PUNTOS CLAVE
- Recientemente ha habido un interés considerable en el concepto de biomarcadores del sudor, que generalmente implica el uso del sudor como una alternativa no invasiva al análisis de sangre para proporcionar información sobre la fisiología, la salud y el rendimiento humano.
- Sin embargo, hasta la fecha la aplicación del estudio del sudor en las ciencias del deporte ha sido limitada. No se han establecido correlaciones entre el sudor y la sangre para la mayoría de sus componentes. Las concentraciones de electrolitos en el sudor no son un biomarcador válido para la evaluación en tiempo real del estado de hidratación (es decir, el equilibrio de líquidos).
- Usar el sudor como biomarcador es un desafío porque su composición no solo está influenciada por las concentraciones de solutos extracelulares, sino también por los mecanismos de secreción y/o reabsorción, la tasa de flujo del sudor, los subproductos del metabolismo de las glándulas sudoríparas, la contaminación de la superficie de la piel, las secreciones de sebo, así como por factores metodológicos e inter-individuales.
- Se necesitan estudios bien controlados y adecuadamente diseñados para determinar la relación entre el sudor y las concentraciones de soluto en sangre, lo que ayudará a conocer la utilidad potencial del sudor como una herramienta de diagnóstico no invasiva para la hidratación, la nutrición y el monitoreo fisiológico de los atletas en tiempo real.
INTRODUCCIÓN
El objetivo principal de la sudoración es la termorregulación, ya que la evaporación del sudor de la superficie de la piel es el medio más eficaz para liberar el calor del cuerpo durante el ejercicio. Si bien el sudor es en gran parte agua salada (cloruro de sodio, NaCl), también contiene muchos otros solutos disueltos, como vitaminas, minerales, metabolitos, citocinas y otros compuestos. Los tipos de solutos en el sudor son comparables a los de la sangre (aunque en diferentes concentraciones) porque el líquido extracelular sirve como fluido precursor del sudor primario que inicialmente se secreta en las glándulas ecrinas (Cage y Dobson, 1965). En consecuencia, existe un interés significativo en la utilidad del sudor más allá de su papel en la regulación de la temperatura corporal. En los últimos ~5 años ha habido un aumento en la investigación del potencial del sudor como herramienta de diagnóstico o biomarcador, es decir, una alternativa no invasiva al análisis de sangre para proporcionar información sobre fisiología, salud o rendimiento humano.
Gran parte de la investigación reciente sobre biomarcadores del sudor ha sido impulsada por avances tecnológicos en materiales, mecánica y diseños de microsistemas, lo que permite la recopilación y el análisis in situ de la química del sudor. Sin embargo, el concepto y el uso del diagnóstico a través del sudor no son nuevos. Quizás el mejor ejemplo del sudor como un biomarcador es la asociación entre una alta concentración de cloruro en el sudor y la fibrosis quística, que se reconoció por primera vez hace casi siete décadas (Di Sant'Agnese et al., 1953). Sin embargo, además del uso de cloruro del sudor para diagnosticar la fibrosis quística, la aplicación de biomarcadores en el sudor ha sido limitada hasta la fecha. Esto se debe a que existen varias dudas sobre los mecanismos de secreción de solutos en el sudor y desafíos metodológicos. Por lo tanto, el propósito de este artículo de Sports Science Exchange es revisar: 1) los mecanismos básicos que determinan la composición del sudor; y 2) la evidencia del uso del sudor como indicador de las concentraciones de soluto en sangre. El objetivo es ayudar a dilucidar qué componentes del sudor, si los hay, tienen potencial como biomarcadores para evaluar el estado de hidratación y nutrientes en tiempo real, el control fisiológico en atletas, identificar lagunas en la bibliografía e informar la dirección de futuras investigaciones.
GLÁNDULAS SUDORÍPARAS TIPOS, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN
Las glándulas sudoríparas se clasifican en tres tipos principales: ecrinas, apocrinas y apoecrinas (Figura 1). Las glándulas ecrinas secretan una solución acuosa compuesta principalmente de NaCl y son el tipo de glándula más común (~2 a 4 millones en la mayor parte de la superficie del cuerpo). Las glándulas apocrinas se limitan principalmente a la axila, las mamas, la cara y el cuero cabelludo, y producen un sudor viscoso rico en lípidos que contiene proteínas, azúcares y amoniaco (Montagna & Parakkal, 1974a). Las glándulas apoecrinas producen secreciones de agua salada, pero solo se encuentran en la región axilar. Si bien no es una glándula sudorípara, las glándulas sebáceas están presentes en gran parte de la superficie del cuerpo, particularmente en el cuero cabelludo, la frente y la cara, donde secretan un líquido viscoso rico en lípidos (Montagna & Parakkal, 1974b). Las secreciones de las glándulas ecrinas son generalmente las más relevantes para la discusión de los biomarcadores del sudor, ya que la mayoría de los estudios miden el sudor de los brazos, el pecho, la espalda o las piernas. Aun así, algunos estudios recogen el sudor de la cara/frente y, por lo tanto, las secreciones de las glándulas apocrinas y sebáceas también contribuirían a la composición del sudor. Tanto las glándulas sebáceas como las apocrinas están bajo control hormonal y se cree que sus secreciones funcionan como feromonas. El sebo también puede tener propiedades antibacterianas y antifúngicas (Strauss et al., 1983).
La estructura anatómica de la glándula sudorípara ecrina consta de dos componentes funcionales principales: una espiral secretora y un conducto, ambos formados por un epitelio tubular simple (Figura 2). Durante el ejercicio, los músculos que se contraen producen una gran cantidad de calor como subproducto del metabolismo. El aumento resultante de la temperatura corporal es detectado por los termorreceptores centrales y cutáneos, que posteriormente estimulan la aparición de la sudoración ecrina principalmente a través del sistema colinérgico simpático. Las glándulas sudoríparas ecrinas también responden a los estímulos relacionados con el ejercicio, como el comando central, el reflejo presor del ejercicio, los osmorreceptores y posiblemente los barorreceptores (Shibasaki y Crandall, 2010). Tras la estimulación, las células claras de la espiral secretora segregan sudor primario, que es casi isotónico al plasma sanguíneo con respecto al sodio (Na+), cloruro (Cl-)y potasio (K+) (Costill, 1977). La función principal del conducto ecrino es la reabsorción de iones Na+ y Cl-, lo que origina un sudor hipotónico final excretado sobre la superficie de la piel (Sato, 1977) (Figura 2).
VISIÓN GENERAL DE LA COMPOSICIÓN DEL SUDOR
Las concentraciones aproximadas de algunos de los constituyentes del sudor investigados con más frecuencia se muestran en la Figura 3. Aunque el sudor contiene una mezcla de muchos solutos, el Na+ y el Cl− son, por mucho, los más concentrados, con un rango de 10 a 90 mmol/L (Barnes et al., 2019). Las sustancias presentes en concentraciones milimolares más bajas incluyen lactato, urea, amoniaco, bicarbonato y potasio. El resto de los componentes en su mayoría se miden en una escala micromolar (calcio, magnesio, hierro, zinc, cobre, ácido ascórbico, glucosa, ácido úrico y aminoácidos individuales) o incluso en una escala más pequeña (nanomolar: tiamina, cortisol; o picomolar: citoquinas). En la Figura 3 se muestran aproximaciones para las concentraciones de plasma sanguíneo correspondientes. Pocos constituyentes tienen concentraciones similares en el sudor y la sangre (por ej., K+). Algunos solutos están relativamente diluidos en el sudor debido a la reabsorción en el conducto (Na+, Cl−, bicarbonato) o limitaciones en el transporte a través o entre las células de la glándula ecrina (por ej., ácido ascórbico, glucosa, citocinas, cortisol, ácido úrico). Cuando los solutos aparecen en el sudor final en concentraciones más altas que las de la sangre, el soluto adicional podría derivarse de la piel (por ej., urea, amoniaco, aminoácidos, algunos minerales traza) o de las glándulas sudoríparas ecrinas (por ej., lactato, urea, amoniaco). La siguiente sección describirá los mecanismos fisiológicos y otros factores que determinan las concentraciones de constituyentes medidas en el sudor final.