Schweiß  

Schweiß (engl.: sweat) wird von verschiedenen Schweißdrüsen, welche über fast den gesamten Körper verteilt sind ausgeschieden[1] und dient vornehmlich der Thermoregulation.

Bestandteile

Schweiß besteht zu 99% aus Wasser.[1][2] Weitere Bestandteile sind Natrium, Kalium, Chlorid-Ionen, Urin, Laktat, Pyruvat und Spuren von Aminosäuren.[1][2] Die Natrium- und Chloridkonzentration liegt bei 30-50 mmol/L.[8] Bei Erkrankungen kann der Schweiß ebenfalls Biomarker der entsprechenden Krankheit enthalten.[1]   Der pH Wert von Schweiß liegt im Normalfall bei 6.3 und ist damit leicht säuerlich.[1]

Schweißproduktion

Die Schweißproduktion wird durch Hitze, körperliche Aktivität, scharfes Essen oder Emotionen wie z.B. Stress ausgelöst.[1][2] Schweiß wird aus dem Blutplasma filtriert, wobei ihm Natriumchlorid und Proteine entzogen werden. Im Vergleich zum Blutplasma ist damit die Natrium- und Chloridkonzentration im Schweiß dreifach so niedrig.[8]

Schweiß wird durch 3 verschiedene Drüsen abgesondert, welche sich mit Ausnahme von Brustwarzen, Lippen und externen Genitalorganen über den gesamten Körper verteilen.[1] Gesteuert werden diese Drüsen über das sympathische Nervensystem mit dem Hypothalamus als zentraler Steuereinheit.[2] Je nach Art der Schweißdrüse wirken unterschiedliche Neurotransmitter aktivierend oder inhibierend auf diese ein.

Ekkrine Schweißdrüsen

Ekkrine Schweißdrüsen sondern den Schweiß direkt auf die Haut ab und sind ab der Geburt aktiv.[2] Sie befinden sich überall auf dem Körper mit einer absoluten Anzahl von ca. 1.6 – 5 Millionen und einer Dichte von ca. 200 Drüsen pro cm², wobei die höchste Dichte an den Handinnenflächen, die niedrigste am Rücken zu finden ist. [2] Aktivierend auf die Schweißproduktion der ekkrinen Schweißdrüsen wirkt der Neurotransmitter Acetylcholin,[2] inhibierend wirkt Atropin.[7] Ekkrine Drüsen reabsorbieren Natrium aus dem Schweiß.[2]

Appokkrine Drüsen

Appokkrine Schweißdrüsen geben Schweiß in den Haarkanal ab und sind daher nur in Körperregionen mit Haarwuchs vorhanden.[2] Sie werden erst ab der Pubertät aktiv und reagieren besonders auf Emotionen wie Angst, Schmerz oder sexuelle Erregung.[2][10] Adrenalin sowie Noradrenalin kontrollieren die Aktivität dieser Drüsen.[2]

Appoekkrine Drüsen

Appoekkrine Schweißdrüsen sind eine Mischform aus ekkrinen und appokkrinen Drüsen, sind aber dennoch auf behaarte Körperregionen beschränkt.[2] Es gibt Anzeichen dafür, dass appoekkrine Drüsen eine höhere Rate an Schweißabsonderung haben als andere Drüsen.[2]

Schweißanalysen

Die Analysen von Schweiß sind einfach zu handhaben und nicht-invasiv.[1] So kann anhand verschiedener Konzentrationen von Natrium und Chlorid-Ionen im Schweiß eine Mukoviszidose diagnostiziert werden.[1] Auch Diabetes kann mithilfe veränderter Biomarker festgestellt werden. Ebenso kann der Konsum verschiedener Drogen wie Opiaten, Amphetaminen, Kokain oder Cannabinoiden mittels Schweißanalysen nachgewiesen werden.[1]

Schweiß und Sport

Bei körperlicher Aktivität und Sport stellt die Evaporation von Schweiß mit einem Anteil von 80% an der gesamten Wärmeabgabe den wichtigsten Kühlmechanismus dar.[11] Dabei wird pro mL verdunstetem Wasser 2,43 kJ Wärmeenergie abgebenen .[3][4]

Die Schweißrate steigt linear mit der Belastungsintensität an, wobei der Beginn des Schwitzens intensitätsunabhängig zu sein scheint, da der muskulärer Stoffwechsel und die frei werdende Wärmeenergie der arbeitenden Muskulatur als Stimulus für die Schweißsekretion dienen.[3] Da Wärme durch Schweiß nur abgegeben werden kann, wenn dieser auf der Haut verdunsten kann, sprich bei einem hohen Wasserdampfpartialdruckgradienten zwischen Haut und Umgebung, ist Evaporation zur Wärmeabgabe bei hoher Luftfeuchtigkeit eingeschränkt.

Bei einem hochintensiven Training in Hitze verliert der Mensch zwischen 1 – 2,5 L Wasser pro Stunde.[6] Die Schweißrate sowie die Menge an mit dem Schweiß ausgeschiedenen Elektrolyten ist jedoch abhängig vom Trainingszustand eines Athleten.[11] So kann bei trainierten Athleten die Schweißrate auf >3,0 L/h ansteigen.[3][5] Im Fußball konnte nach einer 6 tägigen Akklimatisierungsphase in Umgebungstemperaturen von ca. 40°C  eine gesteigerte Schweißrate von +34% sowie eine um 50% erhöhte Reabsortion von Elektrolyten festgestellt werden.[12] Aufgrund des erhöhten Wasserverlustes kann eine Dehydrierung eintreten.

Bei einer hohen Belastungsintensität wird über die Schweißausschwemmung auch bis zu 2 g/L Laktat, welches aus den Schweißdrüsen selbst stammt, ausgeschieden.[9]

In der frühen Nachbelastungsphase scheint die Schweißrate ihr Ausgangsniveau relativ schnell zu erreichen, obwohl eine Erhöhung der Körperkern- und Muskeltemperatur anhält.[3]

Einzelnachweise

  1. Jadoon, S., Karim, S., Akram, MR. et al. (2015). Recent Developments in Sweat Analysis and Its Applications. International Journal of Analytical Chemistry. 164974→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4369929/
  2. Wilke, K., Terstegen, ML., Biel, SS. (2007). A short history of sweat gland biology. International Journal of Cosmetic Science. 29, 169-179→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18489347
  3. Kenny, G.P. and W.S. Journeay, Human thermoregulation: separating thermal and nonthermal effects on heat loss. Front Biosci (Landmark Ed), 2010. 15: p. 259-90→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20036820
  4. Havenith, G., Individualized model of human thermoregulation for the simulation of heat stress response. Journal of applied physiology (Bethesda, Md. : 1985), 2001. 90(5): p. 1943-1954→ http://jap.physiology.org/content/90/5/1943
  5. Sawka, M.N. and S.J. Montain, Fluid and electrolyte supplementation for exercise heat stress. The American journal of clinical nutrition, 2000. 72(2 Suppl): p. 564S-72S.→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10919961
  6. Noakes, T., Fluid replacement during marathon running. Clinical journal of sport medicine : official journal of the Canadian Academy of Sport Medicine, 2003. 13(5): p. 309-318→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14501315
  7. Buono, M.J., et al., The role of in vivo beta-adrenergic stimulation on sweat production during exercise. Autonomic neuroscience : basic & clinical, 2010. 155(1-2): p. 91-93→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20056500
  8. Duffield, R., et al., Hydration, sweat and thermoregulatory responses to professional football training in the heat. J Sports Sci, 2012. 30(10): p. 957-965→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22620496
  9. Boutellier, U. and H.V. Ulmer, Sport- und Arbeitsphysiologie: Kapitel 40, in Physiologie des Menschen.Mit Pathophysiologie, R.F. Schmidt, Editor 2007, Springer: Heidelberg. p. 929-952.
  10. Labows, JN., McGinley, KJ., Kligman, AM. (1982) Perspectives on axillary odor. Journal of the Society of Cosmetic Chemists. 33, (4)193–202.→ http://journal.scconline.org/pdf/cc1982/cc033n04/p00193-p00202.pdf
  11. Born, DP., Hoppe, MW., Lindner, N., Freiwald, J., Holmberg, HC., Sperlich, B. (2014). Adaptive Mechanisms and Behavioural Recommendations: Playing Football in Heat, Cold and High Altitude Conditions. (1):17-23→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24665012
  12. Racinais S., Mohr M., Buchheit M. et al. (2012). Individual responses to short-term heat acclimatisation as predictors of football performance in a hot, dry environment. Br J Sports Med. 46: 810–815→ http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22797527