Notre corps peut-il « apprendre » à résister aux températures glaciales ?

C'est une matinée fraîche sur le rivage sablonneux de la baie de San Francisco . La chair de poule couvre le corps de Tony Gilbert, nu à l'exception de son uniforme composé d'un maillot de bain, d'un bonnet de bain, de bouchons d'oreille et de lunettes. Il patauge dans une eau à 46 degrés Fahrenheit (7 degrés Celsius) et nage dans la baie trouble. Il revient à terre 40 minutes plus tard, ragaillardi.

Gilbert n'est pas un ancien nageur olympique . Il ne fait pas partie d'une équipe de super-athlètes, même s'il connaît des nageurs comme ça. C'est un nageur amateur en eau froide. Cela fait 11 ans qu'il le fait, et il n'a jamais regardé en arrière.

"Il fait vraiment froid ! Mais nous ne le ferions pas si ce n'était pas amusant. C'est vraiment revigorant !" dit Gilbert. "Vous prenez une bouchée de la vie. Les premières minutes sont toujours les pires, puis vous y allez, les endorphines entrent en jeu et vous adorez ça."

Gilbert est l'un des courageux membres du South End Rowing Club , fondé en 1873, qui se baigne régulièrement dans la baie glaciale - pour le plaisir. Soit dit en passant, les eaux ont une température moyenne d'environ 56 degrés Fahrenheit (13 degrés Celsius).

Ces baignades ne sont pas uniques au plongeon polaire; ce sont des événements réguliers pour le groupe. Les nages de Gilbert durent de 20 à 40 minutes, mais il nage jusqu'à 90 minutes. Les spectateurs curieux pourraient se demander comment il ne souffre pas d' hypothermie ou pourquoi il aime nager dans des eaux aussi froides ?

Il s'avère que le corps humain a évolué pour prendre des outils très utiles pour s'acclimater à différents types de stress dû au froid. En fait, certaines de ces acclimatations au stress du froid pourraient même aider à prévenir des maladies comme le diabète de type 2.

Prendre l'habitude d'avoir froid

Comme nous l'avons mentionné, nos corps ont évolué pour s'habituer aux températures froides lorsque cela est nécessaire. Il y a trois façons dont notre corps fait face au froid :

L'accoutumance est la réponse au froid la plus courante chez l'homme. C'est ce que la plupart d'entre nous ressentons à chaque fois que nous sommes dehors dans le froid à plusieurs reprises, car cela n'a pas besoin d'être long. Nous faisons l'expérience de l'accoutumance même par un matin glacial, lors d'une course de 10 minutes au café local pour un cortado.

Les accoutumances sont comme la mémorisation. Au lieu de gaspiller de l'énergie corporelle précieuse en envoyant des neurones du drapeau rouge à votre système nerveux central chaque fois que votre corps est exposé au même événement froid, il s'en souvient et réagit moins. Vous ne frissonnerez pas autant et votre corps s'habitue à la température et garde la peau des extrémités, comme nos mains, plus chaude plus longtemps.

C'est pourquoi plus Gilbert nage, plus ses séances peuvent être longues, dans le temps. Même après 11 ans de natation, il lui faut toujours quelques minutes pour se sentir à l'aise dans l'eau, dit-il. "Des centaines de baignades que j'ai eues, encore à ce jour, les premières minutes dans cette eau froide sont les pires, et j'ai des doutes initiaux. Mais vous restez à l'intérieur et vous vous y habituez. Puis après environ cinq à 10 minutes, c'est comme le high d'un coureur ; vous êtes euphorique."

"S'y habituer" est une façon de décrire le fait que le corps remarque que les stimuli - dans ce cas, la température froide - ne disparaissent pas et s'ajustent.

Même les nageurs les plus expérimentés ont trop froid et doivent s'arrêter lorsque leur corps leur dit qu'il est temps. "Votre corps reste au chaud au niveau du cœur, de sorte que vos extrémités peuvent devenir froides, en particulier vos doigts ou vos orteils", explique Gilbert. "Lors de nages plus longues, vous verrez même certaines personnes avoir une" main en griffe ", ou certaines personnes s'engourdissent dans les lèvres pendant quelques minutes et articulent leurs mots lorsqu'elles sortent de l'eau."

La vasoconstriction , un autre mécanisme d'accoutumance, est ce qui cause les mains en griffe lorsque l'approvisionnement en sang est retiré des extrémités du corps pour conserver la chaleur. Mais un nageur ne peut pas s'adapter à nager de longues longueurs dans les eaux froides de la baie lors de son premier voyage ; cela demande aussi un processus d'acclimatation.

Acclimatation vs adaptation

L'acclimatation et l'adaptation sont souvent utilisées de manière interchangeable; cependant, ce ne sont pas les mêmes. L'acclimatation est un changement physiologique lent du corps qui lui permet de gérer un environnement différent - dans ce cas, des températures froides. L'acclimatation peut se dérouler sur quelques jours, semaines voire mois. L' adaptation , cependant, est le processus génétique par lequel une population entière doit changer pour s'adapter aux facteurs environnementaux. L'adaptation peut prendre des générations à se développer.

Après des années de baignade dans la baie, le corps de Gilbert s'est acclimaté et maintenant il peut nager pendant plus d'une heure. S'il avait essayé cela lors de sa première tentative, il aurait pu mourir d' hypothermie .

"Il faut être régulier, cohérent avec la nage en eau froide, pour rester acclimaté", explique Gilbert. Un collègue nageur qui dirige une clinique pour débutants a rendu Gilbert accro à la natation froide. "Elle a dit qu'il fallait nager deux à trois jours par semaine pour rester acclimaté. Et les rares fois où j'avais une pause ou un décalage horaire, je recommençais à la case départ, je commençais par une courte baignade de 10 minutes un jour, puis le lendemain, essayez 15, 20, puis revenez à 30 ou 45 minutes », explique Gilbert.

L'acclimatation se produit lorsque la température centrale de notre corps est abaissée pendant une période prolongée, à plusieurs reprises. C'est alors que nous voyons des adaptations isolantes à plus long terme (meilleure circulation sanguine, couches de graisse) qui aident notre corps à conserver la chaleur.

Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont découvert qu'il existe un type de graisse très spécial qui est responsable du maintien de la chaleur de notre corps, en particulier en cas de stress dû au froid répété. Graisse brune.

Graisse brune : le foyer de votre corps

Le tissu adipeux brun - alias graisse brune ou BAT - est le type de graisse que vous voulez sur votre corps car il aide à maintenir la température corporelle. Zhiqiang Lin, Ph.D. est professeur adjoint au Masonic Medical Research Institute (MMRI) à Utica, New York. L'objectif du « Lin Lab » est d'étudier les programmes génétiques qui contrôlent la croissance et le fonctionnement de la graisse brune.

"La graisse brune fait référence au tissu adipeux brun qui consomme des acides gras pour produire de la chaleur", explique Lin, qui a aidé à développer une nouvelle technologie pour étudier la graisse brune . "Par rapport à la graisse blanche (tissu adipeux blanc), les cellules graisseuses brunes ont plus de mitochondries et moins de lipides. La graisse brune sert de foyer dans notre corps pour nous garder au chaud."

La graisse brune transfère l'énergie des aliments en chaleur, c'est pourquoi elle joue un rôle important dans le maintien de la chaleur de notre corps.

Certains scientifiques affirment que la graisse brune a évolué très tôt chez les mammifères et a contribué à nous donner une longueur d'avance sur les autres espèces. Les bébés humains naissent avec beaucoup de graisse brune, pour les protéger du froid à la naissance, mais c'est le stress dû au froid qui accumule les MTD chez les adultes.

"Un stress dû au froid régulier peut augmenter l'innervation de la graisse brune et des muscles squelettiques", explique Lin. "Par conséquent, les individus régulièrement exposés au froid (comme les nageurs d'hiver) ont une efficacité de génération de chaleur plus élevée que les individus normaux en bonne santé."

Non seulement la graisse brune aide à garder les personnes exposées au stress du froid au chaud, mais des études récentes suggèrent également qu'elle joue un rôle dans le maintien de notre homéostasie métabolique, qui peut nous protéger des maladies métaboliques, comme le diabète de type 2, l'obésité et les maladies cardiovasculaires, explique Lin.

"Pendant l'exposition au froid, les nerfs sous la peau transmettent un signal froid au cerveau, qui envoie ensuite des signaux à la graisse brune ou au muscle squelettique pour générer de la chaleur", dit-il. "Par conséquent, une exposition régulière au froid augmente potentiellement la consommation de calories et peut être bénéfique pour prévenir l'obésité."

Héritons-nous des adaptations au froid ?

Les peuples autochtones qui sont acclimatés aux environnements froids montrent généralement des adaptations qui maintiennent leur corps au chaud plus longtemps, selon des études sur les adaptations humaines au stress dû au froid.

Dans les études sur les peuples inuits de l'Arctique et les Lapons norvégiens, les types de réponses qu'ils ont ressenties en raison du stress dû au froid dans tout le corps étaient les mêmes que ceux des personnes vivant dans des climats plus chauds. S'il fait vraiment froid, ils frissonneront, par exemple, mais leurs réactions seront moins prononcées. Cela signifie qu'il pourrait faire beaucoup plus froid avant qu'ils ne commencent à ressentir les mêmes réactions que celles que nous obtenons en marchant de notre voiture à notre bureau par des températures glaciales.

En moyenne, leur peau était plus chaude, leur flux sanguin vers leurs extrémités était plus important, donc ils perdaient moins de chaleur de leurs mains. Cependant, lorsque l'étude a porté sur les enfants de ces groupes, ils n'étaient pas aussi acclimatés au stress du froid que les adultes.

L' étude a suggéré que l'acclimatation au froid n'était pas héréditaire, mais plutôt le résultat d'une exposition au fil du temps. D'autres études ont montré qu'il existe également des facteurs génétiques aux adaptations au froid. Des études récentes ont montré que les groupes indigènes aux climats froids ont des marqueurs génétiques qui sont impliqués dans les MTD actives.

Alors que de nombreux mécanismes sont similaires à ceux des groupes non exposés au stress du froid, il peut également y avoir des aspects génétiques en jeu pour les groupes ou les individus.

Le froid nous rend-il en meilleure santé ?

Pour la plupart d'entre nous dans la société moderne, nous vivons une accoutumance au froid et non une acclimatation complète, car nous modifions nos comportements en portant plus de vêtements, en vivant dans des maisons chauffées, en conduisant des voitures chauffées et en travaillant dans des bureaux chauds. Mais des sujets de recherche comme les études de Lin sur la graisse brune sur les maladies métaboliques et la recherche sur les bienfaits pour la santé de l'exposition au froid, comme les plongeons dans l'eau froide ou les douches froides , prouvent que les adaptations au froid peuvent améliorer notre santé lorsqu'elles sont effectuées en toute sécurité.

Et Gilbert, bien qu'il ne soit pas un scientifique, sait que les eaux fraîches de la baie offrent une expérience à nulle autre pareille. "Nager en eau froide, c'est comme si vous preniez une bouchée de la vie ! Il n'y a rien d'autre comme ça", dit Gilbert.

Maintenant c'est fou

Lynne Cox , membre honoraire du South End Rowing Club , est la première personne à nager dans les eaux gelées de l'océan Antarctique sans combinaison. Sa nage, qui a duré plus de 30 minutes, s'est déroulée dans une eau à 32 degrés Fahrenheit (0 degré Celsius) et a duré 1,2 mille (1,9 kilomètre). Elle est l'une des deux seules personnes connues au monde à avoir survécu à ce genre de rhume.