温度変化によって皮膚が激しく痒くなる背景には、末梢血管の拡張とヒスタミンの大量放出という生体反応が関係しています。
冷たい風に当たったり冷水に触れたりした部位、あるいは暖房器具や熱い風呂で急激に温まった部位では、急激な温度変化そのものが物理的ストレッサーとなり、皮膚の真皮層に存在する肥満細胞を直接刺激します。活性化した肥満細胞からヒスタミンをはじめとする化学伝達物質が放出されると、毛細血管が急激に拡張して血液中の血漿成分が周囲の組織に漏れ出します。これが、皮膚表面が蚊に刺されたように赤くぷっくりと盛り上がる「膨疹（ぼうしん）」の正体です。
同時に放出されたヒスタミンは、知覚神経（C線維）の末端にあるヒスタミンH1受容体を直接刺激し、脳へ強烈な痒みシグナルを伝達します。ここに自律神経の乱れが加わると、皮膚の血管収縮・拡張をコントロールする交感神経と副交感神経のスイッチングが円滑に行われなくなり、通常であれば耐えられる軽微な温度変化に対しても肥満細胞が過敏に反応してしまう悪循環が形成されます。
さらに、入浴や運動、精神的緊張などで体温が上昇し、汗をかく刺激によって引き起こされる「コリン性蕁麻疹」との違いにも注意が必要です。コリン性蕁麻疹は発汗を促す神経伝達物質「アセチルコリン」が関与しており、1〜4ミリ程度の小さな膨疹が多発し、チクチクとした強い痛痒さを伴う特徴があります。
