寫在前面

出汗是運動過程中重要的體溫調節方式。運動引發的代謝活動增加，熱量需通過汗液蒸發散熱，以維持體溫在安全范圍內，避免高溫引起的生理風險。汗液中電解質和代謝產物的排出，在維持水鹽平衡與清除代謝廢物中起著重要作用。出汗不僅是熱平衡過程的一部分，也是一種適應性機制，對運動表現的優化有著直接影響。

因此，只要明確能汗液成分的生成機制，找到汗液與血液生化指標的聯系，便可通過對汗液的分析去了解運動員在訓練比賽中的能量代謝、運動強度等狀況。故，汗液分析，具有取代血生化分析，成為更加便捷運動負荷監控方法的潛在意義。

四類物質

本文圍繞電解質離子、乳酸、皮質醇和氨這4種常用生物標志物進行分析。

汗液的產生與汗腺密切相關。人體主要有兩種類型的汗腺：小汗腺和大汗腺。小汗腺遍布全身，與運動中排汗關系密切，調節體溫和排出水及電解質。大汗腺的汗液包括水分，鐵、脂質、熒光物質、有色物質、有臭物質等。一般認為大汗腺分泌細胞的遠端部分，亦經溶解后一起排出；小汗腺分泌是通過完整的細胞膜，其分泌細胞完整無損。

汗腺細胞從血液中吸收水分和電解質，產生與血漿相似但較為稀薄的初級汗液。隨后，隨著初級汗液通過汗腺導管向表皮表面運輸，水分和電解質被重吸收，使汗液更加濃縮，電解質含量降低。最終，濃縮后的汗液通過汗腺口排出體外，調節體溫。

細胞間質液是原發汗液的前體液，故，汗液是含有多種化學物質的水性混合物。其中的鈉、鉀、氯三大電解質離子（Na+、K+、Cl?）、乳酸、皮質醇、氨與監控運動訓練的關系較為密切。

細胞間質液是原發汗液的前體液，故，汗液是含有多種化學物質的水性混合物。其中的鈉、鉀、氯三大電解質離子（Na+、K+、Cl?）、乳酸、皮質醇、氨與監控運動訓練的關系較為密切。

1 監測汗液電解質

當運動員體內的電解質大量流失，處于不良的水合狀態下，運動表現會顯著下降。

隨著運動強度的遞增汗液電解質離子的濃度不斷上升，且變化趨勢與血乳酸變化趨勢相似，這為無創無氧閾檢測提供了新思路。例如，汗液Na+的流失與運動強度呈正相關關系。

利用可穿戴式體表微流控系統對汗液電解質進行監測，可以解決送檢周期長、難以連續監測、依賴于實驗室平臺以及運動員抵觸等難題。同時，便于為運動員優化實時能量補給方案。

2 監測汗液乳酸

乳酸作為運動中肌肉細胞代謝的副產物，與運動過程中的能量代謝反應息息相關。乳酸是人體能量代謝由低強度向高強度轉換的測試指標，由其衍生出的閾值概念是運動生理學研究與應用的熱點。

目前的主流結論是汗液乳酸與運動強度存在正相關關系，與血乳酸變化趨勢一致，且汗液乳酸閾值與血乳酸閾值（LT）和通氣閾（VT）表現出較高的相關性。

可穿戴汗液傳感器有望成為血乳酸檢測的有效替代方式。

3 監測汗液皮質醇

皮質醇作為應激激素，對大運動量訓練中的能量代謝起著重要作用。皮質醇具有分解代謝效應，若訓練后皮質醇濃度長時間無法恢復至正常水平，可能意味著存在過度訓練風險。

監測皮質醇濃度有助于評估對訓練負荷的反應。近年來，研究發現了汗液皮質醇濃度會隨著運動強度的增加而增加，并且汗液皮質醇與血液皮質醇之間存在很強的相關性。可穿戴汗液傳感器在皮質醇檢測方面展現出良好前景。

4 監測汗液氨

在運動過程中，機體的氨代謝增強，骨骼肌的物質循環是氨的主要來源。血氨可以用作評定運動負荷的強度和量度、機能狀態、疲勞程度及訓練程度的有效指標。

然而，目前的研究對汗液中的氨與運動強度的關系，以及與血氨的相關性還未獲得明確結論。

結論

隨著氣溫上升，汗液作為運動中最容易獲得的生物標志物，為運動監控和科學訓練提供了無創、便捷的方式，但其在運動實踐中的應用仍面臨以下挑戰：

首先，汗液中的溶質濃度不僅受其前體液（血液等細胞外液）溶質濃度的影響，還受分泌或重吸收機制、排汗率、汗腺代謝副產物、皮膚表皮污染和皮脂分泌等因素的影響，這會干擾監測的準確度，甚至無法正確反應運動過程中身體內部的生理反應。

比如，北京熱與東京熱已經讓你在趕赴訓練場的路上香汗淋漓，間歇跑又讓你汗上加汗；那么，如何分辨運動前的汗成分與運動中的汗液成分呢？或者，低溫冬訓出汗極少，如何進行汗液分析？

其次，汗液中的氨等成分的生成機制，以及與血液中同樣成分的關系還不明確，這多多少少制約了應用。

第三，汗液分析尚未建立操作與定量分析標準，且汗液傳感器的某些功能還有待改進。比如，人體不同部位的汗液，分析數值可能有差別。

隨著研究的深入與技術的進步，可穿戴汗液傳感器與快速分析方法可為運動訓練提供科技助力。例如，將汗液傳感器與人工智能相結合，進一步研究汗液成分生成機制。

文/汪軍 博士、北京體育大學運動人體科學學院教授，研究方向：運動訓練生理學

圖/網絡