Кожа на кончиках наших пальцев рук и ног сморщивается, как чернослив, если провести несколько минут в воде. Согласно недавно опубликованному исследованию, это поразительное явление заслуживает более пристального внимания: образующийся узор морщин всегда одинаков, передает inbusiness.kz со ссылкой на BBC
Удивительно, но только кожа на наших пальцах рук и ног морщится при погружении в воду. Другие части тела, такие как предплечья, туловище, ноги и лицо, остаются не более морщинистыми, чем они были до погружения.
Большинство исследователей в этой области ломали голову над тем, что изначально вызывает это сморщивание, но в последнее время их больше интересует, какой цели оно может служить.
Однако, возможно, еще более интригующим является то, что наши сморщенные пальцы могут рассказать о нашем собственном здоровье. Ученые обнаружили, что изменения в том, как сморщиваются наши пальцы, могут указывать на такие заболевания, как диабет 2-го типа, муковисцидоз, повреждения нервов и даже сердечно-сосудистые проблемы.
Что заставляет наши пальцы сморщиваться
Чтобы кончики пальцев начали сморщиваться, требуется около 3,5 минут в теплой воде — оптимальной считается температура 40 °C (104 °F), в то время как при более низких температурах около 20 °C (68 °F) это может занять до 10 минут. Однако большинство исследований показали, что для достижения максимального сморщивания требуется около 30 минут замачивания. (Интересно, что замачивание рук в теплом уксусе может заставить кожу морщиниться гораздо быстрее — всего за четыре минуты).
Считалось, что сморщивание кончиков пальцев — это пассивная реакция, при которой верхние слои кожи набухают, когда вода заполняет клетки посредством процесса, известного как осмос, — когда молекулы воды перемещаются через мембрану, чтобы уравнять концентрацию растворов с обеих сторон. Но еще в 1935 году ученые заподозрили, что этим процесс не ограничивается.
Врачи, изучавшие пациентов с травмами, в результате которых был поврежден срединный нерв — один из основных нервов, проходящих по руке к кисти, — обнаружили, что их пальцы не сморщились. Среди своих многочисленных функций срединный нерв помогает контролировать так называемые симпатические действия, такие как потоотделение и сужение кровеносных сосудов. Их открытие показало, что сморщивание кончиков пальцев, вызванное водой, на самом деле контролируется нервной системой.
Более поздние исследования врачей в 1970-х годах предоставили дополнительные доказательства этого, и они предложили использовать погружение рук в воду в качестве простого теста у постели больного для оценки повреждения нервов, которое может повлиять на регуляцию бессознательных процессов, таких как кровоток.
Затем в 2003 году неврологи Эйнар Уайлдер-Смит и Аделин Чоу, которые в то время работали в Национальном университетском госпитале в Сингапуре, провели измерения кровообращения в руках добровольцев после погружения в воду. Они обнаружили, что когда кожа на кончиках пальцев добровольцев начала морщиться, в пальцах наблюдалось значительное снижение кровотока. Когда они наносили местный анестезирующий крем, который заставлял кровеносные сосуды в пальцах здоровых добровольцев временно сужаться, он вызывал такой же уровень морщин, как и погружение в воду. 4
Нейробиолог и психолог из Университета Манчестер Метрополитен Ник Дэвис, который изучал морщины на кончиках пальцев, отмечает, что подушечки пальцев при этом бледнеют. Это происходит из-за того, что кровоснабжение поверхности сокращается.
Уайлдер-Смит и его коллеги предположили, что когда наши руки погружаются в воду, потовые протоки в пальцах открываются, пропуская воду, что приводит к дисбалансу солей в нашей коже. Это изменение солевого баланса запускает активацию нервных волокон в пальцах, что приводит к сужению кровеносных сосудов вокруг потовых протоков. Это, в свою очередь, вызывает потерю объема в мясистой части кончика пальца, что тянет вышележащую кожу вниз, так что она деформируется в морщины. Рисунок морщин зависит от того, как внешний слой кожи — эпидермис — прикреплен к слоям под ним.
Также были высказаны предположения, что внешние слои кожи могут немного набухать, чтобы усилить морщинистость. Однако только за счет осмоса нашей коже нужно набухнуть на 20%, чтобы получить морщины, которые мы видим на наших пальцах. Но когда верхние слои кожи слегка набухают, а нижние уровни одновременно сжимаются, морщинистость становится выраженной гораздо раньше, говорит Пабло Саес Виньяс, инженер-биомеханик из Технического университета Каталонии, который использовал компьютерное моделирование для изучения механизма.
Если у вас нет этой неврологической реакции, как случается у некоторых людей, морщины подавляются.
Но если морщинистость контролируется нашими нервами, это означает, что наши тела активно реагируют на пребывание в воде.
"Следовательно, это происходит не просто так", — говорит Дэвис. — "Это может дать нам преимущество".
Почему наши пальцы эволюционировали, чтобы морщиться в воде?
С помощью 500 волонтеров, посетивших Музей науки в Лондоне в 2020 году, Дэвис измерил, сколько силы им нужно было приложить, чтобы схватить пластиковый предмет. Тем, у кого были сухие руки, нужно было приложить меньше силы, чем тем, у кого руки были влажными, — их захват предмета был лучше. Но когда они погружали руки в водяную баню на несколько минут, чтобы сморщить руки, сила захвата падала между двумя значениями, хотя руки все еще были влажными.
"Результаты были поразительно ясными, — говорит Дэвис. — Сморщивание увеличивало силу трения между пальцами и предметом. Что особенно интересно, наши пальцы чувствительны к этому изменению поверхностного трения, и мы используем эту информацию, чтобы прикладывать меньше силы для надежного захвата предмета".
Предмет, который держали добровольцы Дэвиса, весил меньше пары монет, поэтому требуемая величина захвата была небольшой. Но при выполнении более сложных задач во влажной среде эта разница в трении может стать более важной.
"Если вам не нужно сжимать что-то слишком сильно, мышцы рук устают меньше, и вы можете делать это дольше", — говорит он.
Его выводы совпадают с выводами других исследователей, которые обнаружили, что сморщивание кончиков пальцев облегчает нам обращение с мокрыми предметами.
В 2013 году группа нейробиологов из Ньюкаслского университета в Великобритании попросила добровольцев переложить стеклянные шарики разных размеров и рыболовные грузила из одного контейнера в другой. В одном случае предметы были сухими, а в другом они находились на дне контейнера, наполненного водой. Участникам потребовалось на 17% больше времени, чтобы перенести погруженные предметы с не сморщенными пальцами, чем когда они были сухими. Но когда их пальцы были сморщенными, они могли перенести погруженные шарики и грузила на 12% быстрее, чем когда их пальцы были мокрыми и не сморщенными. Интересно, что не было никакой разницы в переносе сухих предметов сморщенными или не сморщенными пальцами.
Некоторые ученые предположили, что морщины на кончиках наших пальцев рук и ног могут действовать как протекторы на шинах или подошвах обуви. Каналы, образованные морщинами, помогают отжимать воду из точки контакта между пальцами и предметом.
Это говорит о том, что в какой-то момент прошлого у людей, возможно, появились складки на кончиках пальцев рук и ног, которые помогали нам хвататься за влажные предметы и поверхности.
"Поскольку это, по-видимому, обеспечивает лучшее сцепление под водой, я бы предположил, что это связано либо с передвижением в очень влажных условиях, либо, возможно, с манипулированием объектами под водой", - говорит Том Смолдерс, нейробиолог-эволюционист из Университета Ньюкасла, который руководил исследованием в 2013 году.
Это могло бы дать нашим предкам ключевое преимущество, например, при ходьбе по мокрым камням или хватании за ветки. С другой стороны, это могло бы помочь нам в ловле или поиске пищи, такой как моллюски.
"Последнее означало бы, что это уникально для человека, тогда как в первом случае мы ожидали бы, что это произойдет и с другими приматами", - говорит Смолдерс.
Появление морщин на пальцах еще не наблюдалось у наших ближайших родственников из числа приматов, таких как шимпанзе, но было замечено, что пальцы японских макак, которые, как известно, подолгу купаются в горячей воде, также сморщиваются после погружения в воду. Но отсутствие доказательств у других приматов не означает, что этого не происходит, возможно, просто никто еще не изучал это достаточно внимательно, говорит Смолдерс.
Есть и другие интересные данные о том, когда эта адаптация могла появиться у нашего вида. Сморщивание кончиков пальцев менее выражено в соленой воде и происходит дольше, чем в пресноводной. Вероятно, это связано с тем, что в соленой воде солевой баланс между кожей и окружающей средой ниже, и поэтому солевой дисбаланс, который приводит в действие нервные волокна, менее выражен. Таким образом, это может быть адаптацией, которая помогала нашим предкам жить в пресноводной среде, а не вдоль береговых линий. Но однозначных ответов нет, и некоторые полагают, что это может быть просто случайной физиологической реакцией, не имеющей адаптивной функции.
О чем говорят морщины
Как ни странно, есть и другие загадки, которые ставят в тупик – например, у женщин морщины появляются дольше, чем у мужчин. И почему наша кожа возвращается к своему нормальному состоянию – обычно через 10-20 минут? Почему бы нашим кончикам пальцев не быть постоянно морщинистыми?
Одной из причин этого может быть изменение ощущений, которое также вызывает появление морщин. Кончики наших пальцев пронизаны нервами, и сморщивание кожи меняет наши ощущения от предметов, к которым мы прикасаемся (хотя одно исследование показало, что это не влияет на нашу способность различать объекты на ощупь).
"Некоторые люди испытывают к этому настоящее отвращение, потому что брать что-либо морщинистыми пальцами кажется странным, - говорит Дэвис. - Это может быть связано с тем, что изменился баланс кожных рецепторов, но может быть и психологический аспект. Было бы интересно выяснить, почему. Возможно, есть и другие вещи, которые мы не так хорошо умеем делать морщинистыми пальцами."
Но морщины на пальцах рук и ног, когда мы погружаемся в воду, могут удивительным образом раскрыть важную информацию о нашем здоровье. У людей с такими кожными заболеваниями, как псориаз и витилиго, морщины формируются дольше. У пациентов с муковисцидозом наблюдается чрезмерное сморщивание ладоней, а также пальцев, и это было замечено даже у людей, которые являются генетическими носителями этого заболевания.
У пациентов, страдающих сахарным диабетом 2-го типа, также иногда наблюдается заметное уменьшение количества морщин на коже, когда их руки находятся в воде. Аналогичное уменьшение морщин наблюдалось у людей, страдавших сердечной недостаточностью, возможно, из-за некоторого нарушения контроля над их сердечно-сосудистой системой.
Несимметричное сморщивание пальцев – когда на одной руке морщин меньше, чем на другой, несмотря на одинаковое время погружения – даже считается ранним признаком болезни Паркинсона, поскольку оно указывает на неправильное функционирование симпатической нервной системы на одной стороне тела.
Итак, хотя вопрос о природе явления остается открытым, сморщенные пальцы приносят нам пользу - с точки зрения медицины и другими неочевидными способами.
Читайте по теме:
"Парадокс жира": эндокринологи о причине диабета
