你闻到的花和大便，其实是一种东西！
北京科学中心2019-03-25 19:57
近日，网上流传着一个有趣的观点：恶臭的便便和芬芳的茉莉花的气味竟然来自同种物质——吲哚，因而推测如果把便便的味道稀释成千上万倍就是茉莉花的香味，这是真的吗？
当然不是！便便的味道再怎么稀释也绝不会变成茉莉花香，因为这两种气味包含的物质并不仅仅是吲哚。但有趣的是，纯吲哚在不同的浓度下，的确闻起来时香时臭。同一种物质为什么会对人的嗅觉感受有如此强大的差异呢？
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人体嗅觉的工作方式
想要知道为什么一种物质能够既臭又香，首先我们来了解一下人类嗅觉的工作方式。当一个气味分子进入鼻腔后，会与嗅觉细胞上的嗅觉受体结合。
每种气味分子都包含许多不同构面，可以与有着对应形状构面的嗅觉受体结合。想象一下，我们的手掌就像是一个含有多种构面的气味分子，手腕可以戴上手镯，手指则可以戴上戒指，构造不同的部位结合需要不同的构面。
但这种对应却并不是一成不变的，一个气味分子也可以被多个嗅觉受体识别。就像戒指可以戴到大拇指，也可以戴到小拇指上，一个嗅觉受体也可以识别多个气味分子。当一个气味分子与某个嗅觉受体成功对接上，这个嗅觉受体就被激活了，随后会产生相应的神经讯号。
嗅觉的神经讯号经由嗅觉受体、嗅觉皮层、嗅小球层层传递至我们的大脑，最后抵达大脑的情绪中心——杏仁核，大脑处理起这种讯号时，还会与当时得到的其他感受紧密相连。
人的五感——视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉会综合起来形成人对一个物质的意识，因此人类对气味的感觉不会总保持绝对客观，比如有时候看到大便，即使没有闻到臭味，也会觉得臭臭的。
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为什么一个物质会拥有不同味道？
当一大波气体分子袭来时，嗅觉受体们需要组队工作来完成识别任务。人体中能正常工作的嗅觉受体虽然不超过400个，但由于一个气味分子可能被多个嗅觉受体识别，一个嗅觉受体也可以识别多个气味分子，而通过千变万化的组合识别模式，人类大约可以分辨出1万亿种不同的气味。
就好像日常生活中的车牌，仅仅用10个数字、24个字母加上34个汉字就给中国上亿辆机动车一一编号。
嗅觉受体们除了组队工作提高分辨效率，对不同气体分子的感受灵敏度也不同。例如下图中，嗅小球面对X分子与Y分子所激活的是一模一样的两个嗅觉受体，激活程度则由颜色的深浅表示强弱，显然，X分子比Y分子带来了更强烈的神经讯号，大脑依靠神经讯号的强弱差就可以分辨这两个分子。
吲哚有时闻起来像花，有时又闻起来像便便，正是因为自身浓度的差别会触发嗅觉受体们不同的识别模式。嗅觉受体在高浓度的吲哚与低浓度的吲哚面前，组合工作的嗅觉受体是不同的，选中的嗅觉受体对气味分子的灵敏度也不尽相同，随之传递给脑的神经信息当然也就完全不同了。
其实，任何一个物质都不仅仅有两种味道，可以说每个浓度都有自己的味道，只是香和臭反差最大，更容易被我们意识到而已。
那么，既然吲哚可以拥有两种截然不同的味道，便便为什么就不行呢？因为便便的臭味并不是由纯吲哚构成的，粪臭素、碳化氢、胺、乙酸、丁酸等物质都参与其中，这种复杂的组成很难找到一个适合所有物质的稀释度。
它们的浓度还会随时受到人体未消化的食物残基、未吸收的氨基酸、死亡的细菌和细胞碎片量的影响，可以说每个便便都是“独一无二”的，同理，茉莉花花香也是由好多不同的气味分子复合而成，无论是浓缩还是稀释，这两种气味都难以画上等号。
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吲哚并不是唯一的“两面派”
人类嗅觉器官的工作方式可以说明为何有些物质在不同浓度时，闻起来的气味不同。吲哚只是带头“中枪”的一员，其实许多物质都有香、臭两个极端。
例如组成便便气味的另一个成员——臭粪素，它能臭到什么程度呢？美国军方甚至选择高浓度的粪臭素，制成了一种非致命性武器，被这种武器攻击的人会立刻头疼恶心，呕吐不止。然而，重点来了！极低浓度的粪臭素有一种花香味，可以用于橙花、茉莉、印度枣等香精、香料的调制。
臭屁气味的主要贡献者是二甲基三硫和硫醇，但是你知道吗？二甲基三硫是食品中用来调肉香味的香精，低浓度的硫醇也可以用作香水调香。
看到这里，你是否开始“ 怀疑人生 ”了？其实香和臭并不矛盾，不同浓度的同种物质，在嗅觉受体的世界中本身就是完全不同的存在，我们的嗅觉感官真的很奇妙，只是人受限于自己的认知产生了误解罢了。
这是我们“健康对对碰”板块的第34篇文章，更多精彩，欢迎关注“数字北京科学中心”！
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