どうして日に焼けると肌が黒くなるの?日に焼けるとは?

2018年9月9日身体の科学

私たちの生活、つまりスポーツをしたり、海水浴にいったり、なんなら散歩にいったり、通勤したりする中で、太陽の存在は切っても切り離せません。

なぜなら太陽は、私たちが住む地球を照らしてくれているからですよね。

つまり、日が昇っている間、外に出れば日の光を浴びることになり、絶対に無くてはならない存在です。

ただ、ここで気になってくるのが紫外線ではないでしょうか?

日の光を浴びるということは紫外線をもろに受けているということです。

つまり、日に焼けてしまいますよね。

世界を明るくしてくれているのはありがたいけど、紫外線はちょっと、、、

女の方は特にこの日焼けを防ごうと日焼け止めは欠かせないはずです。

なぜ日焼けが嫌なのか?

それは、黒くなりたくなかったり、シミの原因になってしまうからだと思います。

いつまでもシミのない白いきれいな肌に憧れますよね。

自ら肌を紫外線にさらし、焼きに行ったり、日サロにいって紫外線をさらに浴びにいくひとも多くいますが。

あれ、、、、

そもそもどうして日の光を、つまり紫外線を浴びることで、黒くなったりシミができてしまうのだろうか?

疑問に思わないでしょうか?

紫外線が当たることで肌が真っ黒こげになっているわけではありませんよね。

肌が炭になったらえらいことです。

では、なぜ黒くなってしまうのでしょうか?

今回はそもそも紫外線とは何か?から説明していこうと思います。

1.紫外線

紫外線とは読んで字のごとく、紫よりも外にある波長の光です。

そもそも光は波であり、その波長によって色の見え方も変わってくるのです。

私たちの目にすることのできる波長は可視光線と呼ばれ、その領域外の波長は見ることができません。

そして、可視光よりも短い波長は紫外線、長い波長は赤外線と呼ばれています。

つまり、可視光線のなかで波長が短かいと紫に見えるのですが、それよりももっと短く見えないので紫外線と呼ばれているのです。

紫外線と一言で言っても可視光よりも短い波長の光のこと全部をさしているので、さらに大きく3つに分けられています。

・UVA 長波長紫外線

・UVB 中波長紫外線

・UVC 短波長紫外線

紫外線といってもいろいろあるんですね。

この中でも私たちの生活に大きく関わってくるのは、UVAとUVBです。

それはなぜなのか?

UVCはほとんど地上には届いてこないからです。

なんとオゾン層がUVCを吸収してくれているわけですね。

そもそもオゾン層とはオゾンだけが活躍しているのではなく、両方の力で成り立っています。

イメージではオゾンが活躍してくれてる!ってい感じではないでしょうか?

そのイメージは少し違います。

では、太陽から紫外線がやってきたとしましょう。

まず、酸素分子が短い波長の紫外線を吸収することで分解します。

分解された酸素原子が集まってオゾンを合成し、合成されたオゾンが長めの波長の紫外線を吸収しくれるのです。

さらに紫外線を吸収したオゾンが分解されて、酸素分子を作ります。

このように酸素分子とオゾンの合成と分解の繰り返しのおかげで、私たちは地上で生活することができるというわけですね。

さらに詳しく知りたい方はこちらをご覧ください↓

オゾン層とはなにか?私たちを紫外線から救ってくれている!?

もし、オゾン層が無く、UVCが私たちのもとに届いてくれば大変なことになってしまいます。

UVCは生物が地上に住めなくなってしまうくらい恐ろしい力を持っているからであり、なんと、UVCが生物に当たれば、細胞をズタボロにしてしまうのです。

そもそも太古の地球で生物が水の中から地上に上がれたのも、このオゾン層が形成されたことで、恐ろしいUVCから守ってくれるようになってくれたからですね。

また、以前より、大きく問題になっているフロンなどの化学物質は、このオゾン層を破壊してしまいます。

化学物質がオゾン層まで到達してしまうと、このオゾンの合成と分解を邪魔してしまうからなのです。

年々、オゾン層が薄くなってきていることが非常に問題となってきています。

場所によってはオゾン層に穴が開いているオゾンホールも確認されています。

なんとかせねば、、、

科学が発展して私たちの生活が豊かになる反面、恐ろしいことも起きてしまっているのも事実です。

色々な角度から物事は見なければいけませんね。

では、私たちの生活に大きく関わるUVAとUVBについてみていきましょう。

2.UVAとUVB

オゾン層によってUVBも大半は吸収されるため、届いてくるのはUVAの方が多いです。

てかほとんどがUVA(約95%)です。

UVAは冬でも朝でも夕方でもあまり変わらず私たちに降り注いでいます。

このUVAは波長が長い分、私たちの肌の深いところまで進攻し、コラーゲンなどのお肌のタンパク質を変性させてしまいます。

なので、お肌の弾力性などを守るためには、冬でも肌の紫外線対策はしなければいけませんね。

そしてUVBです。

こちらは波長が短いので、深いところまではいきませんが、表皮の基底層の細胞を攻撃します。

基底層は表皮の細胞を作る重要な細胞で、常に分裂を繰り返しています。

そんな基底層が攻撃されれば大変なことになりますよね。

そもそもどのように紫外線が攻撃しているのかと言いますと、DNAをぶった切ってくるのです。

なんとも恐ろしいですね!

しかし、ご安心ください!

細胞にはきちんとDNAを修復する機能がありますので、ほとんどの場合は大丈夫です。

そもそも紫外線だけがDNAを損傷させる要因ではないので、過剰になりすぎないでください。

ただ、修復ミスが起きると大変なことになるのです。

それが『皮膚ガン』です。

うまく修復されなかった場合には、ダメな細胞がどんどん増えて行ってしまい、皮膚ガンになってしまいます。

UVBを過剰に浴びることは皮膚ガンのリスクを高めていることには間違いありません。

以前まではUVBだけが皮膚ガンのリスクがあると言われていましたが、最近の研究ではどうやらUVAにも危険があるそうです。

日焼けマシンはこのUVAを利用しているので、皮膚ガンのリスクを高めていることは間違いないようです。

ここまで紫外線に対してマイナスなイメージしかありませんが、良いことももちろんあります!

人の皮膚は紫外線を浴びるとビタミンDを合成してくれます。

このビタミンDは血中のカルシウム濃度を保ち、丈夫な骨を作ってくれる役割を担います。

健康のためにも適度な日光浴は必要であるということですね。

では、そろそろ本題に!

紫外線をあびると肌はなぜ黒くなってしまうのでしょうか?

3.どうして日に焼けると黒くなるの?

紫外線が私たちの皮膚に良くも悪くも様々な影響を与えていることがわかりました。

そもそも皮膚が攻撃されるだけで何の抵抗もしていないのかと言われると、そんなことはありません。

大事な基底層の細胞を紫外線から守るために、『メラニン色素』というものを分泌しています。

メラニン色素とはいったい何なのでしょう?

実はこのメラニン色素が肌が黒くなる原因となっています。

どういうことなのでしょうか?

紫外線が肌にやってくるとしましょう。

すると、基底層の細胞を守ろうと、表皮に存在するメラノサイトと呼ばれる細胞が、メラニン色素を分泌するのです。

このメラニン色素が紫外線を吸収してくれ、基底層の細胞が守られるというわけです。

メラニン色素は黒色の色素なのでもちろん肌も黒くなります。

肌が黒くなる正体は、細胞を守るために分泌されたメラニン色素というわけですね!

日焼けして最初は赤くて後から黒くなるのは、メラニン色素が分泌された層が、だんだんと上に上がってくるまで時間がかかるからです。

そもそもなぜ赤くなるかは、紫外線が真皮の血管まで到達し、その血管が充血して炎症を起こしているからです。

この赤くなることをサンバーン、そしてメラニン色素によって黒くなることをサンタンと呼んでいます。

また、メラニン色素が肌に残ってしまったり、過剰に分泌されるとシミの原因にもなってきます。

メラニン色素はいい奴だけど、シミになられるのはいやですね。

4.日焼け止めやサンオイル

日焼けをしないために日焼け止めは必須ですよね。

また、うまく肌を黒くするためにサンオイルを塗ったりしますが、これはどういうことなのでしょうか?

実は基本的には日焼け止めとサンオイルは同じです。

どちらも紫外線から肌を守っています。

しかし、サンオイルは日焼け止めよりも紫外線から守る能力が低いため、日焼けする程度の紫外線は浴びることができるのです。

過剰な紫外線を浴びるのを防いでくれているのですね。

そして、日焼け止めには2種類の紫外線を防ぐ方法があります。

・紫外線吸収剤

・紫外線散乱剤

紫外線吸収剤は、肌に塗ることで紫外線を吸収し、そのエネルギーを熱や赤外線に変換し放出します。

化合物はその構造によって吸収する波長が違うのですが、上手く吸収する構造の化合物を入れることで紫外線を吸収し、そのエネルギーで化学反応をおこしているみたいです。

また、紫外線散乱剤は、肌に塗ることで、紫外線を反射したり、散乱させることで、我々の肌を守ってくれているのです。

紫外線を過剰に浴びないためにも、日焼け止めやサンオイルは必須ですね。
 

5.人種による肌の色の違い

人間は肌が黒かったり、白かったりと人種によって肌の色が異なります。

これにはやはりメラニンが大きく関係しているのです。

メラニンを分泌する細胞であるメラノサイトの数は実は変わらないのですが、メラニンを分泌する量が大きくことなるのです。

すなわち、黒人はメラニンの分泌が多く、白人はメラニンの分泌が少ないのです。

紫外線が強い地域の方はメラニンを大量に分泌できなければ困りますよね。

住む地域の紫外線量の違いで、人種によって分泌できるメラニンの量が変わってきたのだろうと考えられます。

これぞ生命の神秘ですね。

6.さいごに

最近オーストラリアでは皮膚ガンの患者が急増しているそうです。

やはりオゾン層の破壊で、紫外線の吸収が衰えてきたということが原因の一つであると考えられます。

また、オーストラリアは紫外線が非常に強い地域です。

しかし、オーストラリア人はイギリスからの移民がとても多く、白人が多い国です。

黒人に比べて、白人はメラニン色素の分泌量が少なく、厳しい紫外線に対して抵抗が強くありません。

このことから皮膚ガンが増えているのだろうと考えられています。

日本も他人ごとではない可能性が出てきています。

いつまでも健康にいるために、きっちりと紫外線に対して対策を取っていかなければいけないですね。