Дуже ароматна стаття, або чому ми пітніємо і пахнемо

Чому ми пітніємо?

Усі пітніють, більше чи менше. Хоч би як соціально незручно це було, потовиділення забезпечує надзвичайно важливу функцію для нашого тіла — терморегуляцію. Якщо людина не пітніє, це патологічний стан, який потребує негайного звернення до лікаря¹. Якщо температура середовища становить 5–10 градусів, то теплообміну (те, що англійською називають dry heat exchange) достатньо, щоб підтримувати тіло в температурній нормі — приблизно 36,6 градуса. Але якщо довкола теплішає до 35 градусів, теплообмін стає негативним: шкіра починає нагріватись від повітря, а не навпаки, і єдиним способом запобігти цьому є випаровування поту. У діапазоні 5–35 градусів умовна частка роботи з терморегуляції між теплообміном та випаровуванням коливається залежно від фізичної активності та інших чинників: наскільки одягнута людина, коли вона поїла востаннє, гарячою чи холодною була їжа — тобто все, що може прямо чи опосередковано впливати на температуру тіла (вітер, вологість тощо). 

Дані кажуть таке: щоб теплообмін забезпечив таку саму тепловіддачу, як максимальне випаровування поту, людина має стояти голою на вітрі 3,2 км/год за температури -62,2 градуса (це теоретичні підрахунки фізиків та фізіологів, ніхто нікого на мороз в ім’я науки не виставляв)². 

Проблеми виникають, коли піт не утворюється і людина перегрівається зсередини (повну відсутність поту називають ангідрозом, а знижене виділення — гіпогідрозом), або коли температура та вологість середовища, у якому перебуває людина, не дозволяє просто фізично відбуватись процесу випаровування, а теплообмін є неефективним. Цей момент настає, коли температура вологого термометра (𝑇𝑤) становить 35 градусів, тобто у момент комбінації «35 градусів + 100% вологості», «40 градусів + 71% вологості» або навіть «50 градусів + 36% вологості»³. Якщо вам хочеться «гарно пропітніти» в бані, то обирайте фінську сауну: там дуже спекотно і дуже сухо, тож такі умови провокуватимуть потовиділення⁴. Проте не слід забувати, що є протипокази до відвідувань таких місць. 

Людина може пітніти з «продуктивністю» 1,5–2 літри поту на годину (виміряно у бігунів марафону влітку)⁵, і це ще не максимум. Утворюють піт еккринові, апокринові та апоекринові потові залози. Еккринові залози виводять піт безпосередньо на поверхню шкіри, їх є приблизно 2–4 мільйони у кожної людини, і їх немає лише на губах та головці статевого члена. Але найбільша кількість зосереджена на долонях та підошвах ніг. Саме їх діяльність найбільше впливає на терморегуляцію. Нервові мокрі долоньки — це теж робота еккринних залоз. Піт, який вони утворюють — це переважно суміш води та солі, хоча є й інші компоненти (особливо лактат та амінокислоти). Тож щоб більш науково правильно звертатись до коханої після пробіжки, рекомендую використовувати «солоненька моя» замість «солоденька». 

Якщо еккринові потові залози повсюдні, то апокринові зосереджені у пахвових ямках, на грудях, обличчі, шкірі голови та в паху. Їхня протока відкривається не просто на поверхню шкіри, а у волосяний фолікул. Цим зумовлений один із моментів, що додає стресовості підлітковому періоду: дівчата й хлопці помічають, що вони пахнуть, хоча раніше такого не було. (Ох, цей неповторний запах шкільної роздягальні!) Зі статевим дозріванням починають працювати апокринові потові залози. Піт, який вони утворюють, мало схожий на солону водичку: він густіший, містить багато ліпідів, жирних кислот, білків, цукрів та аміаку. Точний склад цього поту досі не відомий, адже майже неможливо відділити апокриновий та еккриновий піт під час забору в пахвовій ямці. Апокриновий піт є «потенційно ароматним», і в момент утворення ще нічим не пахне, а тоді за нього беруться мікроорганізми. Вчені не зовсім розуміють, навіщо нам апокринові залози, адже ролі у статевих та соціальних взаємодіях, як у тварин, вони нібито не беруть, а терморегуляція під пахвами неефективна.   

Є ще третій тип залоз — апоекринові. Назва говорить сама за себе: вони поєднали характеристики двох попередніх типів. Апоекринові залози є лише у пахвових ямках і утворюють щось схоже на солоний піт, функція якого теж не зовсім зрозуміла. 

Секрет сальних залоз теж вносить свою лепту в аромат людини, тому не можу про них не згадати. Вони утворюють себум (шкірне сало) — густу, жирну рідину⁶. Їх особливо багато на голові, обличчі та поблизу статевих органів, а їхні протоки відкриваються у волосяні фолікули. До речі, сальних залоз немає на долонях та підошвах ніг.

Чому піт має запах?

У пахвових ямках стабільно тепло, і туди постійно надходять поживні речовини, а це райські умови для мікроорганізмів (щільність колонізації пахв становить 10⁶ клітин бактерій на квадратний сантиметр шкіри⁷⁾. На тілі людини є безліч видів мікроорганізмів, проте у пахвових ямках переважають Staphylococcus, Corynebacterium та Propionibacterium. Саме через них наш піт і ми самі починаємо пахнути, і то не дуже добре. Вчені зійшлись на тому, що причини запаху поту — в коринебактерії (Corynebacterium), а стафілококи доповнюють їх. 

Бактерії використовують компоненти нашого поту та себуму як джерело живлення, утворюючи побічні продукти метаболізму (називати це какулями бактерій не надто правильно, хоча дуже хочеться). Шляхи перетворення бактеріями неароматних сполук на ароматні досі не до кінця вивчені та зрозумілі, проте основні «пахучки» вже встановлені, і це леткі жирні кислоти та тіоспирти. 

Леткі жирні кислоти — це органічні кислоти, що здатні легко випаровуватись навіть при незначному нагріванні. Серед них є доволі звичайні коротколанцюгові кислоти: оцтова, пропіонова та ізовалеріанова, що пахнуть, відповідно, кисло, гостро та викликають бажання пошукати, чи ніде немає прокислого домашнього сиру, зіпсованого молока або якогось дорого швейцарського сирного делікатесу. За утворення цих кислот зазвичай відповідальні пропіоновокислі бактерії (Propionibacterium) та стафілококи, а попередниками є аліфатичні амінокислоти з поту та шкіри. Ще ароматнішими є менш звичні середньоланцюгові 3-метил-2-гексенова кислота та 3-гідрокси-3-метилгексанова кислота. Особливістю цих сполук є те, що вони утворюються в організмі у «запахозаблокованому» форматі — хімічно зв’язані з L-глутаміном. Далі механізм такий: фермент коринебактерій Nα-ацил-глутамін аміноацилази відщеплює L-глутамін і вивільняє летку жирну кислоту — тепер вона може пахнути на повну. Хоча дві згадані кислоти вносять найбільшу лепту в запах людини, не вони єдині впливають на нього. У дослідженні монозиготних близнюків було виявлено 24 різні кислоти, що розкривали свій аромат під впливом Nα-ацил-глутамін аміноацилази⁸.

Друга ароматна компанія, з якою ви добре знаймі, — це органічні похідні сірководню, тіоли. Коли вдома кажуть, що пахне газом, це насправді запах етантіолу, який спеціально додають до природного газу (він без запаху), щоб можна було відчути витік. У складі людського поту є неприємно фруктовий запах (3-меркаптогексан-1-ол), м’ясний, цибулевий запахи (2-метил-3-меркаптобутан-1-ол і 3-меркаптопентан-1-ол та  3-метил-3-меркаптогексан-1-ол (3M3SH)). «Найароматніший» 3-метил-3-меркаптогексан-1-ол у «зв’язаному» стані теж є компонентом апокринного поту, що виділяється на поверхню шкіри у зв’язаному з двома амінокислотами вигляді L-цистеїнілгліцинового дипептиду S-Cys-Gly-3M3SH. Бактерійні ферменти «відрізають» дипептид, і звільнений 3-метил-3-меркаптогексан-1-ол стає пахучим. У «звільненні» тіолів беруть участь і коринебактерії, і стафілококи⁹.

Чому всі пахнуть потом по-різному?

Наш вік, стать та раса впливають на те, як ми пахнемо, так само як гігієнічні звички, фізична активність та улюблений дезодорант. Дослідження зі 169 добровольцями виявило такі закономірності: у старших людей (55+ років) у пахвових ямках мешкає більше коринебактерій, і вони більш видово різноманітні, ніж у людей, молодших за 55 років. Ця відмінність може пояснювати існування «запаху старих людей», хоча не є єдиною причиною і потребує детальнішого дослідження. 

У чоловіків під пахвами переважають коринебактерії, а у жінок — стафілококи. Одні дослідження кажуть про майже трикратну різницю у відсотковому співвідношенні коринебактерій до стафілококів¹⁰, інші фіксують різницю без статистичної значущості¹¹, треті стверджують, що результат десь посередині¹². Цікаво, що видовий склад пахвового мікробіому також відрізняється: деякі види коринебактерій трапляються тільки в чоловіків, інші — тільки в жінок. Це може частково пояснити, чому в чоловіків піт має більш різкий запах — адже саме коринебактерії відповідальні за утворення найбільш смердючих сполук. 

Середньостатистичний європеєць може прийти у корейський магазин з косметичними засобами і вийти звідти максимально здивованим та незадоволеним, якщо він прийшов туди у пошуках улюбленого дезодоранту. Хоча Південна Корея вважається однією із лідерок у сфері доглядової косметики, дезодоранти та антипреспіранти точно не входять у перелік топ-продуктів. Все тому, що в Східній Азії (Кореї, Китаї) просто не потребують цього товару, адже вони майже не пахнуть, і це закодовано у їхніх генах. Основна функція білка ABCC11 — транспортувати сполуки зсередини клітини назовні, і в апокринних потових залозах він транспортує попередники ароматних сполук та виділяє їх у піт. Ген ABCC11, що кодує цей білок, трапляється в людей у двох варіантах: з аденіном в 538 позиції (А варіант) та з гуаніном в 538 позиції (G варіант) — це так званий однонуклеотидний поліморфізм. Людина, що має дві копії варіанту гена А (буде гомозиготою АА) не пахнутиме, бо білок ABCC11 утворюється не функціональний і не може транспортувати попередники ароматів назовні, а отже бактерії не мають до них доступу. Людина з набором генів GА або GG буде потребувати дезодоранту, бо білок цілком робочий. Варіант ABCC11 з гуаніном трапляється частіше. Але 80-95% східних азіатів мають АА, тоді як 97–100% європейців та африканців — GА або GG. Такі відмінності у гені ABCC11 є першим прикладом однонуклеотидного поліморфізму ДНК, що визначає добре виражену генетичну ознаку. Причиною, з якої вчені взагалі знайшли цей ген, була вушна сірка, яка у азійців суха і біла, а в європейців жовта і жирна^13,14. 

Вчені також спробували з’ясувати, що визначає запах людини: гени чи звички. Вони досліджували піт монозиготних близнюків, тобто людей, що є майже ідеальними генетичники клонами. Піт збирали свіжий (тобто не дозволяли рідним бактеріям досліджуваного на нього впливати), тоді обробляли ферментом й аналізувати отриманий «аромат» за співвідношенням 24 різні кислоти. Індивідуальна комбінація отриманих речовин була схожою у парах монозиготних близнюків, проте відрізнялася між парами. Отже, можна сміливо припускати, що наш запах, принаймні частково, вроджений¹⁵.

Як зменшити запах поту?

Якщо бактерії — це основна причина запаху, то одразу виникає спокуслива думка остаточно позбутися бактерій під пахвами. Проте це неможливо і потенційно небезпечно. Ми не можемо стати стерильними. Наші рідні мікроорганізми забезпечують колонізаційну стійкість від шкідливих патогенних бактерій — захищають своє місце у теплій та багатій на поживу пахвовій ямці¹⁶.

Але тримати під контролем чисельність пахвових мікроорганізмів — основне завдання дезодорантів. У їхньому складі є три основні інгредієнти: антимікробні агенти, ароматизатор та поглиначі запахів. Антимікробні агенти зменшують кількість бактерій, відповідно ті утворюють менше ароматних сполук, а рештки маскують і вловлюють ароматизатор та поглинач. 

Інша стратегія контролю — зменшення потовиділення за рахунок антиперспірантів. Коли немає поту, то немає й попередників ароматних сполук. Тобто бактеріям нема чого розкладати, й немає неприємного запаху. Щоб зупинити потовиділення, використовують сполуки алюмінію та цирконію. Ці речовини утворюють нерозчинні гелеві пробки у протоках потових залоз. (До речі, якщо ви краєм вуха чули, ніби алюміній у антиперспірантах викликає рак і хворобу Альцгеймера, то достовірних наукових доказів цьому немає.)

Якщо заглянути у склад продукту, то наявність у переліку і спиртів, і сполук з алюмінієм буде свідчити про те, що у ваших руках — гібрид дезодорант-антиперспірант^17,18. Наразі косметична промисловість активно досліджує інші сполуки (природні та синтетичні), що можуть вирішити питання. 

Є більш радикальні методи боротьби з потом та запахом, проте їх рекомендують уже тоді, коли в людини діагностований гіпергідроз (надмірне утворення поту) і, як наслідок, бромгідроз (неприємний запах тіла), а звичайні засоби не допомагають. В такому разі в хід ідуть медикаментозні антиперспіранти з дуже високою концентрацією хлоргідрату алюмінію, медикаментозна терапія, іонофорез, уколи ботоксу і навіть хірургічне втручання. Все це має призначати лише лікар¹⁹. 

Зрештою, запах людини — це не лише про звички, гігієну й улюблені косметичні засоби. Це більше про мікробіом, генетику та біологічну неповторність кожного з нас.  І перш ніж дуже косо та багатозначно дивитись на когось ароматного, подумайте про те, що для когось ця людина пахне цілком нормально, а ви — ні. Запахи ми теж сприймаємо унікально.