Transpirația

Transpirația sau sudoarea este o soluție incoloră și inodoră secretată de glandele sudoripare. Transpirația este de asemenea hipotonă, prezentând o concentrație mai mică de electroliți comparativ cu celulele componente ale glandelor sudoripare. Glandele sudoripare sunt într-un număr foarte mare (milioane) distribuite pe toată suprafața corpului. Acestea sunt situate în dermul profund și se conectează prin ductele sudoripare cu epidermul înainte de a se deschide la suprafața tegumentului. [1]

Transpirația este principalul mecanism prin care corpul uman își reglează temperatura. Este un proces continuu care are loc atât în stare de veghe cât și în timpul somnului. Glandele sudoripare secretă sudoarea ca răspuns la stimulii nervoși și stimulii termici, dar și ca răspuns la stimulii emoționali. [3]

Transpirația este alcătuită în principal din apă și electroliți. Electroliții principali care intră în componența sa sunt sodiul și clorul dar aceasta conține și cantități mai mici de potasiu, uree, lactat, aminoacizi, bicarbonat și calciu. Aproximativ 1% din volumul total de transpirație este constituit din proteine, inclusiv imunoglobuline (proteine ce aparțin sistemului imun și funcționează ca anticorpi) și glicoproteine (proteine legate de carbohidrați care întreprind numeroase funcții importante în organism). Transpirația este acidă, având un pH cuprins între 4 și 6. [1], [2]

Anatomia glandelor sudoripare

Corpul uman are aproximativ 4 milioane de glande sudoripare distribuite pe toată suprafața sa, la nivelul dermului. Există două tipuri de glande sudoripare care sunt diferite din punct de vedere anatomic ca mărime și ca structură, răspunzând de asemenea și la stimuli nervoși diferiți, fiecare tip având o anumită funcție în procesul transpirației.

• Glandele sudoripare ecrine reprezintă aproximativ 75% din totalitatea glandelor sudoripare din corp (3 milioane)
• Glandele sudoripare apocrine reprezintă 25% din totalul glandelor sudoripare (1 milion). La nivelul canalului auditiv extern există glande apocrine modificate, numite glande ceruminoase, care produc cerumenul.
• A mai fost descris și un tip mixt de glandă sudoripară numită glandă sudoripară apoecrină. [3]

Glandele sudoripare sunt alcătuite dintr-o porțiune care secretă transpirația, numită porțiune secretorie și dintr-un duct excretor cu rol strict structural, care transportă sudoarea secretată către suprafața tegumentului.
Porțiunea secretorie este alcătuită dintr-un tub răsucit situat la nivelul dermului. Acesta este conectat cu un duct care traversează dermul și se deschide la nivelul unui por situat la suprafața tegumentului. [1]

Glandele sudoripare ecrine

Sunt structuri tubulare. Acestea sunt constituite dintr-o porțiune tubulară lungă și răsucită în jurul unei axe pentru a ocupa un spațiu cât mai mic, localizată la nivelul dermului și responsabilă de secreția transpirației. Aceasta are un diametru de aproximativ 60-80 de microni și o lungime de 2-5 milimetri.

Porțiunea tubulară răsucită este continuată cu un duct rectiliniu care transportă transpirația de la nivelul dermului la suprafața epidermului. Porțiunea ductală fuzionează cu stratul papilar al dermului și se deschide la nivelul suprafeței tegumentare. Lungimea sa este de aproximativ 2-5 milimetri însă diametrul ductului este mai mic comparativ cu diametrul porțiunii tubulare. Glandele sudoripare ecrine sutn constituite din trei tipuri celulare:

• Celulele întunecate acoperă cea mai mare parte din suprafața cavitară a porțiunilor tubulară și ductală a glandei ecrine
• Celulele clare sunt poziționate direct pe membrana bazală (un strat subțire, fibros, ce separă straturile interne ale pielii de cele externe).
• Celulele mioepiteliale sunt celule fusiforme care sunt poziționate între stratul de celule secretoare și membrana bazală, aproape de joncțiunea dintre porțiunea tubulară și porțiunea secretorie a glandei sudoripare ecrine. Aceste celule se găsesc și în structura glandelor apocrine. [4], [5]

Glandele sudoripare ecrine se dezvoltă în viața intrauterină și sunt distribuite pe întreaga suprafață a corpului cu excepția buzelor, patului ungial, mamelonului, suprafeței interne a prepuțului, labiilor minore, glandului și clitorisului. Distribuția glandelor sudoripare ecrine pe zonele corpului este inegală. Zonele în care concentrația de glande ecrine este mai crescută sunt: tălpile (620 glande ecrine pe centimetru pătrat), palmele (300 pe cm2), axila (360 pe cm2), fruntea (360 pe cm2) și bărbia (300 pe cm2).

Zonele în care concentrația de glande ecrine pe centimetru pătrat de tegument este mai redusă sunt: trunchiul (65 +/-20 pe cm2) și extremitățile (120 +/- 30 pe cm2). [1], [3]

Glandele sudoripare apocrine

Acestea se găsesc în principal la nivelul axilei, pe areola mamelonului și la nivelul perineului (regiunea care separă anusul de organele genitale externe). Se găsesc de asemenea și la nivelul urechii și la nivelul pleoapei. Activitatea lor începe la pubertate, înainte de aceasta glandele apocrine fiind de dimensiuni mici și inactive. Odată cu pubertatea dimensiunea lor crește și la adulți glandele apocrine vor avea dimensiuni mai mari comparativ cu glandele ecrine. La fel ca și glandele ecrine, glandele apocrine sunt constituite dintr-o porțiune secretoare și o porțiune ductală. Porțiunea secretoare a glandelor apocrine este de asemenea tubulară și este alcătuită dintr-un singur strat de celule secretoare aranjate în coloane și înconjurate de celule mioepiteliale. Porțiunea ductală este scurtă, comparativ cu ductul glandei ecrine și se deschide la nivelul foliculului pilos, nu direct la nivelul suprafeței tegumentare. [6]

Glandele sudoripare apoecrine

Se găsesc în principal la nivelul axilei și la nivelul regiunii perianale. Sunt mai mari decât glandele ecrine și mai mici decât cele apocrine. Ca și la glandele ecrine, porțiunea ductală a glandelor apoecrine se deschide direct la suprafața tegumentară. Glandele apoecrine se dezvoltă din glandele ecrine în timpul pubertății. Porțiunea secretorie a acestor glande este alcătuită dintr-o structură celulară similară cu cea a glandelor apocrine dar anumite porțiuni sunt structurate la fel ca la nivelul glandelor ecrine. Glandele apoecrine secretă o transpirație cu densitate foarte scăzută, apoasă. [6]

Inervația glandelor sudoripare

Fibrele nervoase care trimit semnale către glandele sudoripare au originea la nivelul sistemului nervos simpatic (o zonă a sistemului nervos care controlează mișcarea musculară involuntară). Nervii ce inervează glandele sudoripare ies prin canalele intervertebrale de la nivelul vertebrelor toracice și lombare ale coloanei vertebrale pentru a ajunge la glandele sudoripare din diferitele zone ale corpului. Glandele sudoripare ale membrelor superioare primesc inervația de la nervii ce ies din zona T2-T8, glandele membrelor inferioare sunt inervate de nervii ce pornesc din T10-L2, T1-T4 inervează fața și pleoapele iar T4-T12 inervează trunchiul.

• Glandele sudorpiare ecrine primesc semnale nervoase de la sistemul nervos simpatic prin intermediul unui neurotransmițător numit acetilcolină. Nervii simpatici care trimit impulsuri către glandele sudoripare ale membrelor superioare se găsesc în segmentele T2-T6 ale măduvei spinării. Fibrele nervoase cu originea în segmentele medulare C5-T1 trimit semnale către nervii simpatici ce emerg din canalele intertebrale ale vertebrelor T2-T6.
• Glandele sudoripare apocrine nu sunt situate în proximitatea fibrelor nervoase și se consideră că reglarea lor este hormonală. [5], [6], [7]

Fiziologia transpirației

Transpirăm permanent, chiar dacă uneori nu suntem conștienți de asta. Transpirația este calea principală prin care organismul elimină căldura corporală în exces, căldură produsă prin activitatea musculară și prin activitatea metabolică. Cantitatea de transpirație produsă depinde de starea emoțională a persoanei și de activitatea fizică. În continuare vom descrie procesele de la nivelul glandei sudoripare ecrine.

În momentul în care glanda sudoripară ecrină este stimulată nervos, celulele din porțiunea secretorie încep să secrete un fluid numit secreție primară, care are același conținut în electroliți ca și plasma. Acest lichid este constituit în principal din apă și are concentrații foarte ridicate de sodiu și clor și o concentrație scăzută de potasiu, însă acesta nu conține și acizii grași care se găsesc în mod normal în plasmă. Lichidul este eliberat din celulele secretoare prin spațiile intercelulare numite spații interstițiale. Acesta ajunge apoi la ductul secretor al glandei. Procesele care au loc la nivelul ductului secretor sunt dependente de cantitatea de transpirație produsă și de fluxul de lichid. [3]

În cazul în care se produce o cantitate mică de transpirație (organismul se află în repaus sau temperatura ambiantă este scăzută), celulele de la nivelul ductului excretor reabsorb majoritatea ionilor de sodiu și de clor de la nivelul lichidului. De asemenea și apa este reabsorbită osmotic. Prin urmare nu mai rămâne o cantitate foarte mare de transpirație care ajunge la suprafața tegumentară. Compoziția transpirației finale este diferită de cea a secreției primare, întrucât transpirația finală nu conține atât de mult sodiu și clor în schimb conține mai mult potasiu. [1]

În cazul în care se produce o cantitate mare de transpirație (exercițiu fizic, temperatură ambiantă crescută), celulele din regiunea ductului excretor nu mai au timpul necesar pentru a reabsorbi tot sodiul și clorul din secreția primară, prin urmare, foarte multă transpirație ajunge la suprafața pielii, iar compoziția sa este asemănătoare cu cea a secreției primare. Concentrațiile de sodiu și clor sunt reduse la jumătate față de cele din secreția primară, iar potasiul este cu aproximativ 20 de procente mai crescut.

La nivelul glandelor sudoripare apocrine au loc procese similare. Există însă o diferență. Transpirația produsă de glandele sudoripare apocrine conține proteine și acizi grași pe lângă electroliții pe care îi are și transpirația produsă de glandele ecrine. Prin urmare transpirația apocrină este mai densă și are o culoare gălbuie, acest lucru explicând petele care apar pe îmbrăcăminte. Transpirația propriu-zisă nu are miros, însă bacteriile de la nivelul pielii și părului metabolizează proteinele și acizii grași ai transpirației ecrine producând un miros neplăcut. Aceasta este explicația pentru care deodorantele și spray-urile se aplică doar la nivel axilar și nu pe toată suprafața corpului.

Volumul maxim de transpirație pe care o persoană neadaptată la un climat foarte cald îl poate produce este aproximativ 1 litru pe oră. Persoanele care locuiesc în zonele foarte calde ale globului și în deșerturi pot produce până la 3 litri de transpirație pe oră. Corpul se adaptează la aceste schimbări prin urmare în momentul în care o persoană se mută într-un climat mai cald, cantitatea de transpirație pe care o produce aceasta va crește gradat. 3 litri pe oră este volumul maxim de transpirație pe care îl poate produce corpul uman. [2], [3], [7]

În momentul în care transpirația se evaporă de la suprafața pielii înlătură excesul de căldură și răcește tegumentul. Acest fapt se bazează pe un principiu primar al fizicii: convertirea apei din stare lichidă în stare de vapori va necesita o anumită cantitate de căldură numită căldură de vaporizare. Un factor major care influențează rata de evaporare a transpirației de la suprafața pielii este umiditatea mediului ambiant. În cazul în care umiditatea este crescută, evaporarea transpirației de la suprafața tegumentului este scăzută. Prin urmare, răcirea tegumentului prin evaporarea transpirației nu va fi la fel de eficientă într-un mediu umed precum este într-un mediu cald și uscat.

În momentul în care apa conținută în transpirație se evaporă, sărurile rămân la nivelul tegumentului (sodiu, clor și potasiu) ceea ce explică faptul că pielea are un gust sărat după evaporarea transpirației. O pierdere excesivă de sare și apă prin transpirație poate duce la deshidratarea rapidă a organismului, ceea ce poate determina probleme circulatorii, insuficiență renală și infarct. Prin urmare este foarte importantă ingestia de lichide în timpul exercițiilor fizice intense sau în momentul în care temperatura ambiantă este foarte crescută. [3], [4]

Termoreglarea

Transpirația reprezintă un răspuns termoreglator primar cu rol în controlul temperaturii corporale. Transpirația cu rol de termoreglare este secretată ca răspuns la stimulii termici externi care modifică temperatura pielii. Cu toate acestea există și un centru de control intern care reglează secreția sudoripară, acesta fiind reglat de temperatura internă a corpului. Acest centru este hipotalamusul, o structură a sistemului nervos central care reglează transpirația cu rol termoreglator emițând semnale permanente, atât în timpul zilei cât și în timpul nopții. [6]

Stimulii termoreglatori (căldura) determină eliberarea de acetilcolină de la nivelul terminațiilor nervoase ale glandelor ecrine și catalizează secreția sudoripară. Transpirația joacă un rol foarte important în termoreglare. Cantitatea de transpirație produsă în scop termoreglator diferă în funcție de condițiile de mediu extern și crește cu creșterea temperaturii corpului și cu creșterea temperaturii exterioare. Glandele sudoripare ecrine au capacitatea de a produce până la 10 litri de transpirație pe zi. În condiții normale, numai 5% dintre glandele sudoripare ecrine sunt active, astfel încât producția zilnică de transpirație este între 0,5 și 1 L pe zi. Cu toate acestea, în timpul sportului intens corpul uman poate ajunge să producă aproximativ 1,4 litri de transpirație pe oră în momentul în care exercițiile sunt efectuate într-un mediu cald. [5]

Creșterea cantității de transpirație apare ca urmare a creșterii numărului de glande sudoripare active apoi prin creșterea volumului de transpirație produse de fiecare glandă. Majoritatea glandelor sudoripare sunt actiate în primele 8 minute de exercițiu fizic sau expunere pasivă la căldură. Secreția de transpirație crește gradat și se oprește în momentul în care persoana oprește mișcarea sau iese din mediul cu temperatură crescută. Cu toate acestea s-a observat că în timpul efortului intens cu o durată prelungită de mai multe ore, cantitatea de transpirație secretată începe să scadă după o anumită perioadă, pentru a se limita pierderea de apă și electroliți din corp. Acesta este un mecanism împotriva deshidratării. [1], [2]

Glandele sudoripare ecrine sunt alcătuite din celule clare și celule întunecate, fiecare tip celular având funcții diferite. Celulele clare secretă apă și electroliți iar celulele întunecate secretă glicoproteine. Procesul transpirației este catalizat de acetilcolină care se leagă de receptorii situați la nivelul membranei celulelor clare ale glandelor ecrine. În momentul în care receptorii pentru acetilcolină se activează, apare un schimb de electroliți la nivelul citoplasmei celulare. Astfel, calciul conținut în fluidul apos secretat de celulele clare va reintra în citoplasmă, în timp ce potasiul și clorul vor ieși din celulă. Efluxul de potasiu și clor va cataliza un influx de azot și potasiu. În acest moment apare o încărcare cu electroliți a citoplasmie celulelor clare. Creșterea concentrației de sodiu care circulă prin canalele ionice împreună cu clorul va stimula pompele de sodiu care vor scoate sodiul din celulă și vor atrage potasiul la nivel intracelular. În același timp, ionii de clor intră în celulă asistați de co-transporterii sodiu-potasiu-clor determinând membrana celulară să atragă ionii de sodiu înapoi în celulă. Ionii de clor și ionii de sodiu se vor lega unii de alții pentru a forma clorura de sodiu, o componentă cheie a soluției primare din care este produsă transpirația. Soluția primară este mai puțin acidă și izotonică (conține aceeași concentrație de electroliți ca și citoplasma celulară) și este secretată de porțiunea tubulară a glandelor ecrine, ajungând în porțiunea ductală. Porțiunea tubulară a glandelor ecrine va reabsorbi clorura de sodiu din soluție pentru a prezerva echilibrul electrolitic. Ca urmare a reabsorbției clorurii de sodiu din soluția primară, transpirația devine hipotonă, cu o concentrație de electroliți mai mică decât citoplasma celulară. Această soluție hipotonă este secretată la suprafața pielii prin ductul glandular. [3], [6], [7]

Glandele sudoripare apocrine cresc în dimensiuni și încep să funcționeze după pubertate, acest proces fiind reglat de către hormonii androgeni. Acestea încep să secrete o soluție cu o densitate mai crescută comparativ cu transpirația secretată de glandele ecrine și care conține acizi grași și proteine. Acest tip de transpirație are un miros specific, spre deosebire de transpirația secretată de glandele ecrine care este inodoră. Mirosul transpirației secretate de glandele apocrine apare datorită descompunerii bacteriene din soluția de transpirație care conține lipide, colesterol și steroizi.

Glandele sudoripare apocrine relicve ale evoluției, neavând funcții specifice pentru specia umană. La alte mamifere însă, glandele apocrine produc un miros specific care atrage sexul opus. Există ipoteza că glandele apocrine joacă un rol în termoreglare la om prin emulsia transpirației produse de glandele ecrine și determinând formarea unui strat de transpirație la suprafața pielii care se va evapora mai greu și va menține un timp mai îndelungat o temperatură corporală constantă.

Transpirația fără rol în termoreglare

Cauza hiperhidrozei sau a transpirației excesive patologice nu este încă bine înțeleasă dar se crede că hiperhidroza apare ca urmare a creșterii sensibilității glandelor sudoripare la stimularea nervoasă. În hiperhidroză, transpirația excesivă apare tot timpul ziua, nefiind niciodată nocturnă.

Glandele sudoripare ecrine care acoperă cea mai mare parte a suprafeței corporale sunt sursa cantității excesive de transpirație. Pe lângă răspunsul la stimulii termici, glandele ecrine răspund de asemenea și la stimuli emoționali și la stimuli gustativi, ceea ce poate determina apariția unei transpirații patologice, fără rol în termoreglare. Creșterea stres-ului psihic determină creșterea activității sistemului nervos simpatic care duce la creșterea stimulării glandelor sudoripare și la o producție crescută de transpirație. Hiperfuncția hioptalamusului în timpul exercițiului fizic crește de asemenea cantitataea de transpirație. [2]

Transpirația în exces ca răspuns la stimuli non-termici apare în zonele cu concentrația cea mai crescută a glandelor ecrine (axilă, palme, tălpi și față), astfel apare hiperhidorza focală, o afecțiune care determină secreția unei cantități excesive de transpirație în anumite zone anatomice.

Glandele sudoripare de la nivelul palmelor și tălpilor sunt activate mai mult de către stimulii emoționali, în timp ce glandele sudoripare de la nivel axilar sunt stimulate atât de stimulii termoreglatori cât și de stimulii emoționali. Din moment ce nu există diferențe structurale între glandele sudoripare de la nivelul palmelor și tălpilor și glandele sudoripare ecrine din alte zone ale corpului, există teoria că centrul termoreglator hipotalamic controlează transpirația de la nivelul palmelor și tălpilor și uneori transpirația de la nivelul axilei. Hipotalamusul primește impulsuri de la cortex, unde se formează percepția emoțională și se conștientizează nivelul stresului. De aceea transpirația declanșată de stimuli emoționali nu apare în timpul somnului sau la pacienții sedați, deoarece cortexul nu mai trimite semnale către hipotalamus. [3]

Producția de transpirație variază de la individ la individ. Genetica poate juca un rol important în afecțiunile caracterizate prin producția excesivă de transpirație. Tipul de activitate pe care îl întreprinde un individ, factorii emoționali și afecțiunile medicale ale unei persoane vor influența foarte mult cantitatea de transpirație care este produsă. Cu toate acestea, transpirația excesivă poate fi o manifestare a unei anumite boli. În momentul în care creșterea producției de transpirație este însoțită de febră, scădere în greutate, dureri toracice, dispnee și palpitații, este indicat un consult medical. [3]