くしゃみをしたいときにはできないのに、太陽を見るとくしゃみができるのはなぜですか?

長年、私は自分が魔法のような「特殊能力」を持っていると常に思っていました。焼けつくようなまぶしい太陽や明るい光を数秒間見上げるたびにくしゃみをしてしまうので、それに対して抑えきれない好奇心が湧いてきたのです。

子供の頃、太陽を見るとくしゃみをしていました。画像ソース: DALL-E3 を使用して著者が生成

しかし、30年以上経ったある日、私は偶然驚くべき事実を発見しました。同僚はくしゃみをしたいと言い、頭を回して窓の外の太陽を見てからくしゃみをしました。その瞬間、私はこれが私個人の「特別な能力」ではなく、もっと一般的な生理現象であることに気づきました。

そこで疑問なのは、光にさらされるとくしゃみが出る原理は何なのかということです。まずはくしゃみから始めましょう。

くしゃみはどうやって起こるのでしょうか？

私たちの鼻や喉などの呼吸器がほこりや花粉、ウイルス、細菌などの異物によって刺激されると、体内の感覚神経細胞が活性化されます。これらの細胞は三叉神経を介して脳、具体的には延髄に信号を送ります。延髄は、呼吸、心拍、消化など、自律神経系の多くの基本機能を制御する役割を担う非常に重要な神経構造です。

神経細胞が活性化されます。画像ソース: DALL-E3 を使用して著者が生成

これらの信号は延髄によって分析され、処理された後、迷走神経と横隔膜神経を通じて送信され、関連する筋肉群を活性化します。刺激物をより効果的に除去するために、体はまず、主に横隔膜と胸の筋肉によって深呼吸をします。そして、一瞬のうちに、鼻と口から肺の中の空気を力強く吐き出します。

この一連の複雑だが高度に調整された動きが、私たちがよく知っているくしゃみを構成しています。

太陽を見るとくしゃみが止まるのはなぜですか？

晴れた空を見ると、思わず大きなくしゃみが出てしまいますか？もしそうなら、あなたは一人ではありません。この現象は「常染色体優性強迫性太陽眼球爆発」（ACHOO）と呼ばれ、より専門的な名前として「強迫性常染色体優性強迫性太陽眼球爆発症候群」もあります。統計によると、世界の人口の18%～35%が強い光にさらされるとくしゃみ反応を起こします。

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現在、光過敏性くしゃみ反射の正確なメカニズムはまだ議論の余地がありますが、以下の理論が広く受け入れられています。

1交差刺激理論

この理論は、光に対する目の反応がくしゃみを引き起こす神経経路と交差することを示唆しています。人間の視神経と鼻神経の信号伝達経路は、脳内で近接していたり、交差していたりすることがあります。明るい光が目を刺激すると、信号が部分的に鼻の神経の経路に「漏れ」、くしゃみ反射を引き起こすことがあります。

2.副交感神経の一般化

この理論は、刺激（例えば、目にあるもの）が副交感神経の複数の線維を活性化すると、それらの線維が同時に発火する可能性があることを示唆しています。この一般化の結果、くしゃみなど、元の刺激の種類に特有ではない反応が生じる可能性があります。つまり、元の刺激が目の中の物質や光であったとしても、その結果生じる神経活動が体の他の部分（例えば鼻）に影響を及ぼし、くしゃみなどの反応を引き起こす可能性があります。

3.光に対する感受性の増加

光ではくしゃみが出ないこともありますが、眉毛や髪の毛を抜いて三叉神経を直接刺激すると、眼神経の光に対する感受性が高まり、くしゃみが出ることがあります。光に反応してくしゃみをする人の多くでは、この直接的な刺激によって光過敏性くしゃみの発症が早まる可能性があります。

光の中でくしゃみをするのは遺伝性ですか？

光過敏性くしゃみ反射症候群は優性遺伝形質です。しかし、その根底には不明瞭な遺伝的根拠があると長い間考えられてきた。 1985 年に行われたある家族の研究によると、この症候群は常染色体優性遺伝する可能性が高いことが示唆されました。つまり、両親のどちらかがこの特徴を持っている場合、その人は光学的くしゃみ反射を受け継ぐ可能性が 50% あります。しかし、この家系研究のサンプルサイズは限られていた（1家族のみ）ため、この症候群の根本的な遺伝パターンは決定的なものではない可能性があります。

2019年に科学誌「サイエンティフィック・リポーツ」に掲載された研究で、四川大学の研究者らは、3,417の中国人サンプルにおける419,093の遺伝子変異と光感受性くしゃみ反射症候群の表現型との関連分析を実施し、関連する潜在的な遺伝子マーカー（一塩基多型、SNP）を発見し、光感受性くしゃみ反射の表現型が複数の遺伝子によるものであり、人種に特有ではないことを証明した。

ACHOO症候群に関する最新の研究がScientific Reportsに掲載されました。画像出典：参考文献[2]

この表現型は病気になるほど有害ではありませんが、感受性の高い個体が暗闇や薄暗い場所からかなり明るい環境に移動すると、リスクが生じる可能性があります。たとえば、トンネルから出てくる運転手、飛行中のパイロット、手術を受ける患者、鉱夫などです。

なぜ2回か3回続けてくしゃみをするのでしょうか?

人が呼吸器官に刺激物に遭遇すると、2、3回続けてくしゃみをするのは、身体の自然な排除機構であり、主に刺激物が完全に排出されるように設計されたプロセスです。

まず、最初のくしゃみで刺激物質が分解または緩み、その後のくしゃみで刺激物質を除去する準備が整います。その後、2 回目のくしゃみで刺激物質が鼻の前、つまり出口に近づくことになります。最後に、3 回目のくしゃみで刺激物質を体から完全に排出することができます。

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ただし、最初のくしゃみが十分に強ければ、刺激物質をうまく排除できるため、追加のくしゃみは必要ありません。しかし、最初のくしゃみで刺激物質を完全に除去できなかった場合、体は連続くしゃみによって呼吸器から刺激物質を排除しようとします。この自然な反応メカニズムにより、外部刺激に遭遇しても呼吸器系が清潔に保たれ、呼吸器系の正常な機能が維持されます。

くしゃみによる飛沫はどれくらいの速さ/距離を飛ぶのでしょうか?

くしゃみ反射は人体の自然な防御機構であると考えられています。これは、強い光、煙、刺激性のガスや化学物質などの外部環境の変化に対する自然な反応です。呼吸器官への刺激や損傷を引き起こす可能性のある要因を体が特定し、それに対処するのに役立ちます。

くしゃみをすることで、ほこり、花粉、細菌、ウイルスなど、鼻腔や上気道に入り込んだ異物刺激物質を素早く効果的に排除することができます。くしゃみの力により、これらの刺激物はすぐに排出され、呼吸器粘膜への刺激と、その結果生じる感染のリスクを軽減することができます。では、くしゃみの威力はどのくらいなのでしょうか?

速度: 研究によると、くしゃみの最高速度は時速 160 キロメートルに達することがあります。

くしゃみの威力：喉、胸、横隔膜、腹部を含む全身運動。

粒子の数: くしゃみで最大 40,000 個の飛沫が発生します。

飛沫半径: くしゃみの飛沫半径は 1.5 メートルに達することがあります。

マスクを着用することで多くの感染症を予防できるのはそのためです。

結論

くしゃみ反応は多くの要因の影響を受ける複雑な生理現象です。この記事では、さまざまな種類のくしゃみ反応、その原因、およびそれらに関連する研究について詳しく説明します。

しかし、この分野には未解決の謎やさらなる研究が必要な方向性がまだ多く残っています。今後の研究により、くしゃみ反応のメカニズムに関するより深い洞察が得られたり、より効果的な治療法が模索される可能性があります。

参考文献

[1] ブライテンバッハ、レイA.、他「戦闘パイロットにとってのリスク要因としての光性くしゃみ反射」軍事医学158.12（1993）：806-809。

[2] 王孟橋他「中国人集団における光性くしゃみ反射に関するゲノムワイド関連研究」サイエンティフィックレポート9.1（2019）：4993。

[3] フォレスター、JM「明るい光にさらされるとくしゃみが出るのは遺伝的反応である」ヒト遺伝35.2（1985）：113-114。