凍瘡為什麼不是在隆冬，而是在「日夜溫差大的日子」發生？
― 指尖的血管收縮得快，恢復得慢
凍瘡不是手指結冰造成的。是因為變細的血管在回暖時，「只有出口」沒有完全恢復原狀。這段期間血液積在裡面，並從血管滲出。所以在冷熱反覆交替的季節交替時，最容易發生。
早上呼出的氣是白的，中午卻暖和到不用穿外套。這樣的初冬天氣持續了好幾天。
晚上洗完澡，把腳伸進被爐裡，腳趾開始癢了起來。一看，小趾腫得紅紫紅紫的。
明明不是雪國的隆冬，為什麼會這樣呢？而且癢的時候不是在受凍時，而是在暖起來的時候。
原因大致可分為 2 個
身體為了不讓熱量散失，會讓手腳末端的血管變細。血管粗細變成一半時，流過的血量會減少到 16 分之 1。
送血進來的血管很快就打開，但把血送回去的血管卻遲遲不開。無處可去的血液積在裡面，從血管滲到外面。
也就是說，凍瘡是由「受凍→回暖」的切換造成的，而不是「寒冷」本身。一天之內被氣溫起伏反覆折騰，就是導火線。
血管只要稍微變細，血流量就會大幅減少
指尖、耳垂和鼻尖離身體中心很遠，又突出在外，是最容易散熱的地方。所以身體一感覺到冷，就會收緊皮膚附近的細小血管，把溫暖的血留在身體深處。
這種收緊的效果比想像中大得多。流過管子的液體量，據說與管子粗細（半徑）的 4 次方成正比。半徑變成一半，流量不是一半，而是 16 分之 1。請用圖 1 的滑桿改變血管的粗細看看。
這對身體來說，是為了保住熱量的正確反應。麻煩的是之後回暖的時候。
一回暖，只有入口會先打開
指尖的血液通道，簡單來說分成「入口」和「出口」兩條。從心臟送血過來的細動脈是入口，把血送回心臟的靜脈則是出口。
把受凍的手指突然弄暖時，入口的動脈會很快打開。但出口這一側，一般認為仍會維持受凍收縮的狀態一段時間。請看圖 2。進來的血增加了，出去的路卻還是很細。血液積在指尖，使指尖腫成紅紫色。
血液積聚、管內壓力升高後，血中的水分就會從血管壁滲出，這就是腫脹。此外，一般認為，反覆受凍的血管周圍會發炎，因而出現搔癢和疼痛。
所以「只冷一天」不容易得凍瘡。在日本，據說多發生在最低氣溫約 4～5℃、一天溫差超過 10℃的時期。比起冷到結冰的隆冬，初冬和早春反而更多，就是這個原因。
水帶走熱量的速度比空氣快得多。穿著被汗浸濕的襪子，或玩雪弄濕的手套不換，就算氣溫沒那麼低，指尖也會被冷得很厲害。小孩的腳比較容易長凍瘡，一般認為也與在外玩耍容易弄濕有關。
凍傷是皮膚和肌肉真的結冰而受損。凍瘡則是在不會結冰的溫度下發生的血流紊亂。不過，如果顏色由紫變黑、水泡破了一直不好，請去看皮膚科。
那麼，該怎麼辦呢？
了解原理後，預防方法也就清楚了。重點有 3 個：「不要受涼」「不要一直濕著」「不要突然加溫」。把冰冷的腳直接靠近熱水或暖爐，入口與出口的落差會變得最大。請用微溫的水，慢慢讓它恢復。
總結
凍瘡不是撐不住寒冷留下的痕跡。每次受凍就讓血管變細，每次回暖又重新撐開。指尖被迫一再切換，最後跟不上出口的延遲，才留下了這個痕跡。
造成凍瘡的不是寒冷，而是「冷與暖的來回」。
慢慢回暖，就是最好的預防。
寒冷讓指尖不聽使喚的原理，請看「天冷手僵時，為什麼連一顆鈕釦都扣不上？」；更冷時的危險，請看「失溫症為什麼在『沒那麼冷的日子』也會發生？」。
- 把一隻手的指尖泡進冷水（自來水加幾顆冰塊的程度）約 30 秒。如果冷到會痛，就立刻停止。
- 拿出來後，和另一隻手比較指甲的顏色。泡過冷水的手指指甲看起來偏白，沒有血色。
- 就這樣在室溫下等幾分鐘。指甲的顏色會慢慢恢復紅潤，有時一時之間還會比另一隻手更紅。
變白是血管收縮，紅色恢復是血管重新打開。已經有凍瘡的人，或手指顏色容易大幅變化的體質的人，請不要嘗試。
想知道更多的人 ― 術語、公式與課本的關聯明確標示從國中理科到大學專業課程，各屬於哪個程度
- 國中國中理科會學到的範圍
- 高中高中「生物」「物理」會學到的範圍
- 高中＋高中的進階內容，或課本專欄的內容
- 大學高中不會學到、大學專業課程（生理學、流體力學、皮膚科學）的內容
- 研究連大學也不當作「定論」來教、目前研究者仍在探討的內容
國中術語：這個現象是有名字的
- 凍瘡：凍瘡的醫學名稱。指在不到結冰的低溫與回暖反覆交替下，手腳末端、耳朵、鼻子等處紅紫腫脹，並出現搔癢或疼痛的狀態。
- 血管收縮：感覺到冷時，在自律神經的作用下，皮膚的細小血管變細。可減少熱量散失到體外。
- 鬱血：血液流不出去，積在某個地方的狀態。凍瘡的紅紫色就是這樣造成的。
國中高中用公式驗證：血管變成一半粗，流量會減少多少？
在細管中緩慢流動的液體量，與管子半徑的 4 次方成正比。假設血流也大致適用，來計算指尖血管被收緊時的流量。
| 用符號寫 | Q ＝ π × r⁴ × ΔP ÷ ( 8 × η × L ) |
| 用文字寫 | 流量 ＝ 圓周率 × 半徑的 4 次方 × 兩端的壓力差 ÷（8 × 液體的黏度 × 管長） |
| 這個公式從哪來 | 由「管子兩端壓力差的推力，與液體沿管壁摩擦的『黏性』力達到平衡」這個條件推導而來（哈根－帕助鳩方程式） |
| 符號 Q | 流量（每秒的體積） |
| 符號 r | 管子的半徑。這裡以「平常為 1 的比值」來考慮 |
| 符號 ΔP、η、L | 壓力差、黏度、長度。視為收縮前後不變 |
| 被收緊的血管半徑 | 平常的 0.5 倍（為了說明而舉的例子） |
| 稍微收緊的血管半徑 | 平常的 0.8 倍（為了說明而舉的例子） |
| 半徑 0.5 倍：先平方 | 0.5 × 0.5 ＝ 0.25 |
| 再平方變成 4 次方 | 0.25 × 0.25 ＝ 0.0625 |
| 是平常的幾分之一 | 1 ÷ 0.0625 ＝ 16 |
| 半徑 0.8 倍：先平方 | 0.8 × 0.8 ＝ 0.64 |
| 再平方變成 4 次方 | 0.64 × 0.64 ≒ 0.41 |
| 一天溫差的例子（最高 12℃・最低 2℃） | 12 − 2 ＝ 10 |
半徑只收緊 2 成，流量就降到約 4 成。收緊到一半，就是 16 分之 1。血管粗細只要有一點點變化，送到指尖的熱量就會大幅改變。正因如此，出口側只要稍微晚一點恢復，流入與流出的血量就會產生很大的差距，使血液積聚。
高中高中＋守護體溫的機制，與它的副作用
高中皮膚血管的粗細，是由自律神經中的交感神經調節的。冷的時候交感神經作用，使血管收緊；熱的時候則放鬆，讓熱量散出去。這是高中生物「恆定性（體內平衡）」的典型例子。
高中＋指尖有一種不經過微血管、直接連接動脈與靜脈的捷徑，稱為「動靜脈吻合」。冷的時候這裡會關閉，回暖後會大幅打開。一般認為，這條捷徑的開關，會使指尖的血流大幅起伏。
大學微循環與冷誘發血管反應
大學的生理學把細小血管中的血流視為「微循環」來處理。細管流動的基本是哈根－帕助鳩方程式，半徑 4 次方的規律就是由此而來。不過，血液含有紅血球，在非常細的血管中，表觀黏度會改變（法哈烏斯－林奎斯特效應），因此需要修正。另外，持續把手指泡在冷水中時，已經收縮的血管會週期性地時開時閉，這稱為冷誘發血管擴張反應（亨廷反應）。在皮膚科學中，凍瘡被解釋為對寒冷刺激的血管異常反應與發炎。
📖 公式的推導與更進一步的內容：哈根－帕助鳩流（維基百科，日文） ／ 凍瘡（維基百科，日文）
研究目前還不清楚的事
- 為什麼同樣的寒冷，有人會得、有人不會？ 有人指出與體質和遺傳有關，但哪些因素影響多大，目前還不夠清楚。
- 發炎是怎麼開始的？ 是先積血，還是先有血管壁發炎？關於詳細的先後順序，有各種說法。
- 冷誘發血管擴張反應的角色。 受凍手指的血管週期性打開，是能預防凍瘡，還是關係不大，目前仍在討論。
也就是說，這篇文章的內容也只是「就目前所知範圍內的說明」。入口與出口恢復速度不一致的說法，也請當作常用的想法之一來閱讀。
與課本的關聯（依程度）
| 程度 | 科目・單元 | 本文的哪裡 |
|---|---|---|
| 國中 | 理科 2 年級「血液循環」 | 動脈與靜脈、入口與出口的說明 |
| 高中 | 生物「自律神經與恆定性」 | 冷的時候皮膚血管收緊的機制 |
| 高中＋ | 生物進階「體溫調節」 | 指尖的動靜脈吻合 |
| 大學 | 生理學・流體力學・皮膚科學 | 哈根－帕助鳩方程式、冷誘發血管擴張反應、凍瘡 |
| 研究 | 血管生物學・皮膚科學 | 體質差異、發炎的起始方式 |
| ― | 與生活的關聯 | 換掉濕襪子、冰冷的腳用微溫的水慢慢暖和 |
- 維基百科「凍瘡」（日文）
- 維基百科「哈根－帕助鳩流」（日文）
- 本郷利憲・廣重力等監修《標準生理学》（標準生理學），醫學書院（體溫調節・循環章節）
- 清水宏《あたらしい皮膚科学》（嶄新的皮膚科學），中山書店（凍瘡條目）
※本文是為一般讀者所寫的科學解說。文中的數值是為了幫助理解原理的參考值與概算。如果症狀嚴重、拖很久不好，或顏色變黑，請不要自行判斷，務必就醫。