땀

3. 원인

발한은 체온 조절, 감정 변화, 질병 등 다양한 원인에 의해 발생한다.

신체 활동, 폐경기, 발열, 독소 또는 자극 물질 섭취, 높은 주변 온도는 발한을 유발할 수 있다. 강한 감정(분노, 두려움, 불안)과 과거의 트라우마에 대한 회상도 발한을 유발할 수 있다.

신체의 대부분의 땀샘은 교감신경 콜린성 뉴런에 의해 자극을 받는다. 교감 신경절이후 뉴런은 일반적으로 노르에피네프린을 분비하고 교감 아드레날린성 뉴런이라고 명명하지만, 땀샘을 자극하는 교감 신경절후 뉴런은 아세틸콜린을 분비하므로 교감 콜린성 뉴런이라고 한다. 땀샘, 입모근 및 일부 혈관은 교감신경 콜린성 뉴런에 의해 자극을 받는다.^[16]

땀은 순수한 물이 아니며, 항상 소량(0.2-1%)의 용질을 포함하고 있다. 하루에 발한으로 잃는 물의 양은 100ml에서 8000ml까지 큰 폭으로 차이가 난다. 땀의 나트륨 농도는 순응 정도에 따라 30-65mmol/L 사이에서 변화한다.

3. 1. 생리적 발한

3. 2. 병적 발한

3. 3. 다한증

3. 4. 야간 발한

4. 메커니즘

땀은 뇌의 시상하부에 있는 온도 감지 뉴런에 의해 조절되며, 피부의 온도 수용체로부터의 입력에도 영향을 받는다. 높은 피부 온도는 땀 분비를 위한 시상하부 설정값을 낮추고, 중심 체온 변화에 대한 시상하부 피드백 시스템의 이득을 증가시킨다. 그러나 전반적으로 시상하부 온도의 상승에 대한 발한 반응은 평균 피부 온도의 동일한 증가에 대한 반응보다 훨씬 크다.^[46]

신경이 땀샘을 자극하여 발한을 유발하는 상황에는 두 가지가 있다. 신체적 열에 의한 온열성 발한과 감정적 스트레스에 의한 정신성 발한이다. 일반적으로 감정적 발한은 손바닥, 발바닥, 겨드랑이, 그리고 때로는 이마에 국한되지만, 신체적 열에 의한 발한은 전신에서 발생한다.^[22] "손에 땀을 쥐는" 것과 같은 흥분했을 때의 손의 발한은, 진화적으로 영장류 등이 나뭇가지를 잡을 때의 미끄럼 방지 역할을 했다고 생각된다.^[47][48]

땀은 피부 표면에서 증발하면서 고에너지 분자가 피부에서 증발하면서 신체에서 흡수된 에너지를 방출함에 따라 피부와 표면 혈관의 온도가 떨어진다. 그런 다음 냉각된 정맥혈이 신체의 핵심으로 돌아가 체온 상승에 대응한다.

5. 땀의 구성

땀은 대부분 물로 이루어져 있으며, 극미량의 미네랄, 젖산, 요소가 포함되어 있다.^[24] 미네랄 농도는 개인에 따라 다르지만, 주요 성분은 다음과 같다.^[25]

땀 속의 Na⁺ 이온 농도는 혈장 및 세포외액보다 훨씬 낮다. 땀은 처음에 에크린 땀샘 내에서 높은 Na⁺ 농도를 가지지만, 땀관에서 상피 나트륨 채널 (ENaC)에 의해 조직으로 재흡수된다.^[2]

다른 미량 원소들도 땀으로 배출되는데, 주요 미량 원소와 농도는 다음과 같다(측정값은 15배까지 다를 수 있음).^[26][27]

땀은 혈장^[29]보다 저장성이며, pH는 약산성에서 중성(4.5~7.0)이다.^[30]

땀에는 항균 작용을 하는 데르미시딘과 같은 당단백질이 포함되어 있다.^[31] 데르미시딘은 높은 염분 농도와 땀의 산도 범위에서 활성을 나타내며, 여러 박테리아와 곰팡이의 사멸에 효과적이다.^[32][33]

땀은 순응 정도에 따라 나트륨 농도가 30-65mmol/L로 달라진다. 땀은 혈장이 땀샘에서 여과된 것으로, 주성분은 물이다. 또한 미네랄, 젖산염, 요소, 피지도 포함한다. 미네랄의 조성에는 개인차가 있으며, 열, 운동, 발한에 대한 순응 상황, 스트레스원의 종류, 기간, 체내의 미네랄 조성 등의 조건에 따라서도 달라진다.^[50]

6. 땀과 건강

땀은 체온 조절을 가능하게 한다. 열 감지 뉴런이 위치한 시상하부의 시삭전야 및 전부에 있는 중추에 의해 발한이 제어된다.^[46] 땀은 순수한 물이 아니며, 소량(0.2-1%)의 용질을 포함하고 있다. 땀의 주성분은 물이며, 미네랄, 젖산염, 요소, 피지도 포함한다.

땀에는 여러 미량 원소도 포함되어 있는데, 그 농도는 다음과 같다 (실측치에는 15배 정도의 편차가 있을 수 있다):

^[51][52]

땀은 중금속 배출에도 중요한 역할을 한다. 땀과 소변을 비교했을 때, 카드뮴은 약 11배, 니켈은 약 14배, 납은 약 16배, 비스무트는 약 18.5배, 알루미늄은 약 5.5배 더 많이 땀을 통해 배출된다.^[56] 특히 신장 장애가 있는 경우 땀을 통한 중금속 배출이 중요해진다.^[57] 사우나는 땀 속 납 배출량을 증가시킨다는 연구 결과도 있다.^[58]

폴리염화 비페닐(PCB)의 일부 동위원소는 땀을 통해 효과적으로 배출될 수 있다.^[60] 플라스틱에 사용되는 비스페놀 A(BPA) 역시 땀을 통해 배출될 수 있으며, 땀을 이용한 검사가 다른 검사보다 더 신뢰할 수 있는 경우도 있다.^[61]

웨어러블 기술 분야에서 땀을 비침습적이고 지속적으로 채취하여 분석하는 연구가 진행되고 있다.^[36] 현재 땀 진단의 주요 상업적 적용 사례는 땀 염화물 농도를 기반으로 한 유아 낭성 섬유증 검사이다.

7. 동물과 사람의 발한

개나 늑대와 같은 개과 동물은 땀샘이 거의 없다. 사지의 발바닥에 땀샘이 있지만 매우 작다. 체온 조절은 긴 혀를 늘어뜨리고 격렬하게 호흡함(헐떡거림)으로써 혀에 붙은 타액을 땀 대신 증발시켜 행한다. 코끼리나 토끼 등은 긴 귀를 크게 움직여 귀나 그 주변에 집중된 혈관을 바람에 쐬어 체온 조절을 한다.^[41]

고양이의 땀샘은 사지에만 존재하여 냄새가 있는 땀을 분비하며, 하마는 피부를 건조로부터 보호하기 위해 특수한 분비 물질을 포함한 땀을 흘리지만 공기에 닿으면 화학 반응을 일으켜 적색으로 변한다.^[41]

발한은 포유류 대부분에서 볼 수 있지만,^[42][43] 냉각을 위해 다량의 땀을 흘리는 것은 사람이나 말 등 제한된 종류에 한정되어 있다고 생각된다.^[44]

말은 땀물이 피부에서 털 표면으로 빠르게 이동하여 증발 냉각을 막는 두껍고 방수 처리된 털을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 말은 땀에서 고농도로 방출하는 래더린이라는 세제 유사 단백질을 진화시켰다.^[10] 인간과 달리 말의 발한은 아포크린선에 의해 생성된다.^[9] 이 단백질은 말의 털을 적셔 냉각 증발을 위한 물의 흐름을 촉진한다. 이 단백질의 존재는 특히 문지르면 땀을 흘리는 말의 털에서 종종 발생하는 거품에서 볼 수 있다.^[10] 더운 조건에서 말은 3시간 동안 중간 강도 운동을 하는 동안 30L 에서 35L의 물과 100g의 나트륨, 198g의 염화물, 45g의 칼륨을 잃을 수 있다.^[9]

사람은 평균 2백만에서 4백만 개의 땀샘을 가지고 있지만, 각 땀샘에서 얼마나 많은 땀이 방출되는지는 성별, 유전, 환경 조건, 나이 및 체력 수준을 포함한 많은 요인에 의해 결정된다. 땀 분비율에 가장 큰 영향을 미치는 두 가지 요인은 개인의 체력 수준과 체중이다. 체중이 많이 나갈수록 신체가 기능을 위해 더 많은 에너지를 사용해야 하고, 식힐 신체 질량이 더 많기 때문에 땀 분비율이 증가할 가능성이 높다. 반면에, 건강한 사람은 더 일찍, 더 쉽게 땀을 흘리기 시작한다. 건강할수록 신체는 체온을 조절하는 데 더 효율적이게 되고, 땀샘은 신체의 다른 시스템과 함께 적응한다.^[23]

이러한 발한 능력은 사람이 마라톤과 같은 장거리 달리기를 할 수 있게 하는 요인 중 하나이다. 아프리카의 수렵 민족은 이를 이용하여, 사냥감인 대형 짐승이 체온 상승으로 달릴 수 없게 될 때까지 쫓아가 사냥한다. 선사 시대의 사람도 이와 같은 사냥을 했을 것으로 추측된다.^[45] 발한에 의해 체내의 나트륨 등의 미네랄도 동시에 배출되기 때문에, 사람은 다른 동물에 비해 많은 염분 섭취가 필요하다. 사람이 짠맛을 좋아하는 것은 이 때문이며, 땀을 많이 흘리는 직업을 가진 사람일수록 염분이 많은 식사를 하는 경향이 있다.

8. 한국 문화와 땀

한국에서는 예로부터 땀을 흘리는 것을 건강과 연관 지어 생각하는 경향이 있었다. '땀을 흘리다', '손에 땀을 쥐다' 등과 같이 땀과 관련된 다양한 관용 표현이 존재한다. 찜질방, 사우나 등 땀을 내는 시설은 한국의 독특한 문화 중 하나로 자리 잡았다.

참조

_[1] 논문 Simultaneous Study of Constituents of Urine and Perspiration 1933-02-01
_[2] 논문 Expression of epithelial sodium channel (ENaC) and CFTR in the human epidermis and epidermal appendages https://zenodo.org/r[...] 2017-01-01
_[3] 서적 Temperature Regulation in Humans and Other Mammals Springer
_[4] 서적 Handbook of Physiology. Section 4: Environmental Physiology Oxford University Press
_[5] 서적 Handbook of Physiology. Section 4: Environmental Physiology Oxford University Press
_[6] 논문 Cavia cobaya, Sus scrofa, Equus caballus 1953-01-01
_[7] 논문 Sweat gland function of the donkey (Equus asinus) http://www.jphysiol.[...] 1969-11-01
_[8] 논문 Comparative Physiology of Sweating 1973-04-01
_[9] 논문 Sweating: Fluid and Ion Losses and Replacement
_[10] 논문 Latherin: A Surfactant Protein of Horse Sweat and Saliva
_[11] Citation Dorland's Illustrated Medical Dictionary http://dorlands.com/ Elsevier
_[12] Citation Stedman's Medical Dictionary http://stedmansonlin[...] Wolters Kluwer
_[13] 웹사이트 Academy of Hyperhidrosis http://www.allabouts[...] Allaboutsweat.com 2014-04-05
_[14] 논문 Maintaining health, comfort and productivity in heat waves
_[15] 간행물 Beyond shyness and stage fright: Social anxiety disorder Harvard Mental Health Letter 2010-04-04
_[16] 서적 "Sweating." Medical Physiology Elsevier 2012
_[17] EMedicine Neuroleptic Malignant Syndrome
_[18] 논문 Sweat allergy: Extrinsic or intrinsic? 2017-07-01
_[19] 서적 Perspiration Research https://books.google[...] 2024-01-13
_[20] 논문 The impact of hyperhidrosis on patients' daily life and quality of life: a qualitative investigation 2017-06-08
_[21] 웹사이트 Hyperhidrosis https://medlineplus.[...] MedlinePlus, US National Library of Medicine 2024-01-17
_[22] 논문 Physical stimuli and emotional stress-induced sweat secretions in the human palm and forehead 1998-06-05
_[23] 웹사이트 The Science of Sweat http://certification[...] 2023-01-13
_[24] 논문 The microfluidics of the eccrine sweat gland, including biomarker partitioning, transport, and biosensing implications 2015-05-01
_[25] 논문 Sweat mineral-element responses during 7 h of exercise-heat stress
_[26] 논문 The excretion of traces of metals in human sweat
_[27] 논문 Sweat Copper, Zinc, Iron, Magnesium and Chromium Levels in National Wrestler http://mail.inonu.ed[...]
_[28] 문서 Lactarius fragilis Ten Speed Press 1986
_[29] 서적 BRS Physiology
_[30] 논문 Tattoo-based potentiometric ion-selective sensors for epidermal pH monitoring
_[31] 논문 Sweating the small stuff: Glycoproteins in human sweat and their unexplored potential for microbial adhesion 2015-11-17
_[32] 논문 Bacteria killer found in sweat 2001-11-24
_[33] 웹사이트 DCD dermcidin [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI https://www.ncbi.nlm[...] 2022-12-04
_[34] 논문 Artificial microfluidic skin for in vitro perspiration simulation and testing 2013-04-23
_[35] 논문 A mass-customizable dermal patch with discrete colorimetric indicators for personalized sweat rate quantification 2019-06-17
_[36] 논문 Non-invasive Analyte Access and Sensing through Eccrine Sweat: Challenges and Outlook circa 2016 2016
_[37] 논문 SIMULTANEOUS STUDY OF CONSTITUENTS OF URINE AND PERSPIRATION https://doi.org/10.1[...] Elsevier BV 1933-02
_[38] 논문 Smelling a single component of male sweat alters levels of cortisol in women
_[39] 뉴스 You sweat, but toxins likely stay http://www.liberatio[...] 2008-01-28
_[40] 뉴스 「異常な発汗 薬で止める／選択肢増え、生活の質向上」 https://www.nikkei.c[...] 日本経済新聞 2022-09-13
_[41] 논문 カバは赤い色の汗をかく http://www.journalar[...] 社団法人日本農芸化学会 2010-09-15
_[42] 논문 '[Further research on the branched sweat glands in some mammals (Cavia cobaya, Sus scrofa, Equus caballus).]'
_[43] 논문 Sweat gland function of the donkey (Equus asinus) http://www.jphysiol.[...]
_[44] 논문 Latherin: a surfactant protein of horse sweat and saliva
_[45] 서적 人体六〇〇万年史(上) 早川書房
_[46] 논문 Physical stimuli and emotional stress-induced sweat secretions in the human palm and forehead
_[47] 간행물 「白い眼」 http://www.biol.tsuk[...] 2004
_[48] 웹사이트 手のひらの汗はすべり止め https://www5b.biglob[...] 2001-03-31
_[49] 웹사이트 Animal fingerprints http://www.virtualsc[...] 2010-09-02
_[50] 논문 Sweat mineral-element responses during 7 h of exercise-heat stress
_[51] 논문 The excretion of trace metals in human sweat
_[52] 논문 Sweat Copper, Zinc, Iron, Magnesium and Chromium Levels in National Wrestler http://mail.inonu.ed[...]
_[53] 서적 BRS Physiology
_[54] 논문 運動時の汗および尿中ナトリウムカリウム排泄量の一過性の変動に及ぼす運動強度の影響 https://doi.org/10.4[...] 日本栄養・食糧学会
_[55] 보고서 食品健康影響評価の結果について（付食第748号資料2） https://www.mhlw.go.[...] 厚生労働省 2008-07-03
_[56] 논문 Blood, urine, and sweat (BUS) study: monitoring and elimination of bioaccumulated toxic elements 2011-08
_[57] 논문 Arsenic, cadmium, lead, and mercury in sweat: a systematic review https://www.ncbi.nlm[...] 2012
_[58] 논문 The use of the sauna for disease prevention in the workers of enterprises with chemical and physical occupational hazards 1991-05
_[59] 서적 油症研究 30年の歩み 九州大学出版会 2000-06
_[60] 논문 Biomonitoring and Elimination of Perfluorinated Compounds and Polychlorinated Biphenyls through Perspiration: Blood, Urine, and Sweat Study https://www.ncbi.nlm[...] 2013
_[61] 논문 Human excretion of bisphenol A: blood, urine, and sweat (BUS) study https://doi.org/10.1[...] 2012
_[62] 웹사이트 hyperhidrosis http://www.allabouts[...] All About Sweat 2010-09-15
_[63] 논문 Maintaining health, comfort and productivity in heat waves