足をぶつけて「痛い」と感じるのは、神経系を通じて、情報が脳に伝達されているからです。
最新の研究では、そのような伝播は神経系だけでなく皮膚でも生じていることが分かりました。
マサチューセッツ大学アマースト校（UMass Amherst）の研究チームは、皮膚細胞が外的刺激を受けた際、 危険を知らせる信号を発すると報告しました。
傷ついた細胞は「叫び声」を上げ、隣の細胞に危険を知らせていくのです。
研究の詳細は、2025年3月17日付の『Proceedings of the National Academy of Sciences』誌に掲載されました。
目次
- 神経系は体全体で会話している――皮膚は？
- 皮膚の「叫び」は周囲に伝播していた
神経系は体全体で会話している――皮膚は？
皮膚細胞は通常、私たちの身体を外界から守る壁として機能し、 栄養の吸収や分泌、保護などの役割を担っています。
しかし、これまで皮膚細胞が「電気信号」によるコミュニケーションを行うことは知られていませんでした。
実際、神経細胞や心臓の細胞だけが、「電気的にコミュニケーションを取る」と考えられてきました。
例えば、神経系は私たちの身体の中で情報を伝えるために電気的な信号を発生させます。
これらの信号は非常に速く、数ミリ秒のうちに伝播し、 神経系全体で情報を瞬時に伝えることができます。
神経の伝達は、私たちが動く、考える、反応するために不可欠な役割を担っており、 この速さと精度が神経系の特徴です。
私たちが熱いものを触った時に瞬間的に手を引っ込めたり、「熱い」「痛い」と感じたりするのは、電気信号が体中を伝播している証拠です。
では、皮膚の細胞ではどうでしょうか。
神経細胞のように、何らかの情報を伝えることはあるのでしょうか。
マサチューセッツ大学アマースト校の研究チームは、この点を調査するため、傷つけられた皮膚細胞が電気的なスパイク（電気的信号）を発生させるか、またそれが伝播していくのか調べることにしました
実験では、60個の電極を配置したチップ上にヒト上皮細胞を培養し、 傷を与えた場所やその他の場所で電気的なポテンシャルを計測しました。
皮膚の「叫び」は周囲に伝播していた
実験の結果、 研究者たちは、傷つけられた皮膚細胞が発する電気信号が、実際に周囲の細胞へと伝播していることを確認しました。
傷ついた皮膚の細胞から発せられる電気スパイクは、その傷口から数百マイクロメートルという距離にわたって、毎秒約10ミリメートルの速度で伝播していました。
皮膚の細胞はこれまで沈黙を保っていると考えられてきたため、この結果は驚きです。
研究チームは次のように述べています。
「上皮細胞は傷つくと、隣の細胞に叫び声をあげます。
この叫びはゆっくりと、しつこく、驚くほど遠くまで届きます。
神経系の働きに似ていますが、その1000倍遅いものです」
実際、上皮細胞の「叫び」は、神経細胞よりもはるかに遅いものの、ゆっくりと時間をかけて伝わっていくと分かりました。
いくつかの「叫び」や「会話」は、最長5時間記録されたというのだから驚きです。
ちなみにこの現象については未だ明らかになっていない部分が多いですが、皮膚の信号の電波にはカルシウムイオンが関与していると考えられています。
「皮膚の叫び」に対する理解は、将来、ウェアラブルセンサーや傷の治療を早める電子包帯などの応用へと繋がるかもしれません。
傷ついた細胞間の叫びを理解することで、新たな扉が開かれるのです。
参考文献
Slow, silent ‘scream’ of epithelial cells detected for first time
https://www.eurekalert.org/news-releases/1076752
Scientists Found The Silent ‘Scream’ of Human Skin For The First Time
https://www.sciencealert.com/scientists-found-the-silent-scream-of-human-skin-for-the-first-time
元論文
Electric spiking activity in epithelial cells
https://doi.org/10.1073/pnas.2427123122
ライター
大倉康弘: 得意なジャンルはテクノロジー系。機械構造・生物構造・社会構造など構造を把握するのが好き。科学的で不思議なおもちゃにも目がない。趣味は読書で、読み始めたら朝になってるタイプ。
編集者
ナゾロジー 編集部