Достаточно давно было известно, что рецепторы верхних дыхательных путей связаны с разными нервами: рецепторы носовых путей — с тройничными и обонятельными, а рецепторы гортани, трахеи и бронхов — с блуждающими нервами. Тройничный и обонятельный нервы связаны с сосудодвигательным и дыхательным центрами мозга, с корой больших полушарий, а также с нервными центрами сердца (рис. 4).
При сильном раздражении рецепторов верхних дыхательных путей повышается артериальное давление, усиливаются дыхание и пульс, ускоряется обмен веществ. Человек начинает испытывать состояние нервного возбуждения. Импульсы, поступающие по блуждающим нервам, действуют противоположно — они снижают артериальное давление, замедляют дыхание и пульс.
Сложная взаимосвязь рецепторов носовой полости с различными нервными центрами является причиной ряда нежелательных для человеческого организма эффектов. Например, раздражение рецепторов холодным воздухом приводит сначала к активизации нервной системы, а потом — к ее торможению и утомлению. Из жизненного опыта известно, что на морозе очень быстро наступает усталость и сонливость. Перемены погоды, то есть изменения атмосферного давления, температуры и влажности воздуха способны провоцировать скачки кровяного давления, головные боли, гипертонические кризы. Сходные явления могут быть вызваны и вдыханием спертого воздуха закрытых помещений, о чем говорилось выше.
Особое место среди нервных рецепторов дыхательных путей занимает обонятельный эпителий. Механизм обоняния тесно связан с той частью мозга, которая управляет памятью и эмоциями. Мы вдыхаем аромат свежескошенного сена, и память в ярких деталях рисует события деревенского детства. Эпизоды прошлого, приятные или неприятные воспоминания может вызвать запах духов или лекарства. Но хотя запах помогает воскресить в памяти событие, почти невозможно вспомнить сам запах, подобно тому, как мы восстанавливаем мысленно образ или звук.
Вообще, обоняние во многих отношениях — самое таинственное наше чувство. Как устроена и действует его связь с памятью, эмоциями и многими врожденными инстинктами, например половым, досконально неизвестно. Нет полной ясности и в понимании того, каким образом мы ощущаем запахи и как человеку удается различать такое их множество.
Обоняние и вкус называют химическими чувствами, потому что их рецепторы реагируют на молекулярные сигналы. Вкус и обоняние животных и человека развились из общего химического чувства, которое появилось у членистоногих после их выхода на сушу около 400 миллионов лет назад. Один из подклассов членистоногих многоножек дал начало классу насекомых, которые в каменноугольном периоде царствовали на суше. Для насекомых чувствительность к содержащимся в воздухе химическим веществам явилась жизненно важным фактором. Она позволяет им находить пищу и особей своего вида для спаривания. Способность ощущать присутствие в воздухе отрицательных ионов кислорода оказалась полезной для насекомых по двум причинам.
Во-первых, присутствие в воздухе супероксида свидетельствовало о близости растительных массивов, поскольку при фотосинтезе часть кислорода выделяется в атмосферу в активированном виде. А растительность — это для насекомых пища.
Во-вторых, полное отсутствие отрицательных аэроионов в воздухе непременно предшествует грозе и ливню. А это опасность для крылатых существ. Поэтому насекомые перед дождем прижимаются к земле и заползают в норы или под листья. Так зародилась у простых существ чувствительность к содержанию в воздухе супероксида. Происходило это по принципу: много супероксида — хорошо, можно не беспокоиться; мало супероксида — опасно для жизни, нужно срочно спасаться.