過敏的人兒有長長的睫毛?關於睫毛の奇妙研究

長年來,醫學界流傳著「過敏兒,擁有更長的睫毛」的傳說。如今,科學家終於證實了⋯⋯ [1]

過敏的人兒有長長的睫毛?

過敏兒の纖長睫毛

早在 1977 年,就有醫師發現,「長長的睫毛」似乎是過敏兒的表徵 [2][註1]。直至近年,印度科學家徵招了一群志願者,來了解此都市傳說,是真是假?

科學家找了約 80 名過敏體質和約 170 名無過敏體質的兒童、青少年;他們的性別、年齡之間已進行遴選,可互相對照。過敏體質者被診斷為常年性過敏性鼻炎,歸因於屋內塵蟎。結果如下表 1 :

睫毛長度(毫米/mm)
過敏組對照組 (無過敏)p值
男孩9.26 ± 1.18.44 ± 1.80.005
女孩8.97 ± 1.47.9 ± 1.50.0261
表1:不同性別的過敏和控制組兒童,睫毛長度之比較

觀察表 1 可知,不分男女,過敏孩童的睫毛,明顯比非過敏對照組的睫毛更長 [註2]

猜猜看,纖長睫毛的原因

過敏兒擁有更纖長的睫毛,原因尚無定論。推測可能和前列腺素 (prostaglandins) 有關 [1]前列腺素已被證明,能將毛囊從休止期轉變為生長期;甚至在2009年,美國食品藥物監督管理局 (Food and Drug Administration /FDA) 批准用前列腺素藥物治療睫毛毛髮過少的患者 [3]。而過敏性鼻炎患者的鼻黏膜中,存在大量的肥大細胞,可釋放組織胺 (histamine) ,前列腺素和白三烯 (leukotrienes) 等激素 [1],可能會刺激睫毛毛囊重新回到生長期,讓過敏兒擁有纖長的眼睫毛(亂想:那禿髮的症狀也可以用前列腺素藥物治療嗎?)。

長長的睫毛令人覺得更美。But,睫毛和眼睛之間,似乎有個「完美比例」。咦,多少呢? [4-7]

睫毛和眼睛的最佳比例?

睫毛能阻擋外來物侵入眼睛、降低淚水蒸發的能力。而搞笑諾貝爾獎得主—胡立德 (David L. Hu) 團隊發現 [註3],哺乳動物的睫毛長度 (L) 、眼睛寬度的比例 (W) ,似乎呈現線性關係;此比例大約是 0.34 (L/W= 0.34) 。

咦,為什麼?

不同哺乳動物眼睛寬度和睫毛長度的比例。圖/ref_6

睫毛越長保護力越好嗎?

以假睫毛模擬不同長度對阻擋外來物、降低蒸發的能力,結果如何呢?

胡立德團隊利用人造睫毛、風洞、電腦模擬,量測睫毛對減緩水分蒸發、阻擋灰塵的保護能力,結構如下圖。

左、中圖:哺乳動物的眼睛和睫毛。右圖:電腦模擬之人造睫毛。圖/ref_6
上圖:風洞實驗設計。下圖:利用螢光水滴,模擬人造睫毛阻擋外來入滴入眼睛的實驗示意。L/W指睫毛長度和眼睛寬度的比值。圖/ref_6

利用上述的風洞設計,科學家滴入直徑約 10μm 的螢光水滴,判斷不同長度比例的睫毛阻擋外來入侵入眼睛的能力。結果如下圖,睫毛並非越長越好,最佳的阻擋效果出現在 L/W= 0.25±0.15 範圍。

橫軸:不同睫毛長度和眼睛寬度的比值 (L/W) 。縱軸:螢光強度變化,亦可代表外來物進入眼睛的多寡。圖/ref_6

而在降低眼睛表面的水分蒸發率方面,也出現類似的結果 (為了簡化實驗變因,實驗團隊此處使用網格模擬睫毛,請參考下圖) 。

結果如下圖,睫毛並非越長越好,最佳的減緩蒸發速率出現在 L/W= 0.3±0.1 範圍。

橫軸:不同睫毛長度和眼睛寬度的比值 (L/W) 。縱軸:蒸發率,亦可代表外來物進入眼睛的多寡。圖/ ref_6

綜上所述,最佳的睫毛和眼睛比例約在 1/3 左右。團隊認為,也許未來可在難以清潔的物質上,思考這種「能自我清潔」的設計

也許未來某一天,我們會看到太陽能板、高樓玻璃等,都戴上了長長的「人造睫毛」呢!

註解

1:該文章亦將黑眼圈、眼袋等視為過敏病症的特徵。

2:若同屬於過敏組,或同屬於不過敏組裡,男孩和女孩間的睫毛長度,統計上俱無差異。

3:該團隊以「哺乳動物排尿時間的對數值,及動物的體重,兩者間有線性關係」及「袋熊如何?及為何製作立方體狀的糞便?」獲得 2015 和 2019 年搞笑諾貝爾獎。

參考資料

  1. Mehak Singh & Manoj Pawar (2018) Eyelash length for the diagnosis of atopic dermatitis and ichthyosis vulgaris in children—a case control study. European Journal of Pediatrics.
  2. M B Marks (1977) Recognizing the allergic person. American Family Physician, 01 Jul 1977, 16(1):72-79
  3. Sandeep Kaur and Bharat Bhushan Mahajan (2015) Eyelash Trichomegaly. Indian Journal of Dermatology.
  4. David L. Hu、羅亞琪 (2020) 破解動物忍術:如何水上行走與飛簷走壁?動物運動與未來的機器人。三民。
  5. Guillermo J. Amador, David L. Hu (2015) Cleanliness is next to godliness: mechanisms for staying clean. Journal of Experimental Biology.
  6. Guillermo J. Amador, Wenbin Mao, Peter DeMercurio, Carmen Montero, Joel Clewis, Alexander Alexeev and David L. Hu (2015) Eyelashes divert airflow to protect the eye. Journal of The Royal Society Interface.
  7. Siyu Zou, Jinping Zha, Jie Xiao and Xiao Dong Chen (2019) How eyelashes can protect the eye through inhibiting ocular water evaporation: a chemical engineering perspective. Journal of The Royal Society Interface.

關於作者

Chiang Wei-Lun

蔣維倫。喜歡虎斑、橘子、白底虎斑、三花貓。曾意外地先後收集到台、清、交三間學校的畢業證書。泛科學PanSci專欄作家、故事專欄作家、udn鳴人堂專欄作家、前國衛院衛生福利政策研究學者。 文章作品:https://pansci.asia/archives/author/miss9 https://www.newsmarket.com.tw/blog/author/miss9ch/

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