为什么想打喷嚏却打不出来，看看太阳就能打出来？

浅忆╮

多年来，我一直以为自己拥有一种近乎神奇的“特异功能”——每当我抬头面对炙热而耀眼的太阳或明亮的灯光几秒钟，便能引发一阵喷嚏，令我不禁对其产生了一种难以抑制的好奇。


小时候看太阳会打喷嚏。

图源：作者用 DALL-E3 生成


然而，直到三十多年后，有一天无意中发现了一个令人吃惊的事实，当我同事说他想打喷嚏的时候，他转头看了一眼窗外的太阳，接着果然打出了喷嚏。那一刻，我意识到，这并非我个人的“特异功能”，而是一种更为普遍的生理现象。


那么问题来了，见光打喷嚏，到底是个什么原理呢？让我们先从打喷嚏这事儿说起吧。


喷嚏是如何产生的？


当我们的鼻腔、喉咙或其他呼吸道遭受灰尘、花粉、病毒、细菌或其他异物的刺激时，体内的感觉神经细胞会被激活。这些细胞通过三叉神经（Trigeminal Nerve）向大脑发送信号，特别是信号会被传递到延脑（Medulla Oblongata）。延脑是一个非常重要的神经结构，负责控制自主神经系统的许多基本功能，包括呼吸、心跳和消化等。

神经细胞被激活。图源：作者用 DALL-E3 生成


经过延脑的分析和处理，这些信号随后会通过迷走神经（Vagus Nerve）和膈神经（Phrenic Nerve）发送出去，激活相关的肌肉群。为了更有效地清除刺激物，身体会先做一次深呼吸，这个动作主要是由膈肌和胸肌主导的。紧接着，在一瞬间，强烈地用力将空气从肺部经过鼻腔和嘴巴喷出。


这一系列复杂但高度协调的动作，就构成了我们熟知的喷嚏。


为什么看太阳有助于打喷嚏？




一眼望向阳光灿烂的天空，便忍不住打了个响亮的喷嚏？如果是，那么您并不孤单。这种现象被称为“光敏性喷嚏反射”（Autosomal Dominant Compelling Helio-Ophthalmic Outburst, ACHOO），也有一个更为专业的名称：强迫性常染色体显性遗传光眼激发综合征。据统计，全球有18%~35% 的人口在暴露于强光时会触发喷嚏反应。



图源：pexels




目前，关于光敏性喷嚏反射的确切机制尚存争议，但以下几种理论得到了较为广泛的认可：




1


交叉刺激理论




这种理论建议，眼睛对光的反应与引发喷嚏的神经通路有所交叉。人类的视觉神经和鼻神经的信号传递通路在大脑中可能相互接近或交叉。当明亮的光线刺激眼睛时，信号可能会部分“泄漏”到鼻神经的通路中，从而触发喷嚏反射。




2


副交感神经泛化




这种理论意味着当一个刺激（例如，眼睛中的某种刺激）激活副交感神经的多个纤维时，这些纤维可能会共同发出信号。这种泛化的结果可能是一个不特定于原始刺激种类的反应，如打喷嚏。换句话说，即使原始刺激是眼睛中的某种物质或光线，其产生的神经活动可能也会影响到其他部位（例如，鼻腔），导致打喷嚏等反应。




3


光敏感性增加




有的时候光线本来不会使一个人打喷嚏，但拔一根眉毛或头发，使三叉神经受到直接刺激时，可能会导致眼神经对光的敏感性增加，接着就会打喷嚏。在许多光反射喷嚏的人群中，这种直接刺激可以加速导致光敏性喷嚏。




见光打喷嚏遗传吗？




光敏性喷嚏反射综合征是一种显性遗传特征。但长期以来一直被认为具有潜在但尚不清楚的遗传基础。早在1985年的一项研究通过对一个家族进行研究，认为这种综合征很可能处于常染色体显性遗传模式下。也就是说如果一个人的父母其中一方有这个特征，那这个人有50%的机会继承这种光学喷嚏反射。然而，这项系谱研究的样本量有限（只有一个家族），因此这种综合征的潜在遗传模式可能仍然没有定论。






在2019年四川大学研究人员发表在《科学报告》杂志上的一项研究，他们对3417名中国人样本进行了419093个遗传变异与光敏性喷嚏反射综合征表型之间的关联分析，发现了相关潜在的遗传标记（单核苷酸多态性，SNP），证明光敏性喷嚏反射表型背后的多基因和非种族特异性。



发表在《科学报告》ACHOO综合征最新研究。图源：文献[2]


虽然这种表型的危害性还不足以构成一种疾病，但当易感人群从黑暗或昏暗的光线进入相当明亮的环境时，可能会带来危险。例如驶出隧道的司机、正在飞行的飞行员、接受手术的患者、矿工等。


为什么会连续打


  两到三个喷嚏？


当人们遇到呼吸道的刺激物时，连续打两个或三个喷嚏是身体自然的清除机制，这个过程主要是为了确保刺激物能被完全排出。




首先，第一个喷嚏可能会将刺激物打碎或松动，为后续的喷嚏清除做好准备。随后，第二个喷嚏通常会将刺激物带到鼻前部，更接近出口。最后，第三个喷嚏则有助于将刺激物完全排出体外。

图源：pexels


然而，如果第一次喷嚏的力度足够强，可能就能成功清除刺激物，这种情况下就不再需要额外的喷嚏。但如果第一次喷嚏未能将刺激物完全清除，身体会通过连续的喷嚏来尽量排除呼吸道中的刺激物。这个自然反应机制保证了我们的呼吸道在遇到外来刺激时能保持清洁，从而维护了呼吸系统的正常功能。


喷嚏中飞沫传播速度


有多快/多远？


喷嚏反射被视为人体的一种自然保护机制，当人体对外部环境变化，如强烈的光线、烟雾、刺激性气体或化学物质的自然反应，它帮助身体识别和应对可能对呼吸道造成刺激或**的因素。


打喷嚏可以迅速有效地清除进入鼻腔或上呼吸道的外来刺激物，如灰尘、花粉、细菌和病毒。通过喷嚏的力量，这些刺激物可以被迅速排出，减少了它们对呼吸道黏膜的刺激和可能导致的感染风险。那么喷嚏的力量有多强大呢？


速度：研究显示喷嚏的最高速度可以达到每小时160公里；
喷嚏的力量：一种涵盖喉咙、胸部、膈肌和腹部的全身运动；
微粒数量：一个喷嚏可以产生高达40000个液滴；
喷射半径：一个喷嚏的喷射半径可以达到1.5米。
你看，这就是为什么戴口罩能够预防很多传染病的原因。


结语


喷嚏反应是一种复杂的生理现象，受到多种因素的影响。本文详细探讨了喷嚏反应的不同类型、成因以及与之相关的研究。


然而，这一领域仍有很多未解之谜和需要进一步研究的方向。未来的研究可能会更加深入地了解喷嚏反应的机制，或者探索更有效的治疗方法。


参考文献


[1] Breitenbach, Ray A., et al. "The photic sneeze reflex as a risk factor to combat pilots." Military medicine 158.12 (1993): 806-809.


[2] Wang, Mengqiao, et al. "A genome-wide association study on photic sneeze reflex in the Chinese population." Scientific reports 9.1 (2019): 4993.


[3] Forrester, J. M. "Sneezing on exposure to bright light as an inherited response." Human heredity 35.2 (1985): 113-114.


[4] Ahn, Eric S., et al. "Sneezing reflex associated with intravenous sedation and periocular anesthetic injection." American journal of ophthalmology 146.1 (2008): 31-35.


[5] Abramson, David C. "Sudden unexpected sneezing during the insertion of peribulbar block under propofol sedation." Canadian journal of anaesthesia 42 (1995): 740-743.




[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]来源：科普中国