指を水に長く浸すと、なぜシワが寄ってしまうのでしょうか？

日常生活の中で

この現象はよく起こる

お風呂に入ったり、長時間手を洗ったりすると、肌がシワシワになります。

水分を拭き取るとゆっくりと元の滑らかな状態に戻ります。

どうしたの

多くの人は、何も考えずに「ただ水に浸しているだけじゃないの？」と言うかもしれません。皮膚細胞が水分を吸収しすぎて腫れてしまうのでしょうか？

しかし、同じお湯に浸かっているのに、なぜ指先と足指の腹だけがシワになり、他の指の関節や手の甲の皮膚は基本的に正常なままなのでしょうか?

今日は以下のことを学習します。

水に長く浸すとなぜシワができてしまうのでしょうか？

なぜ指と足の指だけがシワになるのでしょうか？

このしわにはどのような意味があるのでしょうか?

シワの原因

簡単に言えば、シワは長時間水に浸かることで皮膚の角質層細胞が水分を吸収して膨張することで発生します。現在、医学界では、水分の吸収による角質層細胞の膨張の原理について、2つの説明があります。

一つは細胞膜が半透膜の性質を持っており、低濃度側から高濃度側へ水が流れるという性質です。一つは、ケラチノサイトには多量のタンパク質が含まれており、スポンジが水を吸収するのと同じように、水に対して毛細管現象を起こすということです。

1. 半透膜の特性

教科書で習った「浸透」を覚えていますか？この物理的作用により、水は濃度の低い側から濃度の高い媒体へと流れます。

私たちの皮膚は一般的に、表皮、真皮、皮下組織の 3 つの層に分かれています。表皮の細胞は新しい細胞に分裂し続け、死んだ古い細胞を再生します。

古い細胞が死ぬと、皮膚の表面でケラチノサイトになります。皮膚が水分を吸収し、シワを形成するプロセスは、主に角質層細胞で起こります。

皮膚表面の角質層細胞は新陳代謝により「死んだ細胞」になっていますが、細胞膜は残っており、物質分子が細胞に出入りできる「半透膜」の働きを保っています。

このとき、「浸透圧効果」により、細胞内の物質分子の濃度は細胞外の水分子の濃度よりも明らかに高くなります。水溶液から皮膚の角質層細胞に水が流れ込み、皮膚が水分を吸収します。

肌の外層にある角質層細胞は、十分な水分を吸収すると「ふっくら」とした状態になります。皮膚細胞の内層は外層の細胞に邪魔されて水分を吸収することができないため、その体積は外層の細胞よりもずっと小さくなります。

このように、水に浸した細胞の外層は細胞の内層よりもはるかに「太くなり」、細胞の外層の表面積も増加しますが、細胞の内層はあまり変化しません。細胞の外層の拡張された領域が膨らみ、不均一なシワが形成されます。

2. 毛細管現象

簡単に言えば、毛細管現象とは、物体 1 が物体 2 の分子に及ぼす力が物体 2 を結合させる力よりも大きいため、物体 2 の一部の分子が物体 1 に移動することを意味します。

皮膚の水分吸収を例にとると、皮膚表面の角質層細胞内にある多数のタンパク質分子の水分子に対する引力は、水分子間の凝集力よりも大きいため、毛細管現象が発生し、水分子が細胞内に吸収されます。

実際、人生にはそのような例がたくさんあります。ペーパータオルやスポンジの吸水は毛細管現象によって起こります。

なぜ指や足の指はシワになりやすいのでしょうか?

•指先や足先はより頻繁に作業を必要とするため、皮膚の新陳代謝が促進され、角質層が厚くなり、むくみ効果がより顕著になります。

•指先と足先の皮脂腺からの油分の分泌が少なくなり、水分に対するバリア効果も小さくなり、水分が表面の細胞に入り込みやすくなります。

•指先や足先などの部位は皮下脂肪が少なく、脂肪の弾力性が良いため、皮下脂肪が多い部位は比較的シワができにくいとされています。

これらのしわは何を意味するのでしょうか?

多くの研究により、水に浸かった後に指先がしわになるのは交感神経系によって制御される行動であることがわかっています。

これは80年前、第二次世界大戦中にさかのぼります。当時、四肢の神経が損傷した兵士の指を水に浸してもシワが寄らないことを医師が発見したのです。これまでに、数多くのチームが、さまざまな原因で神経損傷を負った患者においてこの現象を発見しています。

最近では、水に浸した後に指にシワができるかどうかを観察することが、手足の交感神経機能が正常かどうかを判断するための検査方法にもなっています。

現在主流となっている見解は、指を5分以上水に浸すと、交感神経が指の血管の収縮を調節し、指の組織内の血管の容積が減少して組織内に空間が生まれ、陰圧が形成され、その空間を埋めるために周囲の組織が崩壊し、皮膚にシワが形成されるというものです。

これらのシワが人間にとって持つ意義は、主に指先の摩擦を増加させ、湿気の多い環境で人間が長時間動いたり作業したりすることを容易にし、それによって生産性を向上させることにあるのではないかと推測されています。これは人間が自然に進化した能力だと言えます。

アイダホ州ボイジーにある2AI研究所の進化神経生物学者マーク・チャンギジ氏とその同僚は、水に触れると指がしわになるのは進化のメカニズムによるものだと確信している。研究チームは、指のしわのパターンが排水に非常に役立つことを発見した。この排水ネットワークは、物を掴むときの摩擦を増加させることができます。

研究中、参加者は乾いた指または温水に30分間浸した指を使用して、乾いた状態または濡れた状態のさまざまなサイズの大理石のブロックを握るテストを行いました。結果は、水に浸した指の方が濡れたビー玉をより速く拾うが、乾いたビー玉の場合は有意差がなかったことを示しました。

「車のタイヤのトレッドが地面との接触面積を増やすことでグリップ力を高めるのと同じように、しわのある指は濡れた状態でも握力が強いことがわかった」と、論文の共著者で英ニューカッスル大学の進化生物学者トム・スマルダーズ氏は述べた。

スマルダーズ氏は、しわのある指は私たちの祖先が湿った植物や川から食物を集めるのに役立ち、しわのあるつま先は雨の中でより安定して立つのに役立っただろうと付け加えた。