Может ли собака почувствовать болезнь? Научный взгляд на медицинское обоняние
Вы когда-нибудь замечали, как ваша собака вдруг начинает пристально нюхать вашу ногу или руку? Или как она долго и сосредоточенно обнюхивает кого-то из членов семьи? Многие владельцы шутят: «Кажется, мой пёс знает, что я заболел, ещё до того, как я сам это понял».
​
Как оказалось, в этой шутке есть доля правды.
Для человека запах — это чаще всего просто ощущение: вкусная еда пахнет аппетитно, дым предупреждает об опасности, а знакомый аромат помогает узнать человека или место.
Для собаки запах — это целый информационный мир.
С его помощью она получает информацию об окружающем мире, находит пищу, отслеживает человека или животное и различает множество веществ, которые человек даже не замечает. Именно поэтому способности собачьего носа давно используют для поиска наркотиков, взрывчатых веществ и пропавших людей.
​
Но возможности собачьего обоняния оказались ещё интереснее: учёные активно исследуют, способны ли специально обученные собаки распознавать определённые заболевания по запаху. И результаты этих исследований могут вас удивить.
Собака воспринимает окружающий мир прежде всего носом.

Собаки относятся к животным с особенно хорошо развитым обонянием — их называют макросматиками.

Запахи помогают собаке ориентироваться в окружающей среде и получать информацию о предметах, животных и других источниках запаха. Причём собака не просто ощущает «приятный» или «неприятный» запах.
​
Она способна обучаться распознавать конкретный запах и связывать его с определённым объектом или событием.
Именно сочетание чрезвычайно развитого обоняния и способности к обучению делает собак ценными поисковыми животными.
Что именно чувствует собачий нос?

Запах — это не одно вещество.

В окружающей среде присутствует множество летучих химических соединений. Они могут различаться по концентрации, летучести и другим физико-химическим свойствам.

Организм человека или животного также выделяет множество летучих органических соединений. Они присутствуют, например, в:
выдыхаемом воздухе, поте, моче, слюне, коже, других биологических материалах.

Изменения обмена веществ, инфекции и некоторые заболевания способны менять набор и соотношение таких соединений. В результате может измениться и запах, который выделяет организм.
Именно эту особенность исследователи пытаются использовать при создании методов обнаружения заболеваний с помощью собак.
Может ли собака «почувствовать болезнь»?
В определённом смысле — да, но это утверждение требует важного уточнения.

Собака не обязательно распознаёт саму болезнь так, как её определяет врач. Она может реагировать на характерный химический профиль запаха, который связан с происходящими в организме изменениями.

Учёные предполагают, что при различных заболеваниях изменяется набор летучих органических соединений. Для инфекций источником таких соединений могут быть как изменения в организме хозяина, так и сами микроорганизмы.

Поэтому собака, прошедшая специальное обучение, может научиться отличать образцы, связанные с определённым заболеванием, от контрольных образцов.

Важно: Конкретные молекулы, которые собака использует для распознавания многих заболеваний, во многих случаях ещё не установлены.
Какие заболевания пытались обнаруживать с помощью собак?

На момент подготовки обзора 2021 года исследователи изучали способность собак обнаруживать различные инфекционные и неинфекционные заболевания.

В научной литературе описывались исследования, связанные с:
🔸онкологией (некоторые виды рака)
🔸сахарным диабетом и эпизодами гипогликемии
🔸эпилептическими приступами
🔸бактериальными инфекциями
🔸малярией
🔸инфекцией Clostridioides difficile
🔸Helicobacter pylori
🔸SARS-CoV-2 (COVID-19)
🔸некоторыми заболеваниями животных

Особенно активно изучалась возможность использования собак для выявления инфекционных заболеваний.
Однако между экспериментом и настоящим медицинским тестом существует большая разница.
Собаку нужно специально обучать

Даже выдающееся природное обоняние само по себе не означает, что собака сможет обнаружить конкретное заболевание. Её необходимо обучить.
В исследованиях собак учат связывать определённый запах с правильным ответом. Например, животному предлагают несколько образцов, среди которых находится образец с искомым запаховым профилем. Правильная реакция вознаграждается.
Постепенно собака учится выделять нужный запах среди других.

Таким образом, результат зависит не только от возможностей носа, но и от:
🔸метода обучения
🔸качества образцов
🔸условий проведения теста
🔸опыта собаки
🔸мотивации
🔸особенностей конкретного животного
Нос работает не отдельно от мозга

Обоняние — это не просто способность носа улавливать молекулы. Полученная информация обрабатывается нервной системой и связывается с памятью и обучением.

Поэтому собака способна запомнить определённый запах и впоследствии узнавать его среди множества других.

Это особенно важно для работы поисковых собак. Они не просто обладают чувствительным носом — они обучены искать конкретный запах.

Почему результаты разных собак могут отличаться?
Это один из главных вопросов, который необходимо учитывать.
Способность собаки обнаруживать запах может зависеть от множества факторов. Авторы обзора указывают среди них:
🔸генетические особенности
🔸возраст
🔸условия окружающей среды
🔸уровень гидратации
🔸питание
🔸состояние микробиома
🔸обучение и методика тренировок
🔸условия содержания
🔸заболевания
🔸лекарственные препараты

То есть собака — не биологический прибор с абсолютно одинаковыми характеристиками.
Две хорошо обученные собаки могут по-разному реагировать на один и тот же образец.
Нос работает не отдельно от мозга

Обоняние — это не просто способность носа улавливать молекулы. Полученная информация обрабатывается нервной системой и связывается с памятью и обучением.

Поэтому собака способна запомнить определённый запах и впоследствии узнавать его среди множества других.

Это особенно важно для работы поисковых собак. Они не просто обладают чувствительным носом — они обучены искать конкретный запах.

Почему результаты разных собак могут отличаться?
Это один из главных вопросов, который необходимо учитывать.
Способность собаки обнаруживать запах может зависеть от множества факторов. Авторы обзора указывают среди них:
🔸генетические особенности
🔸возраст
🔸условия окружающей среды
🔸уровень гидратации
🔸питание
🔸состояние микробиома
🔸обучение и методика тренировок
🔸условия содержания
🔸заболевания
🔸лекарственные препараты

То есть собака — не биологический прибор с абсолютно одинаковыми характеристиками.
Две хорошо обученные собаки могут по-разному реагировать на один и тот же образец.
Важны даже условия окружающей среды
Запах существует не в вакууме. На его распространение и восприятие могут влиять температура, влажность, вентиляция, окружающие запахи и другие условия.
Поэтому то, что собака успешно обнаруживает определённый запах в лабораторном эксперименте, ещё не означает, что она будет с такой же точностью работать в реальной клинической обстановке.
Именно поэтому учёные говорят о необходимости стандартизации методик.
Собака может стать помощником диагностики?

Потенциал у такого подхода есть.
Главное преимущество собачьего обоняния — способность быстро анализировать сложные смеси запахов. В некоторых ситуациях собака может распознавать не одну конкретную молекулу, а определённый сочетанный запаховый профиль.
Это особенно интересно для заболеваний, при которых изменяется обмен веществ или появляется характерный набор летучих соединений.
Однако авторы обзора подчёркивают: медицинское применение собак находится на значительно более ранней стадии, чем их привычное использование для поиска наркотиков, взрывчатых веществ и других объектов.
Почему собака пока не заменяет медицинский анализ?
Потому что высокая способность обнаруживать запах в эксперименте ещё не равна готовому диагностическому тесту.
Для медицинского применения необходимо понимать:
🔸насколько стабильно собака обнаруживает нужный запах
🔸сможет ли она работать с разными пациентами
🔸насколько результат зависит от условий
🔸сможет ли она отличить заболевание от других состояний с похожими запаховыми изменениями
🔸насколько воспроизводимы результаты между разными собаками
🔸можно ли стандартизировать обучение и процедуру тестирования

Именно поэтому исследования медицинских собак продолжаются.
А что это значит для обычного владельца?
Очень многое.
Когда собака долго и внимательно обнюхивает дерево, траву, след другого животного или одежду человека, она вовсе не «просто задержалась». Для неё запах — это информационный канал.
Собака может получать из запахов сведения, которые недоступны человеку.
Поэтому прогулка, во время которой собака много нюхает, — это не обязательно потеря времени. Нюхание является важной частью естественного поведения собаки и способом изучения окружающего мира.
Не стоит постоянно торопить собаку и запрещать ей обнюхивать каждый интересующий объект, если это безопасно. Для собаки запахи — примерно то же, чем для человека являются зрение, чтение и наблюдение за окружающим миром.
🔎 Интересный факт
Учёные пока не всегда знают, какие именно молекулы собака использует для распознавания конкретного заболевания.
Это одна из самых интересных особенностей исследований. Собака может показать, что два образца отличаются по запаху, даже если человеку пока трудно определить химическую причину этой разницы.
Поэтому изучение собачьего обоняния может быть полезно не только для ветеринарии и кинологии, но и для поиска новых биомаркеров заболеваний.
Главное
✅ Собачий нос — это не просто более чувствительный вариант человеческого носа. Обоняние является одним из важнейших способов восприятия окружающего мира для собаки.
✅ Благодаря способности запоминать запахи и обучаться их распознавать, собаки уже давно используются в поисковой работе.
✅ Научные исследования показывают перспективность ещё одного направления — обнаружения характерных запаховых изменений, связанных с заболеваниями.
​
⚠️ Но медицинская диагностика с помощью собак пока остаётся исследовательской областью. Для её полноценного применения необходимо стандартизировать обучение, условия работы и оценку результатов.
Для тех, кто хочет проверить первоисточник: Jendrny P., Twele F., Meller S. et al. Canine olfactory detection and its relevance to medical detection. BMC Infectious Diseases. 2021;21:838. DOI: 10.1186/s12879-021-06523-8.
Обзор подготовлен исследователями Университета ветеринарной медицины Ганновера и посвящён физиологии собачьего обоняния, факторам, влияющим на него, и перспективам применения собак для биомедицинского обнаружения заболеваний.