Człowiek chce być piękny i pięknie pachnieć. Salony sprzedaży kosmetyków i perfum, zarówno te z najwyższej półki, jak i sieciówki, oferują wielki wybór dóbr, których ceny mogą różnić się nawet o kilka rzędów wielkości. Kompozycji zapachowych w formie skondensowanych „esencji”, stanowiących wyjściowy półprodukt do wytwarzania unikatowych perfum (ale i kostek toaletowych…), powstaje na świecie wiele ton rocznie. Każdy może znaleźć coś dla siebie. Dzięki zapachowi – choć jesteśmy na niego znacznie mniej wrażliwi niż chociażby psy – budujemy bowiem swój społeczny prestiż, nie mniej niż dzięki odzieży czy biżuterii.

W zapachy się „ubieramy”, „otulamy”, „ukrywamy”. A także wykorzystujemy je do terapii, czy chociażby poprawienia sobie nastroju. Chemia zapachów to osobna, wielka gałąź wiedzy, tak nauka z zakresu chemii organicznej, jak i sztuka, pracująca na potrzeby gigantycznego przemysłu. Poznanie działania zapachów na nasz umysł to nadal wielkie wyzwanie stojące przed neurobiologami. Kompozycja zapachowa to opowiadanie historii, którego celem jest przeniesienie użytkownika w inny czas lub miejsce, przywołanie wspomnienia lub obudzenie wyobraźni.

Neolityczny Chanel

Do czego służyły ceramiczne buteleczki, znajdywane przez archeologów powszechnie w stanowiskach związanych ze społecznościami późnego neolitu (w piątym tysiącleciu przed naszą erą) od Słowenii po Bułgarię? Cóż, najprościej jest zawsze powiedzieć, że to zabawki albo „przedmioty kultowe” [1].

Jednak prawdopodobnie w owych kształtnych naczynkach z uszkiem pozwalającym na ich przewieszenie na szyi czy wokół bioder ludzie trzymali kosmetyki. Kto dokładnie? Łowcy-zbieracze (ale już mieszkający w ziemiankach i półziemiankach na planie prostokąta) z prealpejskiej kultury Lasinja (Chorwacja, Słowenia) [2] oraz ich już rolniczy i zdolni do metalurgii sąsiedzi z kultury Vinča (Bałkany Środkowe) [3]. Wszyscy oni byli sąsiadami kultury lendzielskiej, o której pradawnym podziale społecznym na biednych i bogatych pisałam niedawno.

Te najstarsze na świecie kosmetyki powstawały na bazie tłuszczu zwierzęcego, olejów roślinnych, wosku pszczelego i „białego ołowiu” (cerusytu). Co było rozprowadzane w tej zaróbce? Czy to było pachnidło? Do nakładania zawartej w naczynkach substancji na skórę miałyby służyć cienkie kamienne igły, znajdowane również w tych samych stanowiskach. Mnie do złudzenia przypominają one plastikowe dozowniki do nakładania olejków zapachowych, perfum czy wód toaletowych z reklamowych mikro-buteleczek. Niestety. substancje zapachowe są lotne i niewiele po nich zostaje, zwłaszcza po sześciu tysiącach lat.

Na Bałkanach zatem kosmetyki miałyby się pojawić (i to m.in. u przedstawicieli kultury przedrolniczej), zanim stały się modne w starożytnej Mezopotamii czy Egipcie. I to o ponad tysiąc lat wcześniej! Buteleczki te bowiem są datowane są na okres między 4350 a 4100 rokiem p.n.e., a odkryto ich dotąd ponad 100.

Jako że pewne jest lepsze niż niepewne, za najstarsze znane na świecie perfumy (i europejskie kosmetyki) nadal uchodzą te odkryte w 2003 roku na Cyprze przez włoskich archeologów pod kierunkiem Marii Rosaria Belgiorno, pochodzące sprzed 4000 tys. lat. Skoro Cypr to mityczne miejsce narodzin Afrodyty, greckiej bogini miłości, pożądania i piękna, rzecz cała świetnie się składa [4].

Znalezione obiekty były wystawiane w Muzeum Capitolini w Rzymie wraz z nowoczesnymi pachnidłami wytworzonymi na wzór dawnych, antycznych. W pozostałościach dzbanków do mieszania zidentyfikowano bowiem 14 zapachów pochodzących z regionu Morza Śródziemnego. Do składników preferowanych przez starożytnych perfumiarzy należały ekstrakty anyżu, sosny, kolendry, bergamotki, migdałów i pietruszki.

Centrum archeologii eksperymentalnej we włoskim Blerze odtworzyło te perfumy przy użyciu technik opisanych przez Pliniusza Starszego – znacznie później, bo w I wieku naszej ery. Rośliny i zioła zmielono i zmieszano z oliwą z oliwek w glinianych dzbankach, a następnie destylowano w glinianym alembiku.

Pytanie do „nosa”

Skoro człowiek żyje zapachami, to zapytałam, jak ważne są one dzisiaj, jeden z czterech czynnych zawodowo polskich „nosów”, czyli mgr chemii Monikę Kaletę. Nosi tytuł perfumiarza i kierowniczki Laboratorium Zapachowego firmy Pollena Aroma, a zawodu uczyła się u mistrzyni Magdaleny Chmielewskiej.

Perfumiarzem nie zostaje się wyłącznie na studiach, choć, jak zapewnia pani Monika, bycie chemikiem pomaga. Wśród wielu pytań zadawanych potencjalnemu kandydatowi na perfumiarza można usłyszeć, czy lubi gotować i eksperymentować w kuchni oraz czy jest smakoszem. Może ta kariera jeszcze przede mną?

Sęk w tym, że o ile na podstawie wzoru czy modelu 3D danej cząsteczki chemicznej da się stwierdzić, czy np. będzie barwna, nie sposób wydedukować, czy będzie posiadała zapach. Barwa (zdolność do pochłaniania lub emitowania światła) wynika bowiem ze struktury cząstki, z jej własności fizycznych. Natomiast aby pachnieć, trzeba się choćby najwolniej ulatniać, a co więcej – reagować z konkretnym receptorem w naszym nosie, co jest nadal dość tajemnicze.

Nie ma zatem cząsteczek wonnych „obiektywnie i na pewno”. Nic nie wiadomo, dopóki się nie przeprowadzi syntezy jakiegoś związku i organoleptycznego testu: pachnie, nie pachnie? Co więcej, niewiele da nam wiedza o składowych i pochodzeniu danego związku, bo przecież ze śmierdzącego kwasu masłowego i drażniącego w nosie absolutnego alkoholu etylowego da się po połączeniu uzyskać ester o przemiłym zapachu ananasów.

Perfumiarz jest kimś w rodzaju słuchacza zapachowych koncertów, rozkładania ich na czynniki pierwsze (choć to już dziś potrafią zrobić maszyny) i komponowania kolejnej symfonii. Tego ostatniego maszyny, nawet oparte o sztuczne inteligencje, jeszcze nie potrafią, choć się starają. Tymczasem perfumiarz nie tylko odbiera sygnał, który daje pojedynczy zapach, ale myśli o nich kontekstowo i zbiorczo – jako o elementach kompozycji. Jego mózg jest wytrenowany nie tylko do rozkładania zapachów, ale i wyobrażania sobie ich połączeń.

Metoda wyedukowanych prób i nieuniknionych błędów to podstawa tej pracy. Pracy, która może polegać na siedzeniu przy „organach”, czyli specjalnym biurku z setkami malusieńkich flakoników wypełnionych zapachami, ale i na staniu nad otwartą toaletą, spuszczaniu wody (czasem po użyciu) i testowaniu, czy konkretna kompozycja zapachowa w kostce działa, czy nie działa tak, jak twórca sobie wyobraził.

Niepodrabialna konwalia

Oczywiście nie zawsze życie upływa w toalecie. Kompozycje zapachowe są bowiem najistotniejszym składnikiem wyrobów perfumeryjnych: wód kolońskich (3-5 proc. zawartości kompozycji), wód toaletowych (4-8 proc.), wód perfumowanych (8-15 proc.) i perfum (15-30 procent). Reszta to głównie odpowiednie proporcje wody i alkoholu.

Jednak to kompozycja – czyli, jak ująłby to Stanisław Bareja: „zawartość cukru w cukrze” – stanowi o cenie pachnidła (a zatem i o półce, na jaką trafi ono w perfumerii). Oczywiście na cenę wpływ ma także jakość i cena składników użytych w kompozycji zapachowej. A tych może być nawet kilkadziesiąt – kompozycja to niezwykle złożona mieszanina związków organicznych, pochodzenia naturalnego i/lub powstałych w drodze syntezy.

Czasem, jak wyjaśnia mgr Kaleta, te syntetyczne naprawdę się udają. Na przykład etylowanilina jest równie przyjemna smakowo i zapachowo, co naturalna wanilina, tylko odczuwamy ją 10-krotnie intensywniej. Synteza bywa czasem nieunikniona: naturalne piżmo z okołoodbytniczych gruczołów piżmowca syberyjskiego i innych zwierząt (np. skunksa!), jako surowiec zwierzęcy w perfumiarstwie jest dziś w naszym kręgu cywilizacyjnym zakazane, więc trzeba je było próbować zastąpić.

Bez syntezy nie mielibyśmy dziś w perfumiarstwie zapachu morza, ozonu, a nawet truskawki czy jabłka, bo z tych owoców można uzyskać sok, ale wydestylować z nich olejku zapachowego się nie da. Oczywiście są surowce, które jak dotąd opierają się wszystkim znanym metodom pozyskiwania olejków i ekstraktów. Należą do nich kwiaty konwalii: olejku konwaliowego nie da się otrzymać w retorcie [5].

Nuta serca i głowy

Z czego składa się kompozycja zapachowa? Pani Monika przyznaje, że popularne filmy powstałe w ostatnich dekadach, osnute, nomen omen, wokół zapachów (wiadomo – albo ekranizacja powieści Patricka Süskinda „Pachnidło”, albo „Jasminum” Jana Jakuba Kolskiego) dość prawdziwe pokazują sam proces gromadzenia, ekstrakcji czy destylacji surowców naturalnych oraz wyjaśniają podstawy ich łączenia.

Każda kompozycja zapachowa, jak tłumaczy specjalistka, składa się z trzech elementów składowych. Najpierw jest baza, utrwalająca całą kompozycję, nadająca jej rytm (równomierne w czasie rozwijanie się zapachu na skórze), czyli tzw. dom. Tu chemik odnajduje substancje o dużych cząsteczkach, najmniej lotne (olejki zapachowe, np. sandałowy, paczulowy czy piżmo). Na tzw. bloterku służącym do testowania zapachów ich kropelkę będzie czuć jeszcze nawet po miesiącu od nałożenia.

Powyżej znajduje się nuta serca – związki średnio lotne, które nadadzą sens całości. Najwyżej jest nuta głowy – szybko znikające, robiące pierwsze dobre wrażenie związki o bardzo wysokiej lotności (np. estry). Proporcje między tymi elementami w kompozycji zależą od tego, do czego potem użyjemy owej kompozycji jako półproduktu. Jeśli ma to być wybór perfumeryjny, głowy jest mało: rozbudowujemy serce i bazę. Jeśli zaś np. ma ona być zastosowana w szamponie do włosów, to właśnie głowa staje się najistotniejsza. Nie chcemy cały dzień pachnieć szamponem. Chcemy czuć świeżość i przyjemność tuż po umyciu głowy.

Składy perfum, ich kompozycji zapachowych, stanowią ścisłą i chronioną tajemnicę zawodową, co zresztą powoduje, że mimo dociekliwości alergików nigdy nie są one w całości drukowane na opakowaniach. Aczkolwiek, jak zapewnia pani Monika, krojąc cytrusa mamy znacznie większy kontakt z jego składnikami alergennymi niż w perfumach, gdzie skorzystano np. z olejku mandarynkowego.

Czy ciężko jest być „nosem” na co dzień? Cóż, szewc bez butów chodzi, a perfumiarz poza pracą stara się unikać jakichkolwiek perfumowanych produktów w swoim otoczeniu. Mózg musi odpocząć, zmysły muszą się gdzieś „wyzerować”. A jest od czego – w Polsce istnieje nawet jak najbardziej urzędowa „Lista substancji i związków chemicznych, które są przyczyną uciążliwości zapachowej”, stworzona dzięki Narodowemu Funduszowi Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej na zlecenie Ministerstwa Środowiska – zapachy mogą być bowiem dla nas w różny sposób toksyczne.

Warto też zapamiętać, że perfumiarze tworzą kompozycje zapachowe, które z definicji nie będą miały kontaktu z ludzkimi ustami. Dla produktów żywnościowych (oraz np. kosmetyków do ust) związki zapachowe są dobierane i obmyślane przez aromaciarzy. Aromat to nie perfumy i tego rozróżnienia specjaliści bardzo pilnują. Aromaciarze są ich „młodszymi braćmi” w dziele komponowania zapachów, chociaż oczywiście również perfumiarz doskonale rozróżnia po bukiecie zapachów wina, czekolady, miody i sery.

Wszyscy pachniemy, wszyscy wąchamy

Perfumy są z nami od tysięcy lat, a u zwierząt „od zawsze”: ssaki (i nie tylko) tarzają się np. w odchodach innych zwierząt, aby nie być rozpoznanymi lub zablokować percepcję węchową. Skoro więc sam mechanizm nakładania na siebie obcego zapachu może być bardzo stary ewolucyjnie, być może warto nań spojrzeć od strony neurobiologii?

Zacznijmy od tego, że (nieco upraszczając), nasza fantastyczna kora mózgowa to rozrośnięte w toku ewolucji kręgowców węchomózgowie. To ono przykryło kolejne „pęcherzyki” mózgu: śród-, między- i tyłomózgowie. Sama percepcja chemiczna – czyli wykrywanie obecności konkretnych związków chemicznych – jest ewolucyjnie tak stara, jak komórkowe życie. Organizmy muszą wiedzieć, gdzie jest pokarm, a co jest toksyczne. Zdolne do chemorecepcji są zatem tak bakterie, jak i najprymitywniejsze spośród eukariontów.

Mimo to, jak w rozmowie ze mną dla Naukovo.pl stwierdził neurobiolog z Instytutu Biologii Doświadczalnej PAN w Warszawie dr Paweł Boguszewski [6], zmysł węchu jest u nas znacznie słabiej poznany, niż na przykład wzrok. By rzecz bardziej skomplikować, węch współdziała silnie z innym zmysłem chemicznym, czyli smakiem. Do tego stopnia, że zdolność do rozpoznawania niuansów w pożywieniu (np. wina, miody, czekolady etc.) wynika z działania właśnie zmysłu węchu.

Tracąc węch, gubimy 80 proc odczuwanych wcześniej smaków – czego bardzo boleśnie i często ostatnio doświadczały ofiary pandemii koronawirusa, choć smak i węch innymi drogami nerwowymi są w mózgu „obrabiane”. Narządem węchu jest jama nosowa, gdzie wchodzi powietrze zawierające substancje wonne, a zatem lotne. Fizycznie wszedłszy do naszego nosa, te wonne cząstki chemiczne będą się łączyć ze stosownymi dla nich receptorami.

W nabłonku węchowym są specjalne, zmodyfikowane komórki nerwowe, które niosą na swej powierzchni receptory białkowe. Receptory te odbierają obecność owej lotnej substancji zapachowej (o ile będzie jej wystarczająco dużo), tak samo jak neurony w synapsie odbierają obecność cząsteczki neuroprzekaźnika: acetylocholiny, dopaminy czy serotoniny.

Analogiczna jest też reakcja. Pojawia się „potencjał czynnościowy”, czyli wzdłuż komórki nerwowej zdolnej do recepcji zapachów postępuje depolaryzacja błony. Dzieje się tak aż do pierwszej synapsy z kolejnym neuronem. Tam, już dzięki neuroprzekaźnikom, sygnał o tym, że w nosie znalazł się zapach, biegnie dalej. Biegnie przez kłębuszki (tzw. gomerule) w opuszce węchowej mózgu, które znajdują się na samym czubeczku cewki nerwowej, czyli absolutnie na samym początku układu nerwowego [7].

U człowieka jest ok. 636 genów receptorów zapachowych, z czego aktywnych jest tylko połowa (dokładnie 339 – to 2 proc. wszystkich genów aktywnych w naszym genomie). To mniej niż połowa genetycznego wyposażenia drapieżników czy ssaków nocnych, które zależą w swoim zdobywaniu pokarmu od węchu.

Co ciekawe, neuroobrazowanie mózgu i badania genetyczne wykazały, że osoby bardzo wrażliwe na zapachy, np. perfumiarze, testerzy zapachów i aromatów nie mają jakoś znacząco więcej czynnych genów kodujących chemoreceptory, niż tzw. średnia. Natomiast mają znacznie bardziej rozwiniętą istotę szarą kory węchowej. A zatem nie jest to wyłącznie jakiś wrodzony talent, tylko ćwiczenie, „bodźcowanie” tego zmysłu i proces uczenia się, zapamiętywania i rozpoznawania zapachów. Praktyka rozumienia, co nos nam przekazał, czyni owych mistrzów, nie zaś przede wszystkim geny.

Pełzające neurony

Za odkrycie, jak działa percepcja węchowa, była nagroda Nobla z medycyny i fizjologii dla Amerykanów Richarda Axela i Lindy B. Buck, przyznana w 2004 roku. Okazało się, że każdy z neuronów nabłonka węchowego ma losowo przydzielony tylko 1 z tych 339 genów, czyli taki neuron jest wrażliwy tylko na jedną konkretną substancję zapachową. Cały zatem obszar genetyczny kodujący owe receptory ulega obróbce, pocięciu i sklejeniu tak, aby tylko jeden gen pozostał aktywny, a inne zniknęły z genomu tej konkretnej komórki nerwowej.

Sygnał z opuszki węchowej trafia do różnych obszarów mózgu, takich jak np. kora gruszkowata i inne tzw. kory węchowe. Jako że jednak, o ile nie jesteśmy perfumiarzami, węch nie jest naszym wiodącym zmysłem, kory owe zajmują się również wieloma innymi sprawami, np. przetwarzaniem bodźców złożonych.

Jeśli zatem nie zatkamy sobie nosa, albo nie nawpychamy do niego jakiejś bardzo wonnej substancji –przekonują zarówno Paweł Boguszewski, jak i Monika Kaleta – to będziemy odczuwać substancje lotne, które pojawią się w naszej jamie nosowej. Mózg jednak ma mechanizmy obrony przed „uporczywym” bodźcem. Z zapachami potrafimy się zatem oswoić.

Drażnią czy ciekawią nas na ogół tylko przez jakiś czas, potem – po godzinie, dwóch – powszednieją i przestajemy je odbierać. Tkwi w tym i takie zagrożenie, że np. oswajamy się świetnie ze swoim zapachem i zapachem ubranych perfum. Potrafimy zatem ponownie je nałożyć, gdy tymczasem inni odczuwają je wtedy aż nadmiernie, jako przesadę.

Jest tu też wiele aspektów psychologicznych, wkładanych do jednego worka z napisem „upodobania”. Ja np. wysypiam się jedynie w pościeli pachnącej wodą, ewentualnie „morską bryzą”, ale nigdy w tego typu płynie do płukania nie prałabym swoich kolorowych ubrań – wtedy królują zapachy kwiatowe i tropikalne. I tu każdy jest inny. Jednym taka, a innym inna proustowska „magdalenka rozmoczona w herbacie lipowej” przywodzi wspomnienia i konkretne, dobre lub złe skojarzenia oraz podświadome impulsy.

Szczególnie zaś wrażliwi jesteśmy na zapachy rozkładu (zwłaszcza zepsutego mięsa czy nabiału), fekaliów etc., bo znamionują zagrożenie chorobą zakaźną. Oczywiście np. Francuzom śmierdzą nawet najwspanialej ukiszone ogórki, które dla naszego polskiego powonienia są rozkoszą i wiele istnieje takich regionalnych zmienności. Dlatego np. perfumiarze pracują z poszanowaniem tych lokalnych upodobań konsumentów. Ewolucja wyszlifowała natychmiastowy odbiór „smrodków” i wynikły z niego odruch obrzydzenia do perfekcji i stanowi on część behawioralnego układu odporności. Ci, którzy tego nie umieli, nie dożyli i nie zostawili licznego potomstwa i wnuków.

Choć zapytana o to Monika Kaleta zapewniła, że jako perfumiarz nie dzieli zapachów na „dobre” i „złe”. Czasem bowiem „łyżka” zapachu fekalnego (np. cybetu) podziała na „beczkę” kompozycji zapachowej niczym szczypta soli na potrawę – wzmacniając odbiór wszystkich obecnych tam nut, sama zaś pozostając w ukryciu. Nie wydobędziemy zapachu konwalii bez odrobinki „smrodku”!

Jak każdy inny zmysł, powonienie ma nam służyć do zbierania informacji o otoczeniu, aby wybrać takie, które jest pożywne, a nie jest toksyczne. Od tysiącleci jednak, de facto już od kiedy Homo erectus wrzucił do ognia jakąś żywiczną gałąź, zapachy zaczęły także budować naszą kulturę. Takie naturalne kadzidła oddawały cześć bóstwom i uprzyjemniały pobyt w ważnych publicznie miejscach. Były także stosowane terapeutycznie, podobnie jak olejki eteryczne obecne naturalnie w niektórych roślinach.

Dzisiejsze pachnidła są ofiarą, którą symbolicznie spalamy na ołtarzu wybudowanym dla nas samych. Mamy dzięki nim poczuć się wyjątkowi, eleganccy, prestiżowi, otoczeni luksusem i mają skłonić innych, aby właśnie tak nas postrzegali. Aby wodzili za nami nosem, co z pewnością sprawi, że nas dostrzegą i zauważą. Być może nas nawet zapragną… Bo tak piękna kompozycja zapachowa, współgrająca z naturalnym zapachem naszej skóry, działa na ludzki mózg. To tam w istocie powstają zapachy.

– Magdalena Kawalec-Segond

TYGODNIK TVP, ul. Woronicza 17, 00-999 Warszawa. Redakcja i autorzy