Das Phänomen Schwitzen: Ein Einblick in die Wissenschaft


12. Februar 2022

Das Phänomen Schwitzen:
Ein Einblick in die Wissenschaft

Was ist das für eine Flüssigkeit, die unser Körper da ausscheidet? Das Prinzip ist den meisten Menschen bekannt: Wir schwitzen beim Sport, wenn wir Angst haben, bei erhöhten Temperaturen und wenn wir nervös sind.

Jetzt konzentrieren wir uns vor allem auf das Schwitzen beim Sport. Während des Trainings wird von den kontrahierenden Muskeln als Nebenprodukt des Stoffwechsels eine große Menge an Wärme produziert, was zu einem Temperaturanstieg im Körper führt. Wenn die Umgebungstemperatur höher ist als die Hauttemperatur, wird Wärme an den Körper abgegeben.

Die daraus resultierende Erhöhung der Körperkerntemperatur wird von den zentralen Thermorezeptoren der Haut wahrgenommen, und diese Information wird vom Gehirn verarbeitet, um das Schwitzen oder allgemeine Maßnahmen zur Temperatursenkung zu aktivieren. Die Verdunstung des Schweißes ist der wichtigste Weg des Wärmeverlustes während des Trainings. Beim Schwitzen wird die Wärme vom Körper an das Wasser (Schweiß) auf der Hautoberfläche abgegeben. Wenn dieses Wasser genügend Wärme gewinnt, wird es in Wasserdampf umgewandelt, der dem Körper Wärme entzieht.

Zusammensetzung

Schweiß besteht zum größten Teil aus Wasser. Hinzu kommt ein Salzgehalt, d.h. gelöste Elektrolyte wie Natrium-, Chlorid- und Kalium-Ionen sowie andere Salze. Außerdem enthält es verschiedene Fettsäuren, Harnstoff, Aminosäuren, Ammoniak, Milchsäure, Ascorbinsäure, Cholesterin und Zucker. Diese Stoffe stehen jetzt aber eher im Hintergrund - wir interessieren uns für die Salze.

Schweiß als Thermoregulator

Grundlegend für das Verständnis des Prinzips der Thermoregulation ist die Information, dass die menschliche Körpertemperatur weitgehend unabhängig von äußeren Temperaturschwankungen bleibt. Der menschliche Organismus ist also homoiotherm, d.h. gleich warm. Damit die Körpertemperatur unter verschiedenen Bedingungen gleichbleibt, haben sich verschiedene Regulationsmechanismen entwickelt.

Mechanismen der Wärmeabgabe sind zum Beispiel die folgenden:

  • Die Wärmeabgabe durch Leitung beschreibt den Transport von Wärmeenergie durch molekulare Prozesse. Dabei übertragen schnellere Moleküle aus wärmeren Regionen kinetische Energie auf Regionen mit langsameren Molekülen, die kälter sind.
  • Der Transport von Wärmeenergie durch strömende Flüssigkeiten (z. B. Blut/Atmungsgase) beschreibt die Konvektion. Diese findet makroskopisch statt und kann daher auch Energie in größeren Mengen transportieren.
  • Wärmestrahlung beschreibt die Übertragung von Wärmeenergie durch elektromagnetische Wellen (z. B. Infrarotwellen des Sonnenlichts).
  • Der letzte und wohl bekannteste Mechanismus der Wärmeabgabe ist die Verdunstung von Wasser auf der Hautoberfläche, also das Schwitzen.

Die Verdunstung von Schweiß auf der Hautoberfläche kann eine Energie- oder Wärmemenge von 2400 kJ oder etwa 580 kcal pro Liter Schweiß freisetzen. Schweiß wird entweder über Schweißdrüsen, d. h. glandulär, oder über die nicht wasserdichte Haut zwischen den Schweißdrüsen (extra-glandulär) ausgeschieden.

Unser Körper hat zwei Arten des Schwitzens entwickelt - die ekkrinen und apokrinen Schweißdrüsen. Während die ekkrinen Schweißdrüsen hauptsächlich für die Kühlung der Haut zuständig sind, übernehmen die apokrinen Drüsen die Geruchskommunikation zwischen den Geschlechtern und werden daher umgangssprachlich auch als Duftdrüsen bezeichnet. Sie bilden sich erst in der Pubertät und werden hormonell gesteuert.

Die Wassermoleküle im Schweißtropfen bewegen sich mit einer thermisch bestimmten Geschwindigkeit. Einige sind schneller, d. h. energiereicher und damit wärmer, andere sind langsamer, d. h. weniger energiereich und damit kälter. Die schnelleren Moleküle nahe der Oberfläche schaffen es, aus dem Gasraum in die Umgebungsluft zu gelangen - sie "verdampfen". Die langsameren bleiben zurück und die Temperatur des Schweißtropfens sinkt.

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