Bisakah Tubuh Kita 'Belajar' Menahan Suhu Dingin?

Pagi yang cerah di pantai berpasir Teluk San Francisco . Merinding menutupi tubuh Tony Gilbert, telanjang kecuali seragamnya yang terdiri dari celana renang, topi renang, penutup telinga, dan kacamata. Dia mengarungi air dengan suhu 46 derajat Fahrenheit (7 derajat Celcius) dan berenang ke teluk yang keruh. Dia kembali ke pantai 40 menit kemudian, gembira.

Gilbert bukan mantan perenang Olympian . Dia bukan bagian dari tim super-atlet, meskipun dia tahu perenang seperti itu. Dia adalah perenang air dingin hobi. Selama 11 tahun dia telah melakukannya, dan dia tidak pernah melihat ke belakang.

"Ini benar-benar dingin! Tapi kami tidak akan melakukannya jika itu tidak menyenangkan. Ini benar-benar menyegarkan!" kata Gilbert. "Kamu mengambil gigitan dari kehidupan. Beberapa menit pertama masih yang terburuk, lalu kamu mulai, endorfin masuk, dan kamu menyukainya."

Gilbert adalah salah satu anggota pemberani dari Klub Mendayung South End , yang didirikan pada tahun 1873, yang secara teratur berenang di teluk yang dingin — untuk bersenang-senang. Omong-omong, airnya rata-rata sekitar 56 derajat Fahrenheit (13 derajat Celcius).

Berenang ini bukan satu kali terjun ke kutub; mereka acara rutin untuk grup. Berenang Gilbert berkisar antara 20 hingga 40 menit, tetapi dia berenang selama 90 menit. Penonton yang penasaran mungkin bertanya-tanya bagaimana dia tidak mengalami hipotermia , atau mengapa dia suka berenang di air yang begitu dingin?

Ternyata tubuh manusia telah berevolusi untuk mengambil beberapa alat yang cukup membantu untuk menyesuaikan diri dengan berbagai jenis stres dingin. Faktanya, beberapa penyesuaian diri terhadap stres dingin bahkan dapat membantu mencegah penyakit seperti diabetes tipe 2.

Membiasakan Menjadi Dingin

Seperti yang kami sebutkan, tubuh kita telah berevolusi untuk membiasakan diri dengan suhu dingin bila diperlukan. Ada tiga cara tubuh kita mengatasi dingin:

Habituasi adalah respons paling umum terhadap dingin yang ditemukan pada manusia. Inilah yang kebanyakan kita alami setiap kali kita berada di luar dalam cuaca dingin berulang kali karena tidak harus lama-lama. Kami mengalami pembiasaan bahkan pada pagi yang dingin dan membeku, selama 10 menit berlari ke kafe lokal untuk cortado.

Pembiasaan itu seperti menghafal. Alih-alih membuang-buang energi tubuh yang berharga mengirimkan neuron bendera merah ke sistem saraf pusat Anda setiap kali tubuh Anda terkena peristiwa dingin yang sama, ia mengingatnya dan merespons lebih sedikit. Anda tidak akan menggigil sebanyak itu dan tubuh Anda akan terbiasa dengan suhu tersebut dan menjaga kulit pada ekstremitas, seperti tangan kita, lebih hangat lebih lama.

Itu sebabnya semakin banyak Gilbert berenang, semakin lama sesinya, seiring waktu. Bahkan setelah 11 tahun berenang, selalu butuh beberapa menit baginya untuk merasa nyaman di dalam air, katanya. "Dari ratusan renang yang saya lakukan, masih sampai hari ini, beberapa menit pertama di air dingin itu adalah yang terburuk, dan saya awalnya ragu. Tapi Anda tetap di dalamnya, dan Anda akan terbiasa. Kemudian setelah sekitar lima sampai 10 menit, itu seperti pelari tinggi; Anda euforia."

"Membiasakan diri" adalah salah satu cara untuk menggambarkan bahwa tubuh memperhatikan rangsangan - dalam hal ini suhu dingin - tidak hilang dan menyesuaikan.

Bahkan perenang yang paling baik dan paling terbiasa menjadi terlalu dingin dan harus berhenti ketika tubuh mereka memberi tahu mereka sudah waktunya. "Tubuh Anda tetap hangat pada intinya, sehingga ekstremitas Anda bisa menjadi dingin, terutama jari tangan atau kaki," jelas Gilbert. "Pada renang yang lebih lama, Anda bahkan akan melihat beberapa orang mendapatkan 'tangan cakar', atau beberapa orang mati rasa di bibir selama beberapa menit dan mengumpat kata-kata mereka ketika mereka keluar dari air."

Vasokonstriksi , mekanisme pembiasaan lain, adalah apa yang menyebabkan tangan cakar ketika suplai darah ditarik dari ekstremitas tubuh untuk menghemat panas. Tetapi seorang perenang tidak dapat menyesuaikan diri untuk berenang dalam waktu yang lama di perairan dingin teluk pada perjalanan pertama mereka; itu juga membutuhkan proses aklimatisasi.

Aklimatisasi vs. Adaptasi

Aklimatisasi dan adaptasi sering digunakan secara bergantian; Namun, mereka tidak sama. Aklimatisasi adalah perubahan fisiologis yang lambat pada tubuh yang memungkinkannya menangani lingkungan yang berbeda — dalam hal ini suhu dingin. Aklimatisasi dapat berlangsung selama beberapa hari, minggu atau bahkan bulan. Adaptasi , bagaimanapun, adalah proses genetik di mana seluruh populasi harus berubah untuk mengakomodasi faktor lingkungan. Adaptasi dapat memakan waktu beberapa generasi untuk berkembang.

Setelah bertahun-tahun berenang di Teluk, tubuh Gilbert telah menyesuaikan diri dan sekarang dia bisa berenang lebih dari satu jam. Jika dia mencobanya pada perjalanan pertamanya, dia bisa mati karena hipotermia .

"Anda harus teratur, konsisten dengan berenang di air dingin, untuk tetap menyesuaikan diri," jelas Gilbert. Rekan perenang yang memimpin klinik untuk pemula, membuat Gilbert terpikat pada renang dingin. "Dia bilang kamu harus berenang dua sampai tiga hari seminggu untuk tetap menyesuaikan diri. Dan beberapa kali aku punya waktu istirahat atau jatuh dari jadwal, aku akan mulai kembali dari awal, mulai dengan berenang pendek 10 menit suatu hari, kemudian hari berikutnya coba 15, 20, dan kemudian kembali ke 30 atau 45 menit, "kata Gilbert.

Aklimatisasi terjadi ketika suhu inti tubuh kita diturunkan untuk jangka waktu yang lama, berulang kali. Saat itulah kita melihat lebih banyak adaptasi insulatif jangka panjang (aliran darah yang lebih baik, lapisan lemak) yang membantu tubuh kita menghemat panas.

Dalam beberapa dekade terakhir, para ilmuwan telah menemukan bahwa ada jenis lemak yang sangat khusus yang bertanggung jawab untuk menjaga tubuh kita tetap hangat, terutama pada stres dingin yang berulang. lemak coklat.

Lemak Coklat: Perapian di Tubuh Anda

Jaringan adiposa coklat — alias lemak coklat atau BAT — adalah jenis lemak yang Anda inginkan di tubuh Anda karena membantu menjaga suhu tubuh. Zhiqiang Lin, Ph.D. adalah asisten profesor di Masonic Medical Research Institute (MMRI) di Utica, New York. Tujuan dari " Lin Lab " adalah untuk mempelajari program genetik yang mengontrol pertumbuhan dan fungsi lemak coklat.

"Lemak coklat mengacu pada jaringan adiposa coklat yang mengkonsumsi asam lemak untuk produksi panas," kata Lin, yang membantu mengembangkan teknologi baru untuk mempelajari lemak coklat . "Dibandingkan dengan lemak putih (jaringan adiposa putih), sel lemak coklat memiliki lebih banyak mitokondria dan kandungan lipid lebih sedikit. Lemak coklat berfungsi sebagai perapian di tubuh kita untuk membuat kita tetap hangat."

Lemak coklat mentransfer energi dari makanan menjadi panas, itulah sebabnya lemak ini memainkan peran penting dalam menjaga tubuh kita tetap hangat.

Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa lemak coklat berevolusi sejak awal pada mamalia, dan membantu kita naik dari spesies lain. Bayi manusia dilahirkan dengan banyak lemak coklat, untuk melindungi mereka dari kedinginan saat lahir, tetapi stres dinginlah yang membangun BAT pada orang dewasa.

"Stres dingin yang teratur dapat meningkatkan persarafan pada lemak coklat dan otot rangka," jelas Lin. "Oleh karena itu, individu yang secara teratur terpapar dingin (seperti perenang musim dingin) memiliki efisiensi pembangkitan panas yang lebih tinggi daripada individu normal yang sehat."

Lemak coklat tidak hanya membantu membuat orang yang terkena stres dingin menjadi lebih hangat, tetapi penelitian terbaru juga menunjukkan bahwa lemak coklat berperan dalam menjaga homeostasis metabolik kita, yang dapat melindungi kita dari penyakit metabolik, seperti diabetes tipe 2, obesitas, dan penyakit kardiovaskular, Lin menjelaskan.

"Selama paparan dingin, saraf di bawah kulit mentransduksi sinyal dingin ke otak, yang kemudian mengirimkan sinyal ke lemak coklat atau otot rangka untuk menghasilkan panas," katanya. "Oleh karena itu, paparan dingin secara teratur berpotensi meningkatkan konsumsi kalori dan mungkin bermanfaat untuk mencegah obesitas."

Apakah Kita Mewarisi Adaptasi Dingin?

Masyarakat adat yang menyesuaikan diri dengan lingkungan dingin biasanya menunjukkan adaptasi yang membuat tubuh mereka lebih hangat lebih lama, menurut penelitian tentang adaptasi manusia terhadap stres dingin.

Dalam studi orang-orang Inuit di Kutub Utara dan Lapps Norwegia, jenis respons yang mereka alami karena stres dingin seluruh tubuh sama dengan orang-orang di iklim yang lebih hangat. Jika cuaca benar-benar dingin, mereka akan menggigil, misalnya, tetapi respons mereka tidak terlalu terasa. Artinya cuaca bisa menjadi jauh lebih dingin sebelum mereka mulai mengalami respons yang sama seperti yang kita dapatkan saat berjalan dari mobil ke kantor dalam suhu beku.

Rata-rata, kulit mereka lebih hangat, aliran darah ke ekstremitas mereka lebih besar, sehingga mereka kehilangan lebih sedikit panas dari tangan mereka. Namun, ketika penelitian mengamati anak-anak dari kelompok tersebut, mereka tidak terbiasa dengan stres dingin seperti orang dewasa.

Studi ini menunjukkan bahwa aklimatisasi dingin tidak diwariskan, melainkan hasil dari paparan dari waktu ke waktu. Penelitian lain menunjukkan bahwa ada faktor genetik untuk adaptasi dingin juga. Studi terbaru menemukan bahwa kelompok yang berasal dari iklim dingin memiliki penanda genetik yang terlibat dalam BAT aktif.

Sementara banyak mekanisme yang mirip dengan kelompok yang tidak terkena stres dingin, mungkin ada aspek genetik yang berperan untuk kelompok atau individu juga.

Apakah Menjadi Dingin Membuat Kita Lebih Sehat?

Bagi sebagian besar dari kita dalam masyarakat modern, kita mengalami pembiasaan dingin bukan aklimatisasi lengkap karena kita mengubah perilaku kita dengan mengenakan lebih banyak pakaian, tinggal di rumah yang dipanaskan, mengendarai mobil yang dipanaskan dan bekerja di kantor yang hangat. Tetapi topik penelitian seperti studi lemak coklat Lin tentang penyakit metabolisme, dan penelitian tentang manfaat kesehatan dari paparan dingin seperti air dingin atau mandi air dingin , membuktikan bahwa adaptasi terhadap dingin dapat meningkatkan kesehatan kita jika dilakukan dengan aman.

Dan Gilbert, meskipun dia bukan seorang ilmuwan, tahu bahwa perairan Teluk yang lincah menawarkan pengalaman yang berbeda dari yang lain. "Berenang air dingin terasa seperti Anda menggigit kehidupan! Tidak ada yang seperti itu," kata Gilbert.

Sekarang Itu Gila

Anggota Kehormatan Klub Dayung South End, Lynne Cox , adalah orang pertama yang berenang di perairan beku Samudra Antartika tanpa pakaian selam. Berenangnya, yang berlangsung lebih dari 30 menit, berada di air 32 derajat Fahrenheit (0 derajat Celcius) dan berjalan sejauh 1,2 mil (1,9 kilometer). Dia adalah satu dari hanya dua orang yang tercatat di dunia yang diketahui bertahan hidup dalam cuaca dingin seperti itu.