「秋の 10 度」は「春の 10 度」よりもなぜ寒いのでしょうか?

皆さんも同じような経験をされたことがあるのではないでしょうか。気温は同じなのに、春と秋では感じ方が全然違います。

春には、朝外に出ると気温が 10 度で、一枚の衣服を着て太陽の下を歩くと、すぐに額に汗がにじみ出てきます。しかし秋になると、朝の気温も10度になり、風が吹くとすぐにコートを着て震え始めます。

一部のネットユーザーは、秋の前に夏があり、人々は暑さに慣れているため、10度は灼熱に比べると低い気温だと分析している。逆に春は体が寒さに慣れているので、厳しい寒さに比べると10度は高い気温です。この発言は少々「感情的」ではあるが、科学界は一定の認識を示している。つまり、確かに、身体には温度に対するそのような適応プロセスがあるのだ。

「同じ温度でも感覚が違う」というテーマを詳しく検討する前に、まず人体が寒さに反応するプロセスを理解しておくと役に立ちます。

気温が下がると、皮膚にある温度受容器が最初にその変化を感知し、視床下部に信号を送ります。視床下部は脳の腹側表面、視床の下に位置します。重さはわずか4グラム、脳全体の容積の0.3％を占めるに過ぎないが、人体の体温、食物摂取、生殖、内分泌活動に対する強力な調節能力を持っている。

赤い部分は視床下部です

寒さの信号を受け取ると、視床下部は通常、身体に2つの対策を指示します。1つ目は血管収縮、特に皮膚などの末梢血管の収縮です。血管収縮は皮膚と外部環境の間の熱交換を減らし、それによって体の熱損失を減らすのに役立ちます。第二に、筋肉を震わせることによっても熱エネルギーが増加します。これが、冬に人が「震え」ずにはいられない理由です。

人体が寒さに対して示す一般的な 2 つの反応を知っておくと、血管収縮と震えの程度を監視することで、長期間寒さにさらされることで人体が耐寒性を高めるかどうかを観察できます。

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幸いなことに、科学界はすでに多数の実験を行っており、肯定的な答えが出ています。

研究者たちは、北極圏の原住民は熱帯地域に住む人々よりも寒さにさらされても血管収縮や震えを経験することが少ないことを発見した。これは低温に慣れているからです。

頻繁に冷たい水に手を入れる必要がある漁師の中には、寒さに対して「免疫」を持つようになった人もいる。実験により、漁師と一般人が同じ温度の氷水に手を浸した場合、漁師の手の温度がわずかに高くなることが分かりました。これも寒さに適応するための体の反応です。

長く寒い冬が過ぎると、春になると私たちは北極圏の住民のように寒さに強くなり、気温が少し上がるとすぐに暑く感じます。秋には、私たちは長い夏を終えたばかりで、熱帯の住民のように寒さに対する「免疫」をまだ発達させていません。そのため、気温が下がると私たちは凍ってしまいます。

寒さに対するこの種の適応は、一般的に神経系の調節を通じて達成されます。しかし、十分な寒さにさらされると、体は「褐色脂肪」に関連する生理学的変化を経験し、さらに寒さに強くなります。

人体の脂肪は、色によって、白色脂肪と褐色脂肪の2種類に大別されます。

オレンジ色の楕円は脂肪滴、ピンクの楕円はミトコンドリア、青色の楕円は細胞核です。出典: Everyday Health

白色脂肪は、一般に「脂肪」として知られているものとほぼ同等です。高校の生物学の教科書にもあるように、その主な機能はエネルギーを蓄えることです。体は、他の「エネルギー物質」が使い果たされたときにのみ白色脂肪細胞を使用します。これが、減量が非常に困難であり、効果を上げるには大量の有酸素運動が必要となる理由です。

褐色脂肪細胞は白色脂肪細胞よりも小さく、細胞内にミトコンドリアと呼ばれる「エネルギー生成装置」を多数含んでいます。そのため、寒さを感じると、褐色脂肪はすぐに熱を放出し、白色脂肪よりもはるかに効率的な「良質な燃料」となります。これは、体内の褐色脂肪が多いほど寒さに適応でき、極寒の中でも体温を素早く上げることができることを意味します。

科学者たちは、人体が低温環境に長時間いると、体内で褐色脂肪が生成される可能性が高くなることを発見しました。人体は高温環境に長時間さらされると、褐色脂肪が生成されにくくなります。そのため、秋と比較すると、春には私たちの体内に褐色脂肪、つまり「良い燃料」が多くなります。これは、気温が 10 度の春に暖かく感じる理由も説明しています。

研究者らは、男性たちを毎晩異なる温度で眠らせ、1か月目にはA 24度、2か月目にはB 19度、3か月目にはC 24度、4か月目にはD 27度に設定し、褐色脂肪（赤い影）の量が変化したことを発見した。出典: 参考文献4

もちろん、身体感覚に影響を与える要因は数多くあります。地理学者は、春には太陽の直角が北半球に近くなり、太陽放射が強くなるため、より暖かく感じると考えています。心理学者は、春と秋の同じ気温に対する人々の異なる感情も「心理的暗示」によって影響を受ける可能性があると指摘している。

しかし、運動など、季節の変わり目の不快感をうまく克服する方法はいくつかあります。秋になり気温が暑さから寒さに変わると、運動によって白色脂肪が褐色脂肪に変換されるようになります。春になって気温が寒さから暑さに変わると、運動をすることで汗腺がより敏感になり、余分な熱を放出しやすくなります。

だから運動は常に正しいのです。外に出て足を動かし、春の 10 度を秋の 10 度に限りなく近づけてみませんか?

参考文献

[1]なぜ子供は大人ほど寒くないのか？ https://www.youtube.com/watch?v=zpcI_g_zrpk

[2]気温65度の日が秋には寒く感じるのに、春には暖かく感じるのはなぜでしょうか？

https://www.michiganmedicine.org/health-lab/why-65-degree-day-feels-cold-fall-warm-spring

[3]気温が50度の日でも、秋は春よりも寒く感じる理由

https://www.nytimes.com/2018/10/24/science/human-bodies-cold-weather-adjustment.html

[4]リー P、スミス S、リンダーマン J、クールヴィル AB、ブリヒタ RJ、ディークマン W、ヴェルナー CD、チェン KY、セリ FS。温度に順応した褐色脂肪組織はヒトのインスリン感受性を調節します。糖尿病。 2014年11月;63(11):3686-98.出典：10.2337/db14-0513. Epub 2014年6月22日. PMID: 24954193; PMCID: PMC4207391。

企画・制作

出典: Bring Science Home (ID: steamforkids)

著者: 劉 琉奇

編集者：何童

校正：徐来林

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