Химия по жизни. Как устроен наш быт, отношения, предметы и вещи с точки зрения химических реакций, атомов и молекул: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Примерно пятнадцать лет назад шведский врач Крестин Увнес-Моберг опубликовала книгу «The Oxytocin Factor», в которой сделала предположение, что окситоцин оказывает на человеческий организм эффект, противоположный реакции «бей или беги». Вместо того чтобы сторониться незнакомцев, гормон заставляет нас доверять другим и чувствовать себя в безопасности. Это подтверждается исследованиями, проведенными на крысах и мышах-полевках (они выглядят как пушистые хомяки). Например, если полевкам ввести окситоцин, ими можно манипулировать и заставить выбрать определенного партнера (если они находятся с потенциальным партнером рядом).

Есть также доказательства, что окситоцин оказывает огромное влияние на то, как мы образуем связи друг с другом (и даже с животными). Например, если мы будем гладить собак, то ученые обнаружат большой всплеск уровня окситоцина. Это будет особенно верно в том случае, если мы будем гладить детенышей: например, к вам на колени заберется маленький щенок. Неудивительно, что подобный всплеск уровня гормона будет наблюдаться и у молодой матери с ребенком. У матери так много «химической» любви к своему ребенку, что в ее организме наблюдается чрезвычайно высокий уровень окситоцина. Знаете ли, молекула любви не просто так получила это название.

Исследователи заметили, что, если взрослые проявляют нежность друг к другу, уровень окситоцина в их организмах резко повышается. Концентрация молекул окситоцина в женском теле начинает повышаться во время прелюдии. Доказано, что женщины, как правило, чувствуют большую привязанность к партнеру, если сексуальный контакт с ним «затягивается», даже до полного проникновения. С химической точки зрения это происходит из-за того, что в нашем организме вырабатывается много молекул окситоцина.

Второй всплеск происходит сразу после оргазма. С физиологической точки зрения это нужно для того, чтобы женщина могла сформировать прочную связь с партнером в том случае, если забеременеет. Это происходит бессознательно, позволяя укрепить связь между двумя людьми.

С другой стороны, мужчины не получают никакого удовольствия во время второго всплеска окситоцина. При этом у них наблюдается повышение уровня окситоцина во время любого сексуального возбуждения; после эякуляции уровень окситоцина постепенно возвращается в норму. Ученые считают, что отсутствие эффекта от второго всплеска гормона связано с тем, что у мужчин нет никаких физиологических причин для формирования прочной связи со своим партнером, так как они не могут забеременеть.

Один из моих любимых экспериментов с окситоцином – эксперимент, проведенный на большой группе гетеросексуальных мужчин, которые состояли в моногамных отношениях. Перед тем, как познакомить подопытных с привлекательной незнакомкой, им капали в нос окситоцин. Затем исследователи давали участникам несколько минут, чтобы гормон смог сформировать связи с окситоциновыми рецепторами. (Не забывайте, что окситоцин – это большая пептидная молекула, так что ей нужно какое-то время, чтобы добраться до нужного места и образовать связь с рецепторами.) Когда исследователи были уверены, что связи сформированы, они начинали эксперимент. Сначала ученые представляли девушке мужчин по одному и смотрели, как близко друг к другу стоят два человека.

Собрав данные о тех мужчинах, которые уже состоят в серьезных отношениях, исследователи вызвали группу мужчин-одиночек. Им тоже закапали в нос окситоцин, а затем по одному представляли девушке. Как и раньше, ученые смотрели на расстояние между двумя людьми во время знакомства; так они хотели определить влияние окситоцина на организм человека.

Результаты эксперимента были таковы: состоящие в отношениях мужчины находились как минимум в десяти или пятнадцати сантиметрах дальше от девушки, чем одинокие. Конечно, в этом эксперименте было немало погрешностей, однако предполагается, что окситоцин в мужском организме позволяет образовать сильную связь между парами. В следующий раз, когда ваш муж решит отправиться на мальчишник, просто капните ему в нос немного окситоцина и крепко поцелуйте – остальное за вас сделает химия!

Если между вами и вашим партнером образована чрезвычайно крепкая связь, то, вероятно, вы проводите много времени в постели. В таких случаях (в зависимости от ваших планов на семью) вы можете воспользоваться химическими реакциями, вызванными другими гормонами, например левоноргестрелом. Иначе говоря, контрацепция.

Левоноргестрел – это большая молекула (стероидный гормон), которая часто используется во внутриматочных спиралях (ВМС). Он близкий родственник тестостерона. Когда левоноргестрел попадает в женский организм, то запускает две основные химические реакции. Во-первых, начинает образовываться густая цервикальная слизь, тормозящая продвижение сперматозоидов в матку. Во-вторых, внедрение ВМС приводит к разрыву связей внутри стенки матки. Из-за этого слизистая оболочка разрушается, а общая толщина матки уменьшается. В таком случае оплодотворенная яйцеклетка не сможет прикрепиться и начать расти. К тому же ВМС физически препятствует сперматозоидам, не позволяя им добраться до случайно выпущенных яичниками яйцеклеток. Отсюда и знаменитая Т-образная форма ВМС. Все эти факторы приводят к тому, что частота отказов гормональной ВМС за год составляет 0,2 %.

Мы можем сравнить гормональную ВМС с медной. Медная ВМС также имеет Т-образную форму, однако вместо гормона левоноргестрела внутри находится медная проволока. После установки ВМС начинает высвобождать катионы меди, которые образуют связи с цервикальной слизью у входа в матку. Тогда начинается выработка спермицидных молекул, которые будут атаковать любые сперматозоиды, которые попытаются проникнуть в матку.

Наиболее популярным средством контрацепции в США являются оральные контрацептивы, в которых также используются гормоны для предотвращения беременности. В отличие от ВМС (которые вводятся на срок от трех до двенадцати лет), противозачаточные таблетки необходимо принимать ежедневно: только так можно поддерживать необходимый уровень эстрогена и прогестагена в женском организме. Итак, женщина должна в одно и то же время каждые двадцать четыре часа принимать суточную дозу гормонов, чтобы поддерживать нужную концентрацию молекул в крови. Гормональные таблетки могут обмануть ваше тело, заставив его думать, что оно беременно. Именно поэтому во время приема таблеток ваш организм автоматически останавливает овуляцию.

К счастью, ученые понимают, что у взрослого работающего человека не получится принимать таблетки в одно и то же время каждый день. Именно поэтому они синтезировали препарат, который можно принимать в разное время (максимальная разница составляет три часа). Однако из-за человеческой ошибки противозачаточные таблетки эффективны только в 91 % случаев. Для сравнения эффективность от использования презервативов составляет 82 %, так как это просто латекс (полимер, который можно получить из стирола), который физически препятствует проникновению сперматозоидов в матку.

Вне зависимости от того, какой контрацептив вы используете, все они состоят из химии; именно так молекулы вызывают определенные химические реакции внутри вашего тела. А что насчет химии, происходящей за пределами вашего тела? Самое время поговорить о сексуальных феромонах.

Феромоны – это крупные молекулы, выделяемые одним животным и влияющие на другое животное. Они были открыты в 1959 году немецким биохимиком Адольфом Бутенандтом. Это тот же самый ученый, который всего двадцатью годами ранее получил Нобелевскую премию за синтез первого полового гормона. Он что-то вроде рок-звезды в мире химии.

В ходе своих исследований Бутенандт установил, что феромоны действуют как гормоны, однако они влияют только на представителей одного вида. Например, если животное А выделяет половые феромоны рядом с животным В, то организм животного В поглотит выделенные молекулы, а поведение животного изменится. Знаете, животное А является кем-то вроде Купидона, только вместо стрел оно использует молекулы.

Именно поэтому иногда феромоны называются экологическими гормонами, так как они представляют собой молекулы, действующие как гормоны вне организма. Подобно гормонам, феромоны могут иметь разную структуру. Некоторые маленького размера, некоторые – большого. Все феромоны являются летучими молекулами, из-за чего при определенных условиях они могут запросто испаряться. Обычно нам не составляет труда обнаружить летучие вещества, так как они имеют сильный запах (к примеру, бензин или жидкость для снятия лака).

Ученые решили назвать эти молекулы феромонами потому, что это слово означает вызов возбуждения; именно это и делают феромоны. Они могут посылать сигналы другим особям, сообщая им о еде, безопасности или желании размножиться. Например, муравьи, чтобы сообщить о местонахождении пищи, оставляют феромоны на пути между колонией и пищей. Собаки тоже выделяют феромон, когда мочатся на пожарный гидрант: так они помечают свою территорию во время прогулок. Даже самцы мышей выделяют половые феромоны, привлекая самок, из-за чего другие самцы становятся агрессивными.

А что насчет людей? Выделяем ли мы какие-нибудь феромоны?

Вопреки расхожему мнению, у людей нет никаких половых феромонов. Но почему все думают наоборот? Дело в том, что в 1986 году Виннифред Катлер выступила с исследованием, в котором утверждалось, что она смогла выделить первый феромон из человеческого тела. В своем исследовании Катлер собирала, замораживала, а затем размораживала «половой феромон» разных людей. После этого она наносила его на верхнюю губу нескольких женщин. Катлер утверждала, что наблюдала реакцию, аналогичную той, которую мы наблюдаем у животных в дикой природе.

Выяснилось, что исследование Катлер – это полная ерунда. Она не смогла собрать человеческий феромон, поэтому просто наносила на губы подопытных разные странные запахи. Включая – только представьте – пот подмышек. Вместо того чтобы собрать феромоны, она собирала пот и наносила его на лица людей.

Отвратительные идеи Катлер до сих пор живы, и они очень популярны в интернете. Это означает, что люди, вбив в поисковую строку запрос о человеческих феромонах, могут получить огромное количество дезинформации. Некоторые исследователи верят, что скоро мы сможем открыть человеческие феромоны. И все же на момент публикации этой книги не было обнаружено ни одного. Ученые провели и скорректировали множество исследований с большим количеством переменных, однако каждая группа пришла к одному выводу: люди XXI века не имеют полового феромона.

Так было всегда? У большинства млекопитающих, например коз и кроликов, есть половые феромоны. Так почему у нас нет?

На удивление, ответ очень прост. Люди научились общаться. Мы можем использовать слова (и свечи… и красивое нижнее белье…), чтобы показать свою заинтересованность в ком-то. В то же время хорькам нужно посылать сигнальные молекулы, чтобы сообщить потенциальному партнеру о своих намерениях.

Прежде чем мы покинем будуар, давайте рассмотрим еще один гормон: вазопрессин. Это большая пептидная молекула, выполняющая множество функций: например, она ответственна за регулирование кровяного давления и поддержание баланса почек. Когда мужчина находится в возбужденном состоянии, его организм выделяет вазопрессин. После оргазма концентрация вазопрессина в крови снизится.

Этот гормон играет большую роль в регулировании циркадного ритма, и предполагается, что именно он вызывает сонливость и ощущение расслабленности. Мы знаем, что концентрация вазопрессина в мужском организме достигает своего пика во время полового акта… и это объясняет, почему после секса мужчина быстро засыпает.

У женщин примерно в это же время появляются побочные эффекты от другого гормона. Происходит так называемое «прояснение разума». Мелатонин – это гормон, синтезируемый из аминокислот. Он был открыт еще в 1958 году, когда американский химик (который впоследствии стал дерматологом) Аарон Лернер изучал способы лечения кожных заболеваний. Проводя эксперименты с железами крупного рогатого скота, он обнаружил мелатонин, представляющий собой небольшую молекулу (по сравнению с другими гормонами, которые мы обсуждали ранее). Эта молекула вырабатывается шишковидной железой (расположенной в эпиталамусе в центре мозга). Сама по себе железа похожа на шишку – именно из-за формы она и получила свое название.

Двадцать лет спустя команда Гарри Дж. Лична в Массачусетском технологическом институте обнаружила, как именно мелатонин влияет на циркадный ритм человека, а также цикл сна и бодрствования. Если вы не знаете, что такое циркадные ритмы, это что-то вроде ежедневника вашего тела. Именно циркадные ритмы определяют, когда именно будут проходить химические реакции в вашем организме. Например, именно из-за циркадного ритма вы чувствуете голод около 18.00, сонливость – примерно в 21.00; затем вы просыпаетесь около 7.00 или 8.00 на следующий день. И именно поэтому вам очень сложно работать в ночную смену (или всю ночь укачивать грудного ребенка).

И это подводит нас к последней дневной деятельности, наполненной химическими веществами: сну.

С химической точки зрения сон – это измененное состояние сознания, когда тело проходит через несколько химических циклов. Вы уже знаете, что у человека во время сна чередуются несколько фаз: быстрого сна (стадия быстрых движений глаз, БГД-сон) и медленного. Один цикл быстрого и медленного сна занимает около девяноста минут, при этом продолжительность фаз быстрого сна увеличивается от общей продолжительности сна.