I nostri corpi possono "imparare" a resistere a temperature rigide?

È una vivace mattinata sulla spiaggia sabbiosa della baia di San Francisco . La pelle d'oca copre il corpo di Tony Gilbert, nudo ad eccezione della sua uniforme composta da un paio di costumi da bagno, cuffia da bagno, tappi per le orecchie e occhiali. Guada in acqua a 46 gradi Fahrenheit (7 gradi Celsius) e nuota nella baia torbida. Ritorna a riva 40 minuti dopo, euforico.

Gilbert non è un ex nuotatore olimpionico . Non fa parte di una squadra di super atleti, anche se conosce nuotatori del genere. È un nuotatore per hobby in acque fredde. Da 11 anni lo fa e non si è mai guardato indietro.

"Fa davvero freddo! Ma non lo faremmo se non fosse divertente. È davvero corroborante!" dice Gilbert. "Stai prendendo un morso dalla vita. I primi minuti sono ancora i peggiori, poi vai avanti, le endorfine entrano in gioco e lo ami."

Gilbert è uno dei coraggiosi membri del South End Rowing Club , fondato nel 1873, che si tuffano regolarmente nella gelida baia , per divertimento. Le acque, a proposito, hanno una media di circa 56 gradi Fahrenheit (13 gradi Celsius).

Queste nuotate non sono una tantum del tuffo polare; sono eventi regolari per il gruppo. Le nuotate di Gilbert vanno da 20 a 40 minuti, ma nuota fino a 90 minuti. Gli spettatori curiosi potrebbero chiedersi come fa a non sperimentare l' ipotermia o perché gli piace nuotare in acque così fredde?

Si scopre che il corpo umano si è evoluto per assumere alcuni strumenti piuttosto utili per acclimatarsi a diversi tipi di stress da freddo. In effetti, alcune di queste acclimatazioni allo stress da freddo potrebbero anche aiutare a prevenire malattie come il diabete di tipo 2.

Prendere l'abitudine di avere freddo

Come accennato, i nostri corpi si sono evoluti per abituarsi alle basse temperature quando necessario. Ci sono tre modi in cui il nostro corpo affronta il freddo:

L'assuefazione è la risposta più comune al raffreddore che si trova negli esseri umani. Questo è ciò che la maggior parte di noi sperimenta ogni volta che siamo fuori al freddo ripetutamente perché non deve essere lungo. Proviamo assuefazione anche in una fredda mattina gelida, durante una corsa di 10 minuti al bar locale per un cortado.

Le abitudini sono come la memorizzazione. Invece di sprecare preziosa energia corporea inviando neuroni bandiera rossa al tuo sistema nervoso centrale ogni volta che il tuo corpo è esposto allo stesso evento freddo, lo ricorda e risponde meno. Non tremerai così tanto e il tuo corpo si abituerà alla temperatura e mantiene la pelle sulle estremità, come le nostre mani, più calda più a lungo.

Ecco perché più Gilbert nuota, più lunghe possono essere le sue sessioni, nel tempo. Anche dopo 11 anni di nuoto, però, gli ci vogliono sempre pochi minuti per sentirsi a proprio agio in acqua, dice. "Delle centinaia di nuotate che ho fatto, ancora oggi, i primi minuti in quell'acqua fredda sono i peggiori, e ho dei dubbi iniziali. Ma tu rimani dentro e ti ci abitui. Poi dopo circa le cinque a 10 minuti, è come un corridore sballato; sei euforico".

"Abituarsi" è un modo per descrivere che il corpo nota che gli stimoli - in questo caso la temperatura fredda - non vanno via e si adatta.

Anche i nuotatori migliori e più esperti hanno troppo freddo e devono fermarsi quando il loro corpo dice loro che è ora. "Il tuo corpo mantiene caldo al centro, quindi le tue estremità possono raffreddarsi, specialmente le dita delle mani o dei piedi", spiega Gilbert. "Durante le nuotate più lunghe, vedrai anche alcune persone avere una 'mano ad artiglio', o alcune persone diventano insensibili alle labbra per alcuni minuti e biascicano le loro parole quando escono dall'acqua".

La vasocostrizione , un altro meccanismo di assuefazione, è ciò che provoca le mani degli artigli quando l'afflusso di sangue viene allontanato dalle estremità del corpo per conservare il calore. Ma un nuotatore non può adattarsi a nuotare a lungo nelle fredde acque della baia durante il suo primo viaggio; richiede anche un processo di acclimatamento.

Acclimatazione vs. adattamento

Acclimatazione e adattamento sono spesso usati in modo intercambiabile; tuttavia, non sono la stessa cosa. L'acclimatazione è un lento cambiamento fisiologico del corpo che gli consente di gestire un ambiente diverso, in questo caso le basse temperature. L'acclimatazione può avvenire nell'arco di pochi giorni, settimane o addirittura mesi. L'adattamento , tuttavia, è il processo genetico mediante il quale un'intera popolazione deve cambiare per adattarsi ai fattori ambientali. L'adattamento può richiedere generazioni per svilupparsi.

Dopo anni di nuoto nella baia, il corpo di Gilbert si è acclimatato e ora può nuotare per più di un'ora. Se l'avesse provato al primo tentativo, sarebbe potuto morire di ipotermia .

"Devi essere regolare, coerente con il nuoto in acque fredde, per rimanere acclimatato", spiega Gilbert. Un collega nuotatore che dirige una clinica per principianti, ha fatto appassionare Gilbert al nuoto freddo. "Ha detto che devi nuotare due o tre giorni alla settimana per mantenerti acclimatato. E le poche volte in cui ho fatto una pausa o sono caduto fuori programma, ricominciavo dal punto di partenza, iniziavo con una breve nuotata di 10 minuti un giorno, poi il giorno successivo prova 15, 20 e poi torna a 30 o 45 minuti", dice Gilbert.

L'acclimatazione si verifica quando la temperatura interna del nostro corpo viene abbassata ripetutamente per un periodo di tempo prolungato. È allora che vediamo più adattamenti isolanti a lungo termine (miglior flusso sanguigno, strati di grasso) che aiutano i nostri corpi a conservare il calore.

Negli ultimi decenni, gli scienziati hanno scoperto che esiste un tipo molto speciale di grasso che è responsabile del mantenimento del nostro corpo al caldo, specialmente in caso di ripetuti stress da freddo. Grasso bruno.

Grasso bruno: il camino nel tuo corpo

Il tessuto adiposo bruno, noto anche come grasso bruno o BAT, è il tipo di grasso che desideri sul tuo corpo perché aiuta a mantenere la temperatura corporea. Zhiqiang Lin, Ph.D. è assistente professore presso il Masonic Medical Research Institute (MMRI) di Utica, New York. L'obiettivo del " Lin Lab " è quello di studiare i programmi genetici che controllano la crescita e la funzione del grasso bruno.

"Il grasso bruno si riferisce al tessuto adiposo bruno che consuma gli acidi grassi per la produzione di calore", afferma Lin, che ha contribuito a sviluppare una nuova tecnologia per lo studio del grasso bruno . "Rispetto al grasso bianco (tessuto adiposo bianco), le cellule di grasso bruno hanno più mitocondri e meno contenuto lipidico. Il grasso bruno funge da focolare nel nostro corpo per tenerci al caldo".

Il grasso bruno trasferisce l'energia dal cibo al calore, motivo per cui svolge un ruolo importante nel mantenere caldo il nostro corpo.

Alcuni scienziati sostengono che il grasso bruno si sia evoluto all'inizio nei mammiferi e abbia contribuito a darci un vantaggio rispetto ad altre specie. I bambini umani nascono con molto grasso bruno, per proteggerli dal freddo alla nascita, ma è lo stress da freddo che accumula BAT negli adulti.

"Lo stress da freddo regolare può aumentare l'innervazione del grasso bruno e dei muscoli scheletrici", spiega Lin. "Pertanto, gli individui regolarmente esposti al freddo (come i nuotatori invernali) hanno una maggiore efficienza nella generazione di calore rispetto ai normali individui sani".

Il grasso bruno non solo aiuta a mantenere le persone esposte allo stress da freddo più caldo, ma studi recenti suggeriscono anche che svolge un ruolo nel mantenimento della nostra omeostasi metabolica, che può proteggerci dalle malattie metaboliche, come il diabete di tipo 2, l'obesità e le malattie cardiovascolari, spiega Lin.

"Durante l'esposizione al freddo, i nervi sotto la pelle trasmettono un segnale freddo al cervello, che quindi invia segnali al grasso bruno o al muscolo scheletrico per generare calore", dice. "Pertanto, l'esposizione regolare al freddo aumenta potenzialmente il consumo calorico e può essere utile per prevenire l'obesità".

Ereditiamo adattamenti freddi?

Secondo gli studi sugli adattamenti umani allo stress da freddo, le popolazioni indigene che si sono acclimatate agli ambienti freddi in genere mostrano adattamenti che mantengono i loro corpi più caldi più a lungo.

Negli studi sui popoli Inuit dell'Artico e dei Lapponi norvegesi, i tipi di risposte che hanno sperimentato a causa dello stress da freddo di tutto il corpo erano gli stessi delle persone nei climi più caldi. Se fa molto freddo, per esempio, tremano, ma le loro risposte sono meno pronunciate. Ciò significa che potrebbe fare molto più freddo prima che inizino a sperimentare le stesse risposte che otteniamo camminando dalla nostra macchina al nostro ufficio a temperature gelide.

In media, la loro pelle era più calda, il flusso sanguigno alle estremità era maggiore, quindi perdevano meno calore dalle mani. Tuttavia, quando lo studio ha esaminato i bambini di quei gruppi, non erano così abituati allo stress da freddo come gli adulti.

Lo studio ha suggerito che l'acclimatazione al freddo non era ereditaria, ma piuttosto il risultato dell'esposizione nel tempo. Altri studi hanno dimostrato che ci sono anche fattori genetici negli adattamenti al freddo. Studi recenti hanno scoperto che i gruppi indigeni dei climi freddi hanno marcatori genetici coinvolti nella BAT attiva.

Sebbene molti meccanismi siano simili ai gruppi non esposti allo stress da freddo, potrebbero esserci anche aspetti genetici in gioco per gruppi o individui.

Essere freddi ci rende più sani?

Per la maggior parte di noi nella società moderna, sperimentiamo un'assuefazione al freddo non un completo acclimatamento perché cambiamo i nostri comportamenti indossando più vestiti, vivendo in case riscaldate, guidando auto riscaldate e lavorando in uffici caldi. Ma argomenti di ricerca come gli studi sul grasso bruno di Lin sulle malattie metaboliche e la ricerca sui benefici per la salute dell'esposizione al freddo come tuffi in acqua fredda o docce fredde , stanno dimostrando che gli adattamenti al freddo possono migliorare la nostra salute se eseguiti in sicurezza.

E Gilbert, pur non essendo uno scienziato, sa che le acque frizzanti della Baia offrono un'esperienza diversa dalle altre. "Nuotare in acqua fredda ti fa sentire come se stessi prendendo un boccone dalla vita! Non c'è nient'altro di simile", dice Gilbert.

Ora è pazzesco

Lynne Cox , membro onorario del South End Rowing Club , è la prima persona a nuotare nelle acque ghiacciate dell'Oceano Antartico senza muta. La sua nuotata, durata più di 30 minuti, era in acqua a 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius) ed è andata avanti per 1,2 miglia (1,9 chilometri). È una delle uniche due persone al mondo conosciute per sopravvivere a quel tipo di raffreddore.