным М. Макклинток принадлежит рецепторным белкам, молекулы которых, взаимодействуя с молекулами пахучих веществ, меняют свою конфигурацию. Это приводит к запуску целой цепи сложных реакций, в результате которых сенсорный сигнал преобразуется в универсальный сигнал нервных клеток. Далее, как следует из материалов автора, из рецепторных клеток по их аксонам, образующим обонятельный нерв, сигнал

передается в обонятельные луковицы. Здесь происходит его первичная обработка, и далее сигнал по обонятельному нерву поступает в головной мозг, где и происходит его окончательный анализ.

X. Хендрикс считает, что способность воспринимать запахи у человека и животных с возрастом меняется. По его наблюдениям острота обоняния у человека достигает максимума к 20 годам, в течение примерно 30-40 лет находится на одном и том же уровне, а затем начинает снижаться. Особенно заметное снижение остроты обоняния проявляется у людей старше 70 лет, а иногда и 60 лет. Это явление носит название старческой гипосмии, или пресбиосмии.

Автор указывает на то, что потеря реципиентом способности воспринимать запахи негативно сказывается на аппетите и общем состоянии человека. По его мнению, это связано с тем, что именно аромат пищи является одним из необходимых условий для выработки пищеварительных соков в желудочно-кишечном тракте. Он предполагает что, очевидно, то же самое происходит и со старыми животными.

М. Макклинток отмечает, что у людей чувствительность к восприятию запаха одних и тех же веществ сильно варьирует. Изменяется она в зависимости от факторов внешней среды (температуры, влажности), эмоционального состояния и гормонального фона. В. Крутова и X. Хендрикс в своих исследованиях пришли к аналогичным выводам. По их наблюдениям, например у беременных женщин на фоне общего снижения остроты обоняния резко повышается чувствительность к каким-то определенным запахам.

Возможно, что у собак из-за породных особенностей происходит выборочное повышение чувствительности к запахам разных групп, что при их практическом применении проявляется как породная склонность к распознаванию запахов той или иной группы.

Чем может быть вызвано нарушение обоняния? По данным М. Макклинток, работы, проводимые в данном направлении исследований в Национальном институте здоровья США показали, что соответствующие расстройства связаны с поражением рецепторного аппарата обонятельного анализатора (около 90% случаев), с поражением обонятельного нерва – около 5% случаев и с поражением центральных отделов головного мозга – 5% случаев. Автор указывает, что причины обонятельного нарушения «рецепторного уровня» очень разнообразны и многочисленны. Среди них, по ее мнению, лидируют травмы обонятельной зоны и ситовидной пластинки, воспалительные процессы в полости носа, и носовых пазухах, черепномозговые травмы, интоксикации, аллергические реакции, мутации, авитаминозы (по витаминам А и В12), вдыхание паров раздражающих веществ (например формальдегида), вирусные поражения, ионизирующее излучение и многое другое.

По мнению X. Хендрикса, причины поражения обонятельного нерва чаще всего обусловлены инфекционными заболеваниями, нарушениями обмена веществ, токсическим воздействием лекарственных препаратов, повреждением нерва при хирургических операциях и опухолями. В. Крутова считает, что поражения центров обонятельного анализатора могут быть вызваны черепно-мозговой травмой, нарушением мозгового кровообращения, опухолями головного мозга, генетическими и инфекционными заболеваниями, а также различными нарушениями психики.

В чем же выражается нарушение обоняния? X. Хендрикс утверждает, что это может быть полное отсутствие способности воспринимать запахи (аносмия) или снижение остроты обоняния (гипосмия) разной степени выраженности. Нарушение обоняния может быть, по его мнению, выражено и в виде искажения восприятия запахов (алиосмия), при котором все запахи воспринимаются «на один манер». Например, при какосмии, по данным автора, все запахи кажутся человеку гнилостными и фекальными; при торкосмии – химическими, горькими, запахами гари или металла; при паросмии «чеснок пахнет фиалками». В своих работах автор приводит сведения о нарушениях обоняния у людей, проявлявшихся и как смешанные случаи, и как фантосмия – обонятельные галлюцинации. К сожалению, информации о нарушениях подобного рода у животных в доступной литературе мы не встретили, но приняв как аксиому то, что раз данные нарушения могут возникать у всех представителей высших млекопитающих, предположить, что это относится и к собакам.

О природе запаха. Корпускулярная и волновая теории

Если рассматривать кинологию как отрасль народного хозяйства, где конечным продуктом является выполняемая собаками работа, то, по аналогии с другими отраслями производства, становится возможным с учетом особенностей данного направления выделить ряд факторов, влияющих на «процесс производства и качество конечного продукта». Особенностью этого рода хозяйственной деятельности является «сырье», без которого невозможна сама деятельность служебной собаки. Этим «сырьем» в нашем случае является запах.

Корпускулярная теория природы запаха. В своих трудах Корытин С.А. отмечал, что изучение природы запаха интересовала ученых еще в античные времена, например Аристотель, полемизируя о сущности запаха, говорил о ней, как свойстве веществ.

Сократ же считал, что, поскольку запаху самому присущи свойства (такие как сила, резкость, сохранность и другие), то его не следует рассматривать как свойство, чтобы не вступить в противоречие понятий (свойство имеет свойства). Он предложил рассматривать запах как явление.

Природу запаха уже тогда рассматривали как способность предметов и веществ выделять мельчайшие частицы. Название этой теории, как отмечает в своей работе Корытин С.А. корпускулярная, от лат. корпускул – частица – дали Аристотель и Сократ.

В наше время сторонники корпускулярной теории рассматривают восприятие запаха как процесс, связанный с взаимодействием специфических систем организма с корпускулами (микрочастицами, одорантами) вещества, несущими информацию, которая воспринимается как запах. Исследования, проводимые профессором И.С. Беритовым на собаках в 30-х годах прошлого века, показали, что при нормальном дыхании у них не происходит транспортировки молекул одорантов в воспринимающие области обонятельного эпителия. Это означает, что собаки должны принюхиваться, чтобы ощутить запах при низких концентрациях одорантов. Но высокая концентрация вещества, как указывал Корытин С.А. может привести к ощущению запаха и без принюхивания, если контакт с веществом в высокой концентрации достаточно длительный (более 2 секунд). По сообщению автора, при предоставлении одорантов собаке, находящейся под наркозом было выяснено, что величина ответа обонятельного нерва зависит от скорости воздушного потока через носовые проходы.

Волновая теория природы запаха. Не менее популярна в настоящее время теория о волновой природе запаха, рассматриваемая в работах Акимова А.А., Тихоплав В.Ю, академика РАЕН Шилова Г.И. Авторы считают, что любой материальный предмет можно представить в виде стоячей волны, рассматриваемой как частный случай интерференции волн, возникающей при наложении волн, без сложения их энергий. При этом происходит взаимное усиление волн в одних точках пространства и ослабление – в других. Следовательно, запах, как явление, вполне может иметь, наряду с корпускулярными, и волновые характеристики, воспринимаемые организмом как информация. В виде электромагнитных колебаний она будет восприниматься организмом через канально-чакральную систему и ТА, то в своих лечебных практиках на протяжении столетий используют лекари Юго-Восточной Азии.

Приборы для измерения остроты обоняния у людей и животных Считается, что собака способна улавливать тонкие запахи, недоступные человеческому восприятию. Поэтому в практической работе кинолога актуально знать ту «величину» запаха, которую способна определить собака, или, другими словами, установить величину остроты ее обоняния. В доступной нам литературе мы нашли достаточно большое число работ, посвященных, в основном изучению остроты обоняния человека. Описывая исследования, связанные с изучением обоняния у человека, Марта Макклинток, специалист Национального института здоровья США приводит описание разных моделей ольфактометров и принцип их работы. Все описываемые исследования имели целью определить возможности человека различать запахи различной силы. Существует, как упоминает автор, целая научная отрасль – ольфактометрия – наука об измерении остроты обоняния (от латинских слов «ольфактио» – запах). Прототипом большинства приборов для изучения обоняния является прибор, предложенный в 1892 году русским физиологом Н.А. Савельевым.

М. Макклинток описывает его следующим образом: «…Прибор состоял из двугорлого сосуда, в который наливался раствор пахучего вещества. В одно горлышко сосуда вставлялась стеклянная трубка, доходившая до дна сосуда, а в другое – П-образная стеклянная трубка, соединявшая первый сосуд со вторым, от которого отходила разветвленная трубка с оливообразными насадками, приспособленными для введения в нос. Исследуемый вставлял в нос оливы и втягивал воздух, который проникал в первый сосуд через прямую трубку и, проходя через слой жидкости, насыщался пахучими веществами, попадал через П-образную трубку во второй сосуд, а оттуда – в нос…». Изменяя концентрацию раствора, можно было достичь изменения концентрации паров. Вариантами прибора Савельева, по данным Корытина С.А. являлись весьма популярные как в нашей стране, так и за рубежом, ольфактометры X. Хенинга и X. Эльсберга – Дж. Леви.

Прибор X. Хенинга состоял из большого числа двугорлых сосудов, соединенных последовательно. Если соединить первый сосуд со вторым, концентрация пахучих паров уменьшится вдвое. Соединив второй сосуд с третьим, предварительно отключив его от первого, можно понизить концентрацию паров в четыре раза и т.д. В каждом сосуде имелось отверстие, через которое можно было понюхать воздух и определять, ощущается ли там примесь пахучего вещества. Прибор Эльсберга – Леви, предложенный в 1935 году, по данным Корытина С.А., явился дальнейшим усовершенствованием прибора Савельева.

Как указывает Корытин С.А., авторы решили вводить пары пахучих веществ в нос под давлением и притом в строго дозированных количествах. Для этого они снабдили савельевский сосуд герметическим запором и предложили вводить в него определенное количество воздуха при помощи шприца. Тем самым в сосуде создавалось повышенное давление. В нос вставляли оливы, нажимали выпускной клапан, и воздух, насыщенный парами пахучего вещества, поступал в носовые ходы. Измерение обонятельной чувствительности заключалось в определении минимального количества воздуха, которое нужно ввести при помощи шприца в сосуд, чтобы выходящая из него струя воздуха вызвала бы при попадании в нос обонятельное ощущение.

Корытин С.А. отмечает, что идея банки Эльсберга – Леви оказалась настолько плодотворной, что с небольшими изменениями дожила до наших дней. Имеющийся в настоящее время на вооружении российских оториноларингологов серийно выпускаемый ольфактометр модели Л.Б. Дайняк, по существу, представляет собой тот же самый сосуд Эльсберга -Леви, помещенный в кожух. На лицевой панели кожуха расположен манометр, и обонятельные ощущения дозируются не в кубических сантиметрах, единицах вытесненного шприцом объема пахучего вещества, как предлагали Эльсберг и Леви, а в единицах давления, в миллиметрах водяного столба.

В работах, посвященных изучению остроты обоняния, Корытин С.А. и М. Макклинток сообщают, что в 1927 году немецкий физиолог Цваардемакер предложил очень оригинальный прибор принципиально новой конструкции. Основная идея прибора заключалась в том, что втягиваемый в нос воздух предварительно проходил мимо легкоизмеримой поверхности, покрытой пахучим веществом, и насыщался его парами. В первоначальном виде прибор состоял из стеклянной трубки, один изогнутый конец которой вводился в нос, а другой вставлялся в полый цилиндр, сделанный из вещества, обладающего слабым запахом (каучука, воска, гуттаперчи и др.). Если трубка втянута в полость цилиндра, то воздух, прежде чем попасть в нос, проходит вдоль его внутренней стенки и приобретает соответствующий запах. Величина площади соприкосновения воздуха с пахучим веществом определяется степенью выдвижения трубки. Чем эта величина больше, тем сильнее ощущается запах. Если исследовали запах жидкого вещества, в ольфактометр вставляли глиняный пористый цилиндр, предварительно пропитанный этой жидкостью. А чтобы исследуемый не видел перемещения трубки, впереди цилиндра устанавливался экран и цилиндр перемещался относительно трубки. Крутова В.Н. упоминает, что в 1932 году Ушаков А.А. разработал метод, основанный совершенно на другом принципе. Он брал полоски фильтровальной бумаги, пропитывал их пахучими веществами и помещал в герметически закрытые коробочки. После извлечения полоски бумаги из 25 коробки она сохраняла некоторое время запах, но интенсивность его убывала. Ушаков определял промежуток времени, в течение которого больной продолжал улавливать этот запах и принимал его за меру обонятельной чувствительности. Данный принцип схож с принципом восприятия человеком звучания камертона. Острота слуха оценивается по времени ощущения звука затухающего камертона. Поэтому метод Ушакова иногда называют «обонятельным камертоном».

По данным Крутовой В.Н., метод Ушакова напоминает концентрационный способ Кисилевского И.М., предложенный 1931 году. Автор брал фильтровальные бумажки, смоченные раствором уксусной кислоты разной концентрации, и подносил их к носу испытуемого. В зависимости от того, какой концентрации раствор чувствовал испытуемый, определялась острота его обоняния.

Автор приводит сведения об исследованиях, проводимых в 1938 году советским оториноларингологом Эпштейн Л.Б.. Этот ученый предложил простой, но оригинальный способ измерения остроты обоняния у человека. Разработанный им прибор состоял из металлического цилиндра, на дне которого находилось пахучее вещество, и стеклянной оливы, вставляемой в нос испытуемого. Между оливой и цилиндром помещалась рейка с 12 отверстиями. В них закладывали фильтры из тонкого шелка. Количество слоев шелка в разных отверстиях варьировало от 6 до 22. Чем толще слой, через который должно было пройти пахучее вещество, тем сильнее ослабляется его запах. Максимальное число слоев, при котором запах еще ощущается, являлось в данном случае мерилом остроты обоняния.

В это же время академик Крушинский Л.В., используя тот же принцип, создал для изучения остроты обоняния у животных свою модель ольфактометра. В данном приборе, усовершенствованным позднее профессором Корытиным С.А, препятствием

для запаха служат диски из фильтровальной бумаги. Они же являются и условными единицами измерения остроты обоняния. Острота обоняния собак была одной из главных тем в работах многих исследователей. Еще известный русский собаковод Сабанеев Л.П. отмечал попытки отдельных владельцев охотничьих собак измерять, сравнивать, повышать остроту обоняния у своих питомцев. Люди искали факторы, от которых зависит это качество у собак.

Позднее, уже в советское время в Московском университете и питомнике «Красная Звезда», которым на протяжении многих лет руководил генерал Медведев Г., на протяжении ряда лет такие исследования проводились под руководством академика Крушинского Л.В., а позднее Корытина С.А.

В результате проводимых работ, по его мнению, были достигнуты определенные успехи в решении проблемы измерения и повышения остроты обоняния собак отечественных пород, над созданием которых с начала сороковых годов трудились отечественные специалисты. В настоящее время в кинологических подразделениях острота обоняния у собак рассматривается как рабочее качество, наиболее значимое при оценке пригодности служебных собак к поиску и дифференцированию запахов.

Человек, используя собак, всегда стремился заранее предсказать, а позднее и планировать их рабочие склонности. Охотники исстари искали у собак признаки экстерьера, которые, с их точки зрения, сочетались бы с лучшим чутьем, рассчитывая использовать данные признаки для продуктивного отбора и подбора пар в селекционной работе. Иногда таким признаком считали розовую или раздвоенную мочку носа, иногда, наоборот, черную и ни в коем случае не разделенную бороздкой. Средневековым европейским аристократам казалось, что если собака не сможет ориентироваться по зрительным и акустическим сигналам, ее обоняние будет намного острее. Так были выведены, например, некоторые европейские породы гончих: их низко посаженные уши с длинной и практически свернутой в трубочку ушной раковиной полностью закрывали ушной проход и отчасти глаза, если собака наклонялась к следу (бладхаунд, бассетхаунд, бигль, веймарская легавая).

Попытки фармакологического воздействия на обонятельный анализатор с целью повышения остроты чутья, по данным Мазовера А.П. неоднократно предпринимались исследователями. Однако они, по мнению автора, оказывались мало результативными. Часть экспериментаторов пошла по другому пути. Линдерт Саарлос предположил, что собака в процессе одомашнивания могла утратить многие качества, присущие ее диким предкам. С точки зрения Саарлоса, изменения могли коснуться как поведения, так и чувствительности анализаторов – зрения, слуха и обоняния. Исходя из сделанных предположений, исследователи признали наиболее перспективным использование для восстановления таких качеств, как острота обоняния, гибридизацию домашних собак с их дикими сородичами. В 1942 года чешский инженер Карел Хартл начал работу по выведению чешской волчьей собаки. В 1989 году порода признана FCI.