Schwitzen beim Sport - die Hintergründe - GARAGE GYM

In diesem Blogbeitrag nehmen wir das Thema Schwitzen beim Sport genauer unter die Lupe. Bestimmt ist dir auch schon mal aufgefallen, dass manche Personen bei der gleichen Aktivität mehr und andere wiederum weniger schwitzen. Doch warum schwitzen wir überhaupt? Was geht mit dem Schweiß alles verloren? Wieso schwitzen ältere Menschen kaum noch? Im ersten Teil werden diese und weitere Fragen rund um das Schwitzen beantwortet, bevor es im anschließenden zweiten Teil darum geht, welche Auswirkung exzessives Schwitzen mit Dehydration auf die Leistungsfähigkeit hat und was der Körper benötigt, um Schweißverluste auszugleichen. Hier bekommst du konkrete Vorschläge für einfache, schmeckende und wirksame Sportgetränke.

Teil 1:

Warum schwitzen wir überhaupt und beim speziell beim Sport?

Der physiologische Sinn von Schwitzen beim Sport ist primär die Wärmeregulation des Körpers. Dieser Fakt ist wissenschaftlich anerkannt und gut belegt. Bei Bewegung wird vermehrt geschwitzt, da die mechanische Effizienz des Menschen lediglich 30 Prozent beträgt. Das bedeutet, während körperlicher Anstrengung wird eine große Menge an Wärme als ein Nebenprodukt des Stoffwechsels durch die arbeitenden Muskeln erzeugt. Mit dem Schwitzen beim Sport wird die Hitze vom Körper in Wasser auf der Hautoberfläche übertragen. Dabei kann durch Verdunstung und nur durch Verdunstung dem Körper die entstandene Wärme entzogen werden. Konkret sind das 580kcal Hitze pro 1 kg Schweiß. Das ist genug Energie um 5,8 Liter Wasser um 10 Grad Celsius zu erwärmen.

Die Wärmeregulation ist in heißen Umgebungen und/oder bei körperlicher Anstrengung für das menschliche Überleben entscheidend. Gesteuert wird die Funktion des Körpers über eine bestimmte Region im Hypothalamus. Hier werden die Signale von zentralen und Hautwärmerezeptoren verarbeitet und das Schwitzen beim Sport stimuliert, sowie die oberflächliche Gefäßerweiterung veranlasst. Bei den Umgebungsbedingungen spielt außer der Temperatur ebenso die Luftfeuchtigkeit eine wichtige Rolle für Effektivität des Schwitzens. Ausschließlich durch die Verdunstung kann die kühlende Wirkung entfaltet werden. Somit sind Schweißtropfen reiner „Wasserverlust“.

Häufig werden den Schweißdrüsen weitere Funktionen neben der Thermoregulation zugeschrieben. So sollen sie überschüssige Mikronährstoffe ausscheiden und insgesamt eine ähnliche Funktion wie die Nieren erfüllen: metabolischer Abfall und Toxine sollen über den Schweiß aus dem Körper entfernt werden. Auf dieser Idee beruhend soll Saunieren die Entgiftung beschleunigen. Diese Thematik ist bisher wissenschaftlich schlecht untersucht, doch die grundsätzliche Funktionsweise der Schweißdrüsen spricht gegen dieses Konzept. Diese wird weiter unten noch umrissen, aber zunächst geht es mit einer anderen Frage weiter.

Wo und wieso entsteht Schweiß?

Grundsätzlich können drei Arten von Schweißdrüsen unterschieden werden. Davon sind jedoch nur die ekkrinen Schweißdrüsen für diesen Beitrag von Interesse, da sie auf dem ganzen Körper verteilt sind und die Rolle der Wärmeregulation innehaben. Der Mensch besitzt ca. zwei bis vier Million solcher Schweißdrüsen, deren Zahl sich ab dem zweiten Lebensjahr nicht mehr ändert. Das bedeutet, dass die Dichte, also die Anzahl pro Fläche mit dem Höhen- und ebenso Breitenwachstum stetig abnimmt. Die höchste Drüsendichte ist interessanterweise auf den Hand- und Fußflächen gegeben. Hier finden sich ca. 250-550 Schweißdrüsen pro Quadratzentimeter. Wie jeder aus Erfahrung weiß, reagieren diese sowohl auf emotionale wie Wärmereize. Auf dem Torso, den Extremitäten und im Gesicht ist die Dichte zwei fünf Mal geringer, da sie über eine viel größere Fläche verteilt sind. Diese Schweißdrüsen sind für die Thermoregulation verantwortlich.

Bereits weiter oben wurde die Kette aus Wärmerezeptoren, Hypothalamus und Stimulation der Schweißdrüsen erwähnt. Jüngere Forschungsarbeiten zeigten, dass ekkrine Schweißdrüsen jedoch auch auf nicht-thermische Stimuli reagieren. Sogenannte Osmorezeptoren registrieren den „Salzgehalt“ im Blutplasma und modulieren die Schweißproduktion. Besonders in Bezug zu Sport und Training spannend: durch Muskelkontraktionen setzt innerhalb von 1,5 bis zwei Sekunden nach dem Beginn von Übungen das Schwitzen ein. Das bereits vor messbaren Veränderungen der Körperinnentemperatur. Selbst bei wechselnden Belastungs- und Ruhephasen kommt es ohne Veränderung der Haut- und Innentemperatur zu einer erhöhten Schweißproduktion. Diese Situation ist etwa beim Krafttraining gegeben und das erklärt auch, wieso selbst bei kurzen, aber intensiven Sätzen und längeren Pausen dazwischen dennoch ordentlich geschwitzt wird. Hierbei ist die Schweißrate an die Höhe der Arbeitslast geknüpft. Vereinfacht: wer schwer liftet, der schwitz auch mehr. Zwei Mechanismen sind für die wärmeunabhängige Schweißproduktion verantwortlich:

Ein zentraler Befehl ausgehend vom Bewegungszentrum (Motor cortex)
Trainingsdruckreflex direkt von den Nervenbahnen der kontrahierenden Muskeln

Woraus beseht Schweiß und wie entsteht er?

Die Schweißkomposition genau zu bestimmen ist methodisch schwieriger als man sich denken würde. Es gibt unterschiedliche Methoden zur Gewinnung und zur Abnahme des Schweißes, die alle nicht perfekt und frei von systematischen Fehlern sind. Zusätzlich können spezifisch Ergebnisse von Hautregionen nicht auf den ganzen Körper übertragen werden. Bei gewissen Schweißrückständen finden sich Zwei- bis Fünffache Abweichungen in der Literatur. Was sich dennoch festhalten lässt, erfährst du jetzt.

Die Zusammensetzung von Schweiß

Schweiß ist eine sehr komplexe wässrige Mischung aus bio-chemisch unterschiedlichen Bestandteilen. Hauptsächlich besteht er allerdings aus Wasser und Natriumchlorid, also Salz. Unter der Vielzahl an gelösten Stoffen in variierenden Konzentrationen finden sich weitere Elektrolyte wie Kalium, Magnesium, Calcium. Sogar Spurenelemente wie Zink, Eisen, Kupfer. Doch hier gibt es zu wenige Forschungsarbeiten, um genaue Bandbreiten zu nennen. Neben Vitaminen sind im Schweiß auch noch Stoffwechselprodukte wie Laktat, Harnstoff, Ammoniak, Bicarbonat und Glucose enthalten. Selbst Schwermetalle, Antikörper, Zellsignalstoffe (Cytokine), sowie andere Umweltbelastungsstoffe wie persistente organische Verschmutzungen lassen sich im Schweiß nachweisen. All das ist wenig überraschend, wenn die Funktionsweise der Schweißdrüsen betrachtet wird.

Die Produktion von Schweiß

Die interstitielle Flüssigkeit, also die Flüssigkeit zwischen den Zellen, ist die Ausgangssubstanz für den Primärschweiß. Die Zellzwischenraumflüssigkeit unterscheidet sich vom Blutplasma hauptsächlich nur durch einen geringeren Proteinanteil. Somit ist der Grund für die vielen Komponenten, die im Schweiß zu finden sind geklärt. Da der Vorläuferschweiß ein Ultrafiltrat des Blutplasmas ist, sind die beiden nahezu isoton: Konzentrationen im Primärschweiß von 135-145mmol/L Natrium (Na), 95-110mmol/L Chlorid (Cl), 4-5mmol/L Kalium (K+). Durch aktive und passive Resorption wird im weiteren Verlauf das Schweißsekret hypoton, also die Elektrolytkonzentrationen sinken. Dabei ist die Rückresorption von Na und Cl abhängig von der Schwitzrate. Je mehr geschwitzt wird, desto höher werden die Konzentration von Na und Cl. Der Schweiß an der Hautoberfläche liegt letzlich in folgenden Konzentrationsbereichen:

Kalium: ca. 2-8mmol/L

Lokale Konzentrationen von Natrium: 10 bis 90 mmol/L

Ganzkörper: 10-70 mmol/L

Chlorid liegt in einem sehr ähnlichen Bereich wie Natrium: 20-70 mmol/L

Was bedeuten die Zahlen mmol/l in absoluten Mengen?

10mmol/L Natrium entsprechen 230mg Na pro Liter Schweiß

90 mmol/L Natrium sind 2070mg = 2g pro Liter Schweiß

10mmol/L Cl entsprechen 355mg Cl pro Liter (35,5mg/dl)

80mmol/l CL sind 2840mg = 2,84g pro Liter Schweiß

5mmol/L K sind 195,5mg Kalium pro Liter Schweiß

Zum Abschluss der Schweißzusammensetzung ist anzumerken, dass einige Schweißinhaltsstoffe das Ergebnis des Stoffwechsels der Drüsen sind: etwa Laktat. Andere, wie antimikrobielle Bestandteile und proteinspaltende Enzyme sind vermutlich für die Hautgesundheit sehr wichtig.

Warum schwitzen manche mehr und manche weniger?

Wir sind nun bei einer interessanten Frage zum Thema schwitzen angelangt. Die Alltagserfahrung hat uns allen schon gelehrt, dass es erhebliche Unterschiede in der Schweißmenge zwischen Personen gibt. Wissenschaftlich wurde darüber hinaus auch noch belegt, dass sich die Elektrolytkonzentrationen innerhalb und zwischen Menschen unterscheiden. Welche Einflussfaktoren der Schweißmenge und der Elektrolytkonzentration gibt es?

Individuelle Unterschiede

Beginnen wir zunächst mit den Faktoren, die sich innerhalb einer Person auswirken. Untersuchungen haben gezeigt, dass im Vergleich zu den Morgenstunden am Nachmittag zwischen 12 und 16 Uhr ein höherer Schwellenwert zum Schwitzbeginn gegeben ist. Somit ist der circadiane Rhythmus ein erster intraindividueller Faktor. Ein weiterer ist der Wasserhaushalt inklusive der Elektrolytgehalt an sich. Die medizinisch bezeichnete Hyperosmolalität bezeichnet eine Situation, in der mehr osmotisch aktive Teilchen (wie eben Elektrolyte) als im Normalzustand vorhanden sind. Dieser Zustand, sowie ein niedriger Wassergehalt des Körpers (=Dehydration) verzögern das Einsetzen des Schwitzens. Da die Menge an Flüssigkeitszufuhr den Hydrationsstatus und die Osmolalität wesentlich bestimmen, wirkt sich das Trinkverhalten auf das Schwitzen beim Sport aus.

Ernährung und Schweiß

Neben dem Trinken hat die Ernährung vor allem Einfluss auf den Salzgehalt des Schweißes. So zeigte sich in Versuchen, dass mit rund zwei Gramm Salz pro Tag mehr oder weniger, sich nach 1 bis 4 Tagen die Natriumkonzentrationen im Schweiß veränderten. Mehr Salz in der Ernährung ergibt einen etwas salzigeren Schweiß. Die Schweißmenge bleibt allerdings unverändert. Bei anderen Mikronährstoffen (Mineralstoffen und Vitaminen) gibt es bei gesunden Personen keinen Zusammenhang zwischen der Kurzzeit- oder Langzeitzufuhr und den Konzentrationen davon im Schweiß.

Bei Frauen wirkt sich der Monatszyklus auf den Schwellenwert des Schwitzbeginns aus. In der Lutealphase, also der zweiten Hälfte des Zyklusmonats erhöht sich der Schwellenwert. Somit beginnen Frauen in dieser Zeit erst bei etwas höheren Temperaturen oder etwas später bei körperlichen Anstrengungen zu schwitzen.

Umweltfaktoren und schwitzen

Zu den Außenfaktoren, die das Schwitzverhalten ein und derselben Person beeinflussen zählen Wind und Luftfeuchtigkeit, selbstverständlich die Temperatur und die Sonneneinstrahlung, die Bekleidung und die Dauer und die Intensität des Trainings. All das und die bereits genauer beschriebenen Faktoren können von einem Tag zum nächsten fünf bis 15 Prozent Differenz in der Schweißmenge und den Natriumkonzentrationen ergeben.

Interindividuelle Unterschiede

Kommen wir nun zu den Unterschieden zwischen Personen. Männern wird häufig eine höhere Schweißproduktion nachgesagt. Das wird aber von einigen geschlechtsunabhängigen Faktoren verzerrt. Werden durch Berechnungen die Körpermasse, die -oberfläche und die Hitzeproduktion des Stoffwechsels berücksichtigt, dann bleiben nur noch bestimmte Umweltbedingungen wie 35 bis 40° Celsius und starke Stoffwechselanforderungen, die eine höhere Verdunstungsleistung bedingen, um eine Hitzebalance zu erreichen. Also nur bei Extremsituationen schwitzen Männer tatsächlich mehr. Generell besitzen Frauen aber keinen Nachteil bei der Wärmeregulierung unter üblichen Umweltverhältnissen. Frauen schwitzen dennoch bei feuchter Hitze weniger als Männer.

Die Körpermasse als ein wesentlicher Faktor wurde gerade angeführt. Je größer diese ist, desto mehr steigt auch die Wärmeproduktion bei Bewegung an und somit führt eine höhere Körpermasse zu mehr Schweiß bei sportlichen Betätigungen. Die aktive Muskelmasse ist entscheidender als das Geschlecht. Ähnliches gilt für das Alter und den Fitnesszustand. Mit den Jahren nimmt zwar die Schweißmenge pro Drüse ab, dies wird aber der abnehmenden Fitness zugeschrieben. Die Fähigkeit die Körperkerntemperatur bei Hitze oder Sport aufrechtzuerhalten ist dennoch nicht beeinträchtigt.

Training der Schweißproduktion

Der Einfluss der Fitness soll etwas genauer erklärt werden. Schweißdrüsen zeigen wie Muskeln Anpassungserscheinungen an gewohnheitsmäßige Aktivierung. Mit einer besseren Fitness geht eine Vergrößerung des Volumens der Schweißdrüsen einher und damit erhöht sich auch die Schweißproduktion. Zusätzlich zeigen „trainierte“ Schweißdrüsen eine größere Sensitivität gegenüber den aktivierenden Neurotransmittern. Durch Ausdauertraining ist diese Hypertrophie der Drüsen möglich und ebenso wie Hitzeakklimatisierung führt das zu einem früheren Beginn des Schwitzens mit einer stärkeren Antwort auf die Erhöhung der Körperkerntemperatur.

Abschließend zu den interindividuellen Faktoren soll noch ein Gendefekt genannt werden, der unter Menschen weißer Hautfarbe mit eine von 20 Personen betrifft. Wird dieser Defekt von Mutter und Vater vererbt, dann führt das zu einem Natrium und Chlorid reichen Schweiß. Die Schweißmenge ist wiederum unbeeinflusst.

Und so geht es weiter…

Das war der erste Teil, dieser zweiteiligen Serie rund um das Thema Schwitzen beim Sport. Im Folgebeitrag dreht sich alles um die Flüssigkeitszufuhr während des Sports. Hier erfährst beispielsweise, welchen Einfluss eine Dehydration auf die Leistungsfähigkeit hat. Ebenso erklären wir, wie einfach es ist ein funktionelles Sportgetränk selbst herzustellen. Um den zweiten Teil nicht zu verpassen, folge Garage Gym auf Instagram und Facebook. Hier kündigen wir immer rechtzeitig neue Blogbeiträge an. Du erhältst aber ebenso Tipps und Tricks für die Sporternährung oder hilfreiche Anleitungen für Workouts oder konkrete Übungen aus dem Krafttraining. Du bist interessiert an effektiven Trainings in der Gruppe, dann schau dir unser Trainingskonzept gleich hier an.