Cuộc sống thực hay dựa trên phòng thí nghiệm? So sánh các phương pháp phân tích mồ hôi khác nhau

Được viết bởi Inés Morán, Nhà dinh dưỡng hiệu suất FLOWBIO và Tiến sĩ Samuel N. Cheuvront từ Phòng thí nghiệm nghiên cứu thể thao New Balance.

1. Tại sao việc phân tích mồ hôi lại quan trọng đối với vận động viên sức bền

Đổ mồ hôi điều chỉnh nhiệt độ cơ thể khi tập luyện nhưng lại dẫn đến mất nước và chất điện giải (các ion, đặc biệt là natri). Đối với các vận động viên sức bền, những tổn thất này có thể rất lớn và có thể ảnh hưởng đến việc tập luyện, phục hồi và thành tích nếu không được quản lý đúng cách (Shirreffs và Sawka, 2011; Cheuvront và Kenefick, 2014).

Các chất điện giải chính cần quan tâm trong mồ hôi là natri và clorua (muối), vì đây là những ion ngoại bào góp phần cân bằng chất lỏng trong cơ thể. Natri và clorua trong mồ hôi là đối tác trong cân bằng chất lỏng và cùng tồn tại ~ 1:1. Tuy nhiên, natri là tín hiệu sinh lý quan trọng để điều hòa dịch cơ thể, do đó, với mục đích của bài đánh giá này, phân tích natri trong mồ hôi sẽ là trọng tâm.

Tốc độ mồ hôi và nồng độ chất điện giải rất khác nhau giữa các cá nhân và các điều kiện tập luyện; cường độ, nhiệt độ môi trường, độ ẩm, quần áo và sinh lý cá nhân đều góp phần vào sự thay đổi này (Baker, 2017), có nghĩa là các hướng dẫn chung về bù nước (uống nước khi khát) có thể không phản ánh chính xác nhu cầu thực sự của vận động viên (Montain và cộng sự, 2006; Kenefick, 2018).

Mặc dù cơn khát thường được coi là chỉ dẫn về lượng nước uống vào, nhưng nó là yếu tố điều chỉnh không hoàn hảo trong quá trình tập luyện và không phải lúc nào cũng phản ánh lượng nước mất đi đang diễn ra (Kenefick, 2018). Kết quả là, các vận động viên có thể vô tình tích tụ lượng nước và chất điện giải thiếu hụt theo thời gian.

Phân tích mồ hôi cung cấp sự hiểu biết khách quan và mang tính cá nhân về cân bằng chất lỏng, giúp các vận động viên và người tập vượt xa các khuyến nghị chung để hướng tới lập kế hoạch bù nước đầy đủ. Tuy nhiên, vẫn còn sự nhầm lẫn xung quanh việc kỹ thuật phân tích mồ hôi nào đại diện cho các điều kiện tập luyện cụ thể, đặc biệt khi so sánh các phương pháp cảm ứng mồ hôi cố định (ví dụ: điện di ion), các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm (ví dụ: buồng nhiệt) và thử nghiệm tập thể dục ngoài đời thực trên hiện trường.  

2. Tiêu chuẩn vàng về lượng mồ hôi mất đi cấp tính: Những thay đổi về khối lượng cơ thể không mặc quần áo

Sự thay đổi khối lượng cơ thể không mặc quần áo trước và sau khi tập luyện thường được sử dụng như một phương pháp tham khảo tiêu chuẩn để ước tính tổng lượng nước mất đi (Cheuvront và Kenefick, 2017).

Khi được tiến hành theo các quy trình nghiêm ngặt, phương pháp này cung cấp một thước đo mạnh mẽ về lượng nước mất đi trong toàn cơ thể và được chấp nhận rộng rãi trong cả nghiên cứu và khoa học thể thao ứng dụng. Việc thực hiện chính xác yêu cầu:

• Đo khối lượng cơ thể không mặc quần áo (càng gần thời điểm bắt đầu và kết thúc tập luyện càng tốt)

• Lau khô thật kỹ bằng khăn sau khi tập và đo ngay sau khi ngừng tập

• Cân có độ chính xác cao, được hiệu chuẩn (không phải cân phòng tắm thông thường của bạn, mặc dù bất kỳ cân làm việc nào cũng cung cấp proxy tốt)

• Đo chính xác lượng nước, lượng thức ăn và lượng nước tiểu mất đi trong buổi tập

• Tổn thất không do mồ hôi được đo lường hoặc ước tính (0,2 g/kcal) (Cheuvront và Montain, 2017).

Tổng lượng nước mất đi được tính bằng sự thay đổi khối lượng cơ thể từ trước đến sau khi tập luyện, được điều chỉnh theo các yếu tố này.

Khi được kiểm soát hợp lý, phép đo khối lượng cơ thể vẫn là phương pháp tham khảo thực tế và được sử dụng rộng rãi nhất để ước tính tốc độ tiết mồ hôi. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng thực địa không thể kiểm soát các yếu tố gây nhiễu thay đổi khối lượng, thì việc dự đoán chính xác về lượng mồ hôi mất đi khi tập luyện là điều mong muốn nhưng đầy thách thức (ví dụ: Sollanek và cộng sự, 2020; Cheuvront và cộng sự, 2021; Cheuvront và cộng sự, 2023; Jay và cộng sự, 2024).

3. Thu thập và đo lường chất điện giải trong mồ hôi theo Tiêu chuẩn Vàng

Trong nghiên cứu sinh lý học khi tập luyện, việc đánh giá thành phần mồ hôi trước đây thường dựa vào các phương pháp tham chiếu trong phòng thí nghiệm được thiết kế để tối đa hóa cả tính đầy đủ của việc thu thập và độ chính xác phân tích. Những phương pháp tham khảo này được hiểu rõ nhất là sự kết hợp giữa phương pháp thu thập tiêu chuẩn vàng và kỹ thuật phân tích có độ chính xác cao.

Kỹ thuật tẩy rửa toàn thân (WBW)

Kỹ thuật tẩy rửa toàn thân (WBW) được nhiều người coi là tiêu chuẩn vàng để thu thập natri trong mồ hôi. Phương pháp này liên quan đến việc thu thập 100% mồ hôi tiết ra trên toàn bộ bề mặt cơ thể trong một buổi tập luyện.

Thông thường, người tham gia tập thể dục trong môi trường được kiểm soát, rửa cơ thể kỹ lưỡng bằng nước khử ion trước và sau buổi tập. Cùng với những thay đổi cơ bản về khối lượng cơ thể, dung dịch rửa được thu thập và phân tích để định lượng tổng hàm lượng chất điện giải trong mồ hôi (Shirreffs và Maughan, 1997). 

Mặc dù WBW cung cấp thông tin đầy đủ nhất về tình trạng mất điện giải qua mồ hôi toàn cơ thể nhưng không thể sử dụng các cơ sở nghiên cứu bên ngoài. Việc này tốn nhiều thời gian, đòi hỏi cơ sở vật chất chuyên dụng (buồng và thiết bị được làm sạch) cũng như nhân viên được đào tạo và không thể thực hiện được trong quá trình tập luyện hoặc thi đấu thông thường. Kết quả là, việc sử dụng nó chỉ giới hạn trong các nghiên cứu thực nghiệm hơn là theo dõi thường xuyên các vận động viên.

Đo quang ngọn lửa 

Độ chính xác của việc xác định natri trong mồ hôi không chỉ phụ thuộc vào cách thu thập mồ hôi mà còn phụ thuộc vào cách định lượng nồng độ chất điện giải sau khi thu thập. Trong môi trường nghiên cứu, các mẫu mồ hôi được thu thập qua WBW thường được phân tích bằng các kỹ thuật trong phòng thí nghiệm có độ chính xác cao như phép đo quang ngọn lửa hoặc phép đo phổ khối.

Phương pháp trắc quang ngọn lửa định lượng nồng độ natri bằng cách đo cường độ ánh sáng phát ra khi các ion natri bị kích thích trong ngọn lửa, cung cấp khả năng phân tích chất điện phân có độ chính xác cao. 

Trước đây, phép đo quang ngọn lửa là phương pháp tham chiếu được sử dụng trong nhiều xét nghiệm mồ hôi khi tập luyện (Maughan và cộng sự, 2004) và là kỹ thuật phân tích được khuyến nghị để xét nghiệm chẩn đoán bệnh xơ nang (Green và cộng sự, 2007). Tuy nhiên, quang kế ngọn lửa hiện nay đã lỗi thời và có thể khó thay thế hoặc sửa chữa.

Kết quả là, ngay cả khi các kỹ thuật phân tích này nâng cao độ chính xác, chúng vẫn cần có thiết bị đắt tiền, cơ sở hạ tầng phòng thí nghiệm chuyên dụng và đội ngũ nhân viên có tay nghề cao. 

Điện cực chọn lọc ion

Cùng với phương pháp trắc quang ngọn lửa và quang phổ khối, các điện cực chọn lọc ion (ISE) được sử dụng rộng rãi để phân tích chất điện giải trong chất lỏng sinh học, bao gồm cả mồ hôi. ISE định lượng nồng độ ion bằng cách đo điện thế được tạo ra trên màng chọn lọc đối với một ion cụ thể (ví dụ: natri hoặc clorua), với phản ứng được điều chỉnh bởi phương trình Nernst.

Trong môi trường lâm sàng và xét nghiệm, máy phân tích ISE để bàn được sử dụng thường xuyên để xác định chất điện giải và tạo cơ sở phân tích cho nhiều xét nghiệm mồ hôi xơ nang. Khi được hiệu chuẩn đúng cách, các hệ thống này cung cấp độ chính xác và khả năng tái tạo cao, mặc dù độ chính xác tuyệt đối của chúng thường được coi là thấp hơn một chút so với các kỹ thuật tham chiếu như quang kế ngọn lửa hoặc quang phổ khối. Phản ứng của điện cực rất nhạy cảm với hiệu chuẩn, nhiệt độ và xử lý mẫu.

4. Tiêu chuẩn thực hành trong phòng thí nghiệm

Do các phương pháp tiêu chuẩn vàng để thu thập và phân tích mồ hôi là không thực tế và thường khó tiếp cận nên một số phương pháp có thể được sử dụng trong các phòng thí nghiệm được trang bị tiêu chuẩn hơn để xác định lượng nước mất đi, tốc độ tiết mồ hôi và nồng độ natri trong mồ hôi trong các điều kiện được kiểm soát.

Tegaderm Patches làm tài liệu tham khảo cho việc thu thập mồ hôi cục bộ

Trong điều kiện phòng thí nghiệm, phương pháp thu thập mồ hôi cục bộ thường được sử dụng. Một phương pháp được áp dụng rộng rãi là dán miếng dán thấm hút lên da, chẳng hạn như Tegaderm (Baker và cộng sự, 2009).

Trong khi tập luyện, mồ hôi được hấp thụ vào vật liệu vá và được phân tích bằng các kỹ thuật như đo quang ngọn lửa (có độ chính xác cao) hoặc điện cực chọn lọc ion (kém chính xác hơn một chút so với FP). Điều này cho phép đánh giá nồng độ natri từ một vị trí giải phẫu xác định trong một khoảng thời gian giới hạn (Baker và cộng sự, 2016).

Thu thập mồ hôi dựa trên tập thể dục bằng các thiết bị macroduct (ví dụ: Nhiên liệu chính xác và Bù nước)

Thiết bị Macroduct là những ống nhỏ, cuộn tròn gắn vào da để thu mồ hôi trong quá trình tập luyện có kiểm soát. Các nghiên cứu khác nhau đã được thực hiện bằng phương pháp này để phân tích chất điện giải, với nhiều kết quả khác nhau (Ely và cộng sự, 2012; Buono và cộng sự, 2007).

Mồ hôi được tiết ra trên bề mặt da khi vận động viên tập luyện trong điều kiện môi trường và cường độ được xác định trước. Ống thu thập một lượng mồ hôi hạn chế (thường là 20–45 phút), sau đó được phân tích bằng máy phân tích mồ hôi lâm sàng (ví dụ như xơ nang). Các phép đo khối lượng cơ thể trước và sau khi tập luyện được sử dụng để ước tính tốc độ tiết mồ hôi và kết quả được xử lý bằng máy tính lượng nước độc quyền.

L'Aquatwin để phân tích mồ hôi

Sau khi lấy mồ hôi bằng Tegaderm, nồng độ natri phải được định lượng bằng kỹ thuật phân tích thích hợp. Các hệ thống điện cực chọn lọc ion di động, chẳng hạn như L'Aquatwin, thường được sử dụng trong phòng thí nghiệm và các cơ sở thể thao ứng dụng cho mục đích này.

Thiết bị L’Aquatwin đo nồng độ natri trực tiếp từ các mẫu mồ hôi nhỏ, mang lại kết quả nhanh chóng với thao tác tương đối đơn giản. Khi được sử dụng trong các điều kiện được kiểm soát và có hiệu chuẩn thích hợp, các hệ thống này có thể đưa ra ước tính đáng tin cậy về nồng độ natri trong mồ hôi.

Tuy nhiên, những phương pháp này vẫn mang tính thời điểm và đại diện cho mức trung bình của mẫu mồ hôi gộp lại. Họ phân tích một lượng mồ hôi hạn chế được thu thập tại một địa điểm và thời gian cụ thể, thay vì đưa ra thước đo tổng hợp cho toàn bộ buổi tập hoặc tính đến các yếu tố khác như nhiệt độ môi trường, độ ẩm, quần áo hoặc cường độ tập luyện - tất cả đều có thể làm thay đổi đáng kể tốc độ tiết mồ hôi và nồng độ natri, như được chỉ ra trong các nghiên cứu của Baker và cộng sự. (2016).

Điện di ion Pilocarpine như một kỹ thuật kích thích mồ hôi không cần tập thể dục

Điện di ion (ví dụ: xét nghiệm xơ nang, cung cấp nhiên liệu & bù nước chính xác) bằng pilocarpine là một kỹ thuật trong đó chất hóa học này được bôi lên da để kích thích tuyến mồ hôi mà không cần tập thể dục. Phương pháp này, được sử dụng rộng rãi trong cả môi trường lâm sàng và thể thao, cho phép thu thập mồ hôi khi nghỉ ngơi để phân tích nhanh và đánh giá hàm lượng clorua trong mồ hôi, có thể được sử dụng làm ước tính nồng độ natri trong mồ hôi.

Một giao thức điển hình bao gồm:

• Bôi pilocarpine: 5 phút để kích thích tuyến mồ hôi.

• Hút mồ hôi (thường bằng macroduct): 5-20 phút thu thập dưới dạng microduct hoặc miếng dán.

• Phân tích: Nồng độ natri hoặc clorua thường được đo bằng máy phân tích xơ nang cụ thể.

Điện di ion Pilocarpine mang lại những lợi ích thực tế, bao gồm các điều kiện được kiểm soát, yêu cầu về thời gian tối thiểu và không cần gắng sức. Tuy nhiên, phương pháp này tạo ra mồ hôi một cách nhân tạo và đặc điểm sinh lý của mồ hôi do pilocarpine kích thích khác với mồ hôi do tập thể dục. Sự khác biệt về tốc độ tiết mồ hôi, kiểu kích hoạt tuyến và tái hấp thu natri ở ống tuyến mồ hôi có thể ảnh hưởng đến thành phần chất điện giải, nghĩa là giá trị thu được có thể không phản ánh đầy đủ thành phần mồ hôi khi tập luyện năng động.

Kết quả là, mặc dù kỹ thuật này có thể cung cấp ước tính hữu ích về nồng độ chất điện giải trong mồ hôi của một cá nhân, đặc biệt là để đánh giá cơ bản, nhưng dữ liệu phản ánh trạng thái không tập thể dục cụ thể và không được tự động ngoại suy theo cường độ, môi trường hoặc thời lượng tập luyện khác nhau, cũng như không được cho là để nắm bắt sự biến đổi của vận động viên trong các tình huống thực tế (Baker và cộng sự, 2017).

5. Tiêu chuẩn thực tế tại hiện trường

Khi phân tích mồ hôi vượt ra ngoài môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát chặt chẽ, cần có các kỹ thuật mới để sử dụng tại hiện trường. Những phương pháp này có thể được chia thành các phương pháp dựa trên phòng thí nghiệm hoặc phương pháp thích ứng với phòng thí nghiệm và các hệ thống giám sát trong thế giới thực được thiết kế để sử dụng trong quá trình huấn luyện và thi đấu không hạn chế.

5.1 Phương pháp tập luyện phù hợp với phòng thí nghiệm và phòng thí nghiệm

Một số kỹ thuật trong phòng thí nghiệm thường được sử dụng để đánh giá thành phần mồ hôi trong khi tập luyện và có thể được điều chỉnh để sử dụng trong phạm vi hạn chế. Mặc dù các phương pháp tiếp cận này thực tế hơn các phương pháp nghiên cứu tiêu chuẩn vàng nhưng chúng vẫn còn nhiều hạn chế trong phòng thí nghiệm.

Miếng dán Tegaderm với phân tích L’Aquatwin

Khi áp dụng bên ngoài môi trường phòng thí nghiệm được kiểm soát, việc thu thập mồ hôi dựa trên miếng vá bị hạn chế bởi một số yếu tố thực tế và phương pháp. Kết quả chính xác phụ thuộc vào việc chuẩn bị da tỉ mỉ, đặt miếng dán chính xác và kiểm soát chặt chẽ thời gian lấy mẫu; những điều kiện khó duy trì trong quá trình tập luyện hoặc thi đấu không hạn chế.

Mồ hôi được thu thập từ một vị trí giải phẫu duy nhất trong một khoảng thời gian ngắn được xác định trước, nghĩa là nồng độ natri thu được thể hiện ảnh chụp nhanh cục bộ và trung bình theo thời gian chứ không phải là thước đo tổng hợp về lượng mồ hôi mất đi trên toàn cơ thể. Ở tốc độ tiết mồ hôi cao hơn, các miếng vá có thể bão hòa trong vòng 30–40 phút, cần phải tháo ra và thay thế, điều này không thực tế trong quá trình tập luyện và gây ra các nguồn sai sót khác.

Chuyển động, ma sát của quần áo, tiếp xúc với môi trường và nguy cơ ô nhiễm từ độ ẩm bên ngoài càng hạn chế độ tin cậy và khả năng lặp lại. Kết quả là, mặc dù các phương pháp dựa trên miếng dán rất hữu ích trong các môi trường được kiểm soát nhưng tính đại diện và tính khả thi của chúng bị giảm đáng kể khi sử dụng thực tế.

Thu thập mồ hôi dựa trên tập thể dục bằng thiết bị macroduct (Nhiên liệu chính xác và bù nước)

Mặc dù mồ hôi có thể được thu thập trong quá trình tập luyện nhưng phương pháp này không thực tế trên thực tế vì khối lượng mẫu nhỏ đòi hỏi phải có sự giám sát chặt chẽ để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu. Ở mức độ trung bình hoặc cao, các đại tiết có thể nhanh chóng lấp đầy, sau đó mồ hôi tiếp tục tràn ra hoặc bốc hơi ở lỗ thoát ra. Nếu không bị phát hiện, điều này có thể làm tăng nồng độ chất điện phân đo được một cách giả tạo.

Để ngăn chặn những lỗi này đòi hỏi phải theo dõi thiết bị liên tục trong suốt buổi tập, điều này không thực tế khi tập luyện hoặc thi đấu ngoài trời. Ngoài ra, mẫu mồ hôi được giữ lại để phân tích chỉ đại diện cho một phần ngắn của buổi tập chứ không phải là thước đo tổng hợp của toàn bộ buổi tập.

Hạn chế này đặc biệt có liên quan khi tập luyện kéo dài hoặc có cường độ thay đổi, khi đó tốc độ tiết mồ hôi và nồng độ natri có thể thay đổi để đáp ứng với tốc độ, điều kiện môi trường và tình trạng bù nước. Từ quan điểm thực tế, yêu cầu về quần áo được kiểm soát, thiết bị chuyển động tối thiểu và số đo khối lượng cơ thể chính xác trước và sau khi tập luyện càng hạn chế tính khả thi và khả năng lặp lại trong môi trường thực tế.

Miếng dán mồ hôi Gatorade GX

Miếng dán mồ hôi Gatorade GX là miếng dán dính được dán lên da và được thiết kế để thu thập mẫu mồ hôi cục bộ trong khi tập luyện. Miếng dán được đeo trong suốt buổi tập và được phân tích sau khi tập luyện bằng hệ thống GX để ước tính lượng điện giải và lượng nước mất đi qua mồ hôi. Về cơ bản, miếng dán đo clorua để ước tính natri (Baker và cộng sự, 2022; Baker và cộng sự, 2020).

Giống như các phương pháp dựa trên miếng dán khác, GX miếng dán mồ hôi cung cấp một giải pháp thay thế thực tế cho thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, với thuật toán được tích hợp để ước tính tốc độ tiết mồ hôi toàn cơ thể mà không cần thay đổi khối lượng cơ thể không mặc quần áo nhưng vẫn là phương pháp cục bộ và phụ thuộc vào mẫu. Kết quả phản ánh thành phần mồ hôi trên vùng dán trong thời gian sử dụng chứ không phải lượng mồ hôi mất đi liên tục trên toàn cơ thể. Vị trí đặt miếng dán, tốc độ tiết mồ hôi, cường độ vận động và điều kiện môi trường có thể ảnh hưởng đến mẫu được lấy. Ngoài ra, có khả năng xảy ra hiện tượng bão hòa miếng vá, điều này sẽ làm mất hiệu lực thành phần mẫu.

5.2 Giám sát thiết bị đeo liên tục

Không giống như các phương pháp được đề cập ở trên, việc theo dõi mồ hôi liên tục sẽ ghi lại sự mất chất lỏng và chất điện giải liên tục trong toàn bộ buổi tập luyện. Cách tiếp cận này cung cấp một cái nhìn năng động về cách thành phần mồ hôi thay đổi để đáp ứng với sự thay đổi về cường độ, điều kiện môi trường và trạng thái sinh lý.

Cảm biến FLOWBIO

Cảm biến FLOWBIO là một ví dụ về hệ thống đo lường liên tục, có thể đeo được. Nó thu thập mồ hôi trực tiếp từ da trong suốt quá trình tập luyện hoặc thi đấu và sử dụng công nghệ vi lỏng tiên tiến để ước tính:

• Lượng nước và natri mất đi

• Tốc độ tiết mồ hôi

• Mất mát không đổ mồ hôi

• Nồng độ natri

Vì dữ liệu được thu thập liên tục nên cảm biến có thể phát hiện những thay đổi tạm thời trong thành phần mồ hôi mà các phương pháp tức thời có thể bỏ qua. Ví dụ, nồng độ natri có thể tăng hoặc giảm khi tốc độ tiết mồ hôi thay đổi hoặc điều kiện môi trường thay đổi. Phép đo liên tục này cung cấp hồ sơ đầy đủ và mang tính đại diện hơn về lượng mồ hôi mất đi của vận động viên trong điều kiện thực tế và không bị ảnh hưởng bởi sự bay hơi hoặc giới hạn thể tích mẫu. Lượng nước mất đi được ước tính từ các cảm biến trên thiết bị và dữ liệu hoạt động và môi trường bên ngoài. Các thuật toán riêng biệt được sử dụng để xác định lượng natri và mồ hôi bị mất đi trên toàn cơ thể. Ngoài ra, thiết bị hoàn toàn có thể tái sử dụng và không có chi phí định kỳ hoặc các thành phần dùng một lần (ví dụ: miếng dán, macroducts). Nó được hiệu chuẩn tại nhà máy và yêu cầu bảo trì hạn chế. 

Trong thử nghiệm xác nhận dựa trên các phương pháp tham chiếu đã được thiết lập, cảm biến FLOWBIO đã chứng minh mức độ phù hợp cao đối với cả nồng độ natri trong mồ hôi và lượng mồ hôi mất đi toàn cơ thể. Trong một nghiên cứu có kiểm soát so sánh cảm biến với phép đo quang ngọn lửa và các phép đo khối lượng cơ thể không mặc quần áo đã hiệu chỉnh, Bandiera et al. (2026) đã báo cáo sự sai lệch nhất quán về nồng độ natri trong mồ hôi xấp xỉ 10 mmol·L⁻¹ so với phép đo quang ngọn lửa trong phòng thí nghiệm, tương đương với khoảng 230 mg·L⁻¹ natri. Độ lệch này ổn định trong các điều kiện nóng-khô và nóng ẩm, với độ biến thiên giữa các bên thấp, cho thấy độ tin cậy của phép đo tốt. Ước tính lượng mồ hôi mất đi toàn cơ thể thu được từ cảm biến không khác biệt đáng kể so với ước tính thu được bằng cách thay đổi khối lượng cơ thể không mặc quần áo, với sự khác biệt trung bình duy trì trong khoảng vài trăm ml tùy theo điều kiện. Cùng với nhau, những phát hiện này cho thấy rằng cảm biến cung cấp các ước tính đủ chính xác và có thể lặp lại về lượng mồ hôi mất đi và nồng độ natri trong mồ hôi để theo dõi tại hiện trường, được áp dụng trong quá trình tập luyện (Badiera và cộng sự, 2026).

Do đó, việc đo mồ hôi liên tục mang lại góc nhìn bổ sung cho các đánh giá nhanh trong phòng thí nghiệm. Mặc dù các phương pháp trong phòng thí nghiệm vẫn cần thiết cho việc xác nhận ban đầu hoặc đánh giá chi tiết, có kiểm soát, nhưng việc theo dõi liên tục cung cấp những hiểu biết thực tế cho quá trình đào tạo liên tục, quản lý lượng nước uống và tối ưu hóa hiệu suất.

Cảm biến sinh học bù nước Nix

Cảm biến bù nước Nix Biosensors là một hệ thống có thể đeo được thiết kế để cung cấp các ước tính theo thời gian thực về tốc độ tiết mồ hôi và tổn thất điện giải trong quá trình tập luyện. Hệ thống này bao gồm một vỏ điện tử có thể tái sử dụng được gắn vào một miếng dán mồ hôi dính dùng một lần. Trong khi đổ mồ hôi, miếng dán ghi lại trở kháng điện của mồ hôi khi nó di chuyển qua đường dòng chảy; các phép đo trở kháng này được chuyển đổi thành độ thẩm thấu của mồ hôi bằng thuật toán độc quyền. Độ thẩm thấu phản ánh tổng nồng độ các chất hòa tan trong mồ hôi hơn là nồng độ ion riêng lẻ.

Để báo cáo các chỉ số điện giải mà người dùng sử dụng như lượng natri mất đi, nền tảng Nix áp dụng dữ liệu phân bổ chất điện phân trung bình từ tài liệu đã xuất bản cho độ thẩm thấu đo được, cho phép ước tính gián tiếp lượng ion cụ thể bị mất đi. Bởi vì cảm biến dựa vào các mối quan hệ được mô hình hóa như vậy thay vì đo trực tiếp Na⁺ hoặc Cl⁻, nên việc giải thích phải tính đến các giả định thuật toán làm cơ sở cho các chuyển đổi này và khả năng biến thiên có thể phát sinh khi áp dụng phân bố ion trung bình cho sinh lý học cá nhân.

Nix sử dụng các thuật toán học máy độc quyền để ngoại suy các phép đo mồ hôi cục bộ, thường được thu thập từ phần trên cánh tay, để ước tính lượng nước và điện giải mất đi trên toàn cơ thể. Nền tảng này cung cấp thông báo bù nước theo thời gian thực, phân tích sau phiên và đề xuất dự đoán dựa trên dữ liệu lịch sử và điều kiện môi trường. Theo nhà sản xuất, hệ thống này đã được đào tạo và xác nhận trên hàng nghìn bài tập, với độ chính xác vượt tiêu chuẩn ngành, mặc dù dữ liệu xác thực được bình duyệt vẫn chưa được công bố.

Giống như các hệ thống thiết bị đeo khác, Nix cho phép theo dõi mồ hôi trong quá trình tập luyện không hạn chế và đưa ra giải pháp thay thế thực tế cho thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhưng cần xem xét tính chất gián tiếp của việc ước tính ion khi so sánh dữ liệu giữa các phương pháp hoặc diễn giải các mục tiêu bù nước cụ thể của natri.

hDrop

hDrop là thiết bị đo mồ hôi đeo được, có thể tái sử dụng, được thiết kế để ước tính tốc độ tiết mồ hôi và nồng độ chất điện giải trong quá trình tập luyện thông qua tiếp xúc trực tiếp với da. Sử dụng các thuật toán cảm biến và độc quyền tích hợp, thiết bị ước tính lượng nước mất đi cũng như nồng độ natri và kali, cung cấp thông tin chuyên sâu về bù nước theo thời gian thực hoặc gần thời gian thực.

Theo nhà sản xuất, phương pháp của hDrop dựa trên các nguyên tắc sinh lý đã được thiết lập liên quan đến thành phần mồ hôi và quá trình bù nước. Cho đến nay, hệ thống này chủ yếu đã trải qua quá trình xác nhận nội bộ, cùng với các nghiên cứu kiểm chứng xác nhận được bình duyệt độc lập được lên kế hoạch xuất bản trong tương lai. Kết quả sơ bộ từ một nghiên cứu kiểm chứng độc lập do nhà sản xuất báo cáo cho thấy độ chính xác khoảng 92,5% đối với lượng mồ hôi thoát ra và 87% đối với lượng natri mất đi trong mồ hôi, dự kiến ​​sẽ được công bố chính thức vào cuối năm 2025.

hDrop hoàn toàn có thể tái sử dụng và không yêu cầu các miếng vá dùng một lần hoặc hiệu chuẩn định kỳ. Giống như các cảm biến mồ hôi đeo được khác, các phép đo được lấy từ việc lấy mẫu mồ hôi cục bộ và suy luận thuật toán, đồng thời kết quả phải được diễn giải trong bối cảnh cường độ tập luyện, điều kiện môi trường và mức độ biến đổi của từng cá nhân.

6. Dữ liệu liên tục và dữ liệu tức thời: tại sao phương pháp luận lại quan trọng

Các phương pháp kiểm tra mồ hôi nhanh tạo ra một điểm dữ liệu duy nhất về nồng độ natri trong mồ hôi (thường được biểu thị bằng mg/L), có thể đưa ra chiến lược bù nước cho các sự kiện có cường độ và điều kiện môi trường tương tự.

Tuy nhiên, trên thực tế, việc áp dụng các phương pháp chụp nhanh bên ngoài phòng thí nghiệm bị hạn chế rất nhiều. Việc thu thập mồ hôi cục bộ bằng miếng dán hoặc thiết bị macroduct đòi hỏi phải có thiết bị chuyên dụng, nhân viên được đào tạo và giám sát chặt chẽ. Các vận động viên sẽ cần phải ngừng tập thể dục để cân, thường mặc tối thiểu hoặc không mặc quần áo, lau khô kỹ lưỡng để tránh sai số đo và ghi lại chính xác tất cả lượng nước đưa vào và lượng nước tiểu mất đi. Trong môi trường ven đường hoặc cuộc đua, việc liên tục bước lên cân đã được hiệu chuẩn, thay thế các miếng vá bão hòa, ngăn ngừa ô nhiễm và vận chuyển các thiết bị phân tích như máy phân tích mồ hôi hiếm khi khả thi.

Mặc dù các phương pháp này có thể cung cấp thông tin chuyên sâu hữu ích một lần nhưng về cơ bản chúng bị giới hạn bởi khối lượng và bối cảnh thu thập. Hầu hết các thiết bị macroduct chỉ có thể chứa 85-100 microlit (μL) mồ hôi. Trong các phiên kéo dài hoặc cường độ cao, bộ thu sẽ tràn. Kết quả là chỉ giữ lại 85 µL mồ hôi cuối cùng, do đó không phải là mẫu đại diện cho toàn bộ buổi tập.

Hạn chế này trở nên đặc biệt có liên quan khi thành phần mồ hôi thay đổi theo thời gian, điều này thường xảy ra trong các chuyến đi dài hơn hoặc các cuộc đua có cường độ thay đổi. Nồng độ natri có thể tăng hoặc giảm theo những thay đổi về cường độ, điều kiện môi trường hoặc trạng thái bù nước (Baker và cộng sự, 2022), nghĩa là kết quả macroduct phản ánh tức thời chứ không phải mức trung bình.

Do đó, các phương pháp thử nghiệm nhanh, bao gồm Thử nghiệm mồ hôi PF&H, chỉ có thể đưa ra chiến lược bù nước cho các phiên phù hợp chặt chẽ với các điều kiện mà dữ liệu được thu thập. Nó không thể được sử dụng để khái quát hóa giữa các khối đào tạo, khí hậu hoặc cường độ.

Hệ thống thiết bị đeo liên tục giải quyết nhiều hạn chế này bằng cách thu thập dữ liệu mồ hôi trong toàn bộ quá trình tập luyện. Bằng cách theo dõi những thay đổi về nồng độ natri mồ hôi và mồ hôi theo thời gian, các hệ thống này cung cấp một bức tranh tiêu biểu hơn về tình trạng mất chất lỏng và chất điện giải trong điều kiện thực tế. Điều này đặc biệt phù hợp với các vận động viên sức bền có quá trình tập luyện kéo dài trong môi trường trong nhà và ngoài trời, nhiệt độ thay đổi theo mùa và nhiều cường độ khác nhau.

Từ quan điểm thực tế, các phương pháp kiểm tra ảnh chụp nhanh thường yêu cầu thiết bị chuyên dụng, điều kiện được kiểm soát và nhân viên được đào tạo, điều này có thể hạn chế tính di động và khả năng lặp lại. Ngược lại, các cảm biến đeo liên tục được thiết kế để sử dụng nhiều lần trên thực địa, cho phép các vận động viên tạo ra lượng mồ hôi theo chiều dọc qua các buổi tập mà không làm gián đoạn thói quen tập luyện thông thường.

Đối với các vận động viên sức bền, mục tiêu thực tế là thu được các phép đo không xâm lấn, dành riêng cho bài tập và được giải quyết tạm thời về sự mất chất lỏng và điện giải. Hệ thống giám sát liên tục cung cấp thông tin chuyên sâu theo thời gian thực về những thay đổi mạnh mẽ trong tốc độ tiết mồ hôi và lượng natri mất đi, cho phép các chiến lược bù nước cụ thể hơn và chính xác hơn. Ngoài những lợi thế về mặt phương pháp, hệ thống thiết bị đeo còn mang lại những lợi ích thiết thực bao gồm tính dễ sử dụng, khả năng tái sử dụng, giảm chất thải môi trường và cải thiện hiệu quả chi phí qua các đánh giá lặp đi lặp lại.

8. Kết luận

Phân tích mồ hôi là một công cụ quan trọng để hiểu rõ sự mất nước và điện giải của từng cá nhân, đặc biệt ở các vận động viên sức bền, nơi có độ biến thiên cao và các hướng dẫn về bù nước tổng quát có thể không đầy đủ. Các phương pháp tiêu chuẩn vàng truyền thống, chẳng hạn như Tẩy rửa toàn bộ cơ thể kết hợp với đo quang ngọn lửa hoặc khối phổ, mang lại độ chính xác phân tích vượt trội và thu thập mồ hôi hoàn chỉnh nhưng phần lớn vẫn bị giới hạn trong các cơ sở nghiên cứu được kiểm soát do tính phức tạp, chi phí và tính không thực tế của chúng khi sử dụng thường xuyên hoặc tại hiện trường.

Các phương pháp tiếp cận phù hợp với phòng thí nghiệm, bao gồm đo khối lượng cơ thể, thu thập mồ hôi dựa trên Tegaderm hoặc macroduct, và các thiết bị chọn lọc ion di động như L’Aquatwin, đưa ra các phương pháp thay thế dễ tiếp cận hơn để ước tính tốc độ tiết mồ hôi và nồng độ natri. Mặc dù các phương pháp này khả thi hơn nhưng chúng vốn bị hạn chế bởi việc lấy mẫu cục bộ, đo nhanh và độ nhạy khi xử lý, điều kiện môi trường và cường độ luyện tập. Các kỹ thuật không phải tập thể dục, chẳng hạn như điện di ion pilocarpine, cho phép đánh giá cơ bản nhanh chóng trong các điều kiện được kiểm soát nhưng có thể không phản ánh đầy đủ thành phần mồ hôi trong quá trình tập luyện năng động, thực tế.

Các hệ thống có thể đeo liên tục mới nổi, bao gồm các thiết bị như Cảm biến FLOWBIO, Cảm biến bù nước Nix Biosensors và hDrop, thể hiện sự thay đổi theo hướng theo dõi mồ hôi theo chiều dọc, tại hiện trường bằng cách cho phép thu thập dữ liệu trong toàn bộ buổi tập luyện hoặc thi đấu. Bằng cách nắm bắt những thay đổi về tốc độ tiết mồ hôi và tình trạng mất điện giải theo thời gian, các công nghệ này mang lại sự thể hiện có giá trị sinh thái hơn về hành vi đổ mồ hôi trong điều kiện thực tế, mặc dù cách tiếp cận cảm biến, mô hình hóa và xác nhận của chúng khác nhau.

Cuối cùng, các phương pháp trong phòng thí nghiệm vẫn không thể thiếu để xác nhận, nghiên cứu cơ học và đo lường tham chiếu. Tuy nhiên, đối với khoa học thể thao ứng dụng và luyện tập hàng ngày, việc theo dõi liên tục tại hiện trường mang lại phương tiện thiết thực nhất để đánh giá lượng mồ hôi mất đi trong các môi trường và cường độ khác nhau. Việc tích hợp các cảm biến mồ hôi có thể đeo vào quá trình tập luyện và thi đấu cho phép các vận động viên và người tập vượt ra khỏi các phép đo riêng lẻ, một lần để hướng tới các chiến lược hiệu suất và bù nước thích ứng, cá nhân hóa.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Baker, L. B., Stofan, J. R., Hamilton, A. A., & Horswill, C. A. (2009). So sánh việc thu thập miếng vá theo vùng với việc rửa sạch toàn bộ cơ thể để đo lượng natri và kali mất đi qua mồ hôi trong khi tập luyện. Tạp chí Sinh lý học Ứng dụng (Bethesda, Md.: 1985), 107(3), 887–895. 

Baker, L.B. và cộng sự. (2016). Cân bằng natri và lượng natri mất đi trong mồ hôi ở vận động viên. Y học thể thao, 46(2), 183–194.

Barnes, K. A., Anderson, M. L., Stofan, J. R., Dalrymple, K. J., Reimel, A. J., Roberts, T. J., Randell, R. K., Ungaro, C. T., & Baker, L. B. (2019). Dữ liệu quy chuẩn về tốc độ tiết mồ hôi, nồng độ natri trong mồ hôi và lượng natri mất đi trong mồ hôi ở vận động viên: Cập nhật và phân tích theo môn thể thao. Tạp chí khoa học thể thao, 37(20), 2356–2366. 

Baker L. B. (2017). Tỷ lệ đổ mồ hôi và nồng độ natri trong mồ hôi ở vận động viên: Đánh giá về phương pháp luận và sự biến đổi trong nội bộ/giữa các cá nhân. Y học thể thao (Auckland, N.Z.), 47(Phụ lục 1), 111–128. 

Baker, L. B., Model, J. B., Barnes, K. A., Anderson, M. L., Lee, S. P., Lee, K. A., Brown, S. D., Reimel, A. J., Roberts, T. J., Nuccio, R. P., Bonsignore, J. L., Ungaro, C. T., Carter, J. M., Li, W., Seib, M. S., Reeder, J. T., Aranyosi, A. J., Rogers, J. A., & Ghaffari, R. (2020). Hệ thống vi lỏng tiếp xúc với da với tốc độ tiết mồ hôi được cá nhân hóa và phân tích clorua mồ hôi dành cho các ứng dụng khoa học thể thao. Tiến bộ khoa học, 6(50), eabe3929. 

Baker, L. B., De Chavez, P. J. D., Nuccio, R. P., Brown, S. D., King, M. A., Sopeña, B. C., & Barnes, K. A. (2022). Giải thích sự thay đổi nồng độ natri trong mồ hôi: ảnh hưởng của các đặc điểm cá nhân và các yếu tố tập thể dục, môi trường và chế độ ăn uống. Tạp chí Sinh lý học Ứng dụng (Bethesda, Md.: 1985), 133(6), 1250–1259. 

Baker, L. B., King, M. A., Keyes, D. M., Brown, S. D., Engel, M. D., Seib, M. S., Aranyosi, A. J., & Ghaffari, R. (2022). Tỷ lệ đổ mồ hôi và nồng độ clorua mồ hôi của các cầu thủ bóng rổ nam ưu tú được đo bằng thiết bị vi lỏng đeo được so với phương pháp miếng dán thấm tiêu chuẩn. Tạp chí quốc tế về dinh dưỡng thể thao và chuyển hóa tập thể dục, 32(5), 342–349.

Bandiera, D., de Bardonnèche, J., Margout-Jantac, D., Dubois, L., El Allaoui, N., Rubio, J. S. E., Aubin, J. C., Racinais, S., Tessitore, A., & Pitsiladis, Y. (2026). Ước tính thành phần natri trong mồ hôi và lượng mồ hôi mất đi thông qua các cảm biến đeo được và các phương trình dự đoán trong điều kiện nóng khô và ẩm. Frontiers in Physiology, 16, 1717275. 

Buono, M. J., Ball, K. D., & Kolkhorst, F. W. (2007). Nồng độ ion natri và mối quan hệ tốc độ tiết mồ hôi ở người. Tạp chí Sinh lý học Ứng dụng (Bethesda, Md.: 1985), 103(3), 990–994. 

Cheuvront, S. N., Carter, R., thứ 3, Castellani, J. W., & Sawka, M. N. (2005). Tình trạng mất nước làm suy giảm hiệu suất tập luyện sức bền trong không khí ôn hòa nhưng không lạnh. Tạp chí sinh lý học ứng dụng (Bethesda, Md.: 1985), 99(5), 1972–1976. 

Ely, M. R., Ely, B. R., Chinevere, T. D., Lacher, C. P., Lukaski, H. C., & Cheuvront, S. N. (2012). Đánh giá máy thu mồ hôi Megaduct để phân tích khoáng sản. Đo lường sinh lý, 33(3), 385–394. 

FLOWBIO. (2026). ../../../index.html

Miếng dán Gatorade Gx. (2026). https://www.gatorade.com/gx-sweat-patch-how-to-use

Green, A., Kirk, J., & Nhóm Phát triển Hướng dẫn (2007). Hướng dẫn thực hiện xét nghiệm mồ hôi để chẩn đoán bệnh xơ nang. Biên niên sử hóa sinh lâm sàng, 44(Pt 1), 25–34. 

hDrop. (2026). https://hdroptech.com/

Jeukendrup, A.E. & Gleeson, M. (2010). Dinh dưỡng thể thao: Phiên bản thứ tư. Động học của con người.

Kenefick, R. W. (2018). Chiến lược uống nước: Uống theo kế hoạch và uống khi khát. Y học thể thao (Auckland, New Zealand), 48(Phụ lục 1), 31–37. 

Maughan, R. J., Merson, S. J., Broad, N. P., & Shirreffs, S. M. (2004). Lượng chất lỏng và chất điện giải hấp thụ và mất đi ở các cầu thủ bóng đá ưu tú trong quá trình tập luyện. Tạp chí quốc tế về dinh dưỡng thể thao và chuyển hóa tập thể dục, 14(3), 333–346. 

Maughan, R. J., Shirreffs, S. M., & Leiper, J. B. (2007). Lỗi trong việc ước tính tình trạng bù nước do thay đổi khối lượng cơ thể. Tạp chí khoa học thể thao, 25(7), 797–804.

Montain, S. J., Cheuvront, S. N., & Sawka, M. N. (2006). Hạ natri máu liên quan đến tập thể dục: phân tích định lượng để hiểu nguyên nhân. Tạp chí Y học Thể thao Anh, 40(2), 98–105. 

Cảm biến sinh học Nix. (2026). https://nixbiosensors.com/

Nhiên liệu & Bù nước chính xác. (2024). Giải thích về xét nghiệm mồ hôi. www.precisionhydration.com

Shirreffs, S. M., & Maughan, R. J. (1997). Hút mồ hôi toàn cơ thể ở người: một phương pháp cải tiến với dữ liệu sơ bộ về hàm lượng chất điện giải. Tạp chí Sinh lý học Ứng dụng (Bethesda, Md.: 1985), 82(1), 336–341. 

Shirreffs, S.M. & Sawka, M.N. (2011). Nhu cầu chất lỏng và chất điện giải để tập luyện, thi đấu và phục hồi. Tạp chí Khoa học Thể thao, 29(Phụ 1), S39–S46.