Snelle temperatuurfluctuaties hebben veel positieve gezondheidseffecten. Koude thermogenese, dat wil zeggen, koude blootstelling en de warmteproductie die daardoor wordt veroorzaakt, kan de stofwisseling en de bloedcirculatie verbeteren en het zogenaamde bruine vet activeren, dat voornamelijk in de nek en bovenrug wordt aangetroffen. De functie van bruin vet is om snel warmte te genereren. Bruin vet verbrandt gewoon wit vet voor dit doel. Koude blootstelling kan helpen bij gewichtsbeheersing, het verminderen van bevriezing en het verbeteren van de koude tolerantie.
Inleiding
Levende organismen hebben veel mechanismen ontwikkeld om om te gaan met omgevingsstressoren en veranderende omstandigheden. Tijdens koude schok nemen de activiteit van celmembranen en enzymen af, en vermindert de efficiëntie van mRNA-vertaling en transcriptie – alles vertraagt een beetje. Dit is de reden waarom mensen met ernstige hersenletsel in een coma kunnen worden gehouden met hun lichaamstemperatuur verlaagd tot 35–35,5 graden Celsius (matige hypothermie) om hersenweefsel te behouden.
Inleiding
Koude-Schok Eiwitten (CSPs) zijn multifunctionele RNA/DNA-bindende eiwitten, gekarakteriseerd door koude-schokdomeinen (CSD's) die verkeerd gevouwen eiwitten en RNA fixeren. Ze zijn een van de meest evolutionair geconserveerde eiwitten die in vrijwel alle organismen worden aangetroffen.
Afbeelding: Koude Schok Eiwitten in Actie
Bron: iGEM Amsterdam 2011
Het menselijk lichaam probeert een homeostatische temperatuur rond 36-37°C (98°F) te handhaven. Afwijkingen verstoren de homeostase en veroorzaken adaptieve veranderingen om binnen dat bereik te blijven. Juiste conditionering leidt tot verhoogde tolerantie en stressadaptatie door hormese. De tolerantie voor zowel hogere als lagere klimaten is gebaseerd op de blootstelling die het lichaam heeft ontvangen.
Koude stofwisseling creëert twee soorten reacties:
- Isolerende acties (herleiding van de bloedstroom weg van de extremiteiten)
- Metabolische acties (verhoogde stofwisselingssnelheid om warmte te produceren)
Als een reactie beperkt is, dat wil zeggen dat je niet rilt, dan zal de andere dit compenseren door de stofwisseling te verhogen. Isolerende reacties omvatten dingen zoals kippenvel, het zoeken naar warmte en verminderde bloedstroom. Zodra isolerende reacties zijn uitgeput, rekruteert het lichaam niet-rillende adaptieve thermogenese (NST), die de mitochondriale ontkoppeling en energieproductie in skeletspieren reguleert. Rillen verbrandt voornamelijk vetzuren maar bij hogere intensiteiten kan het glycogeen aanspreken.
Fysiologische voordelen van koude blootstelling
Wanneer cellen stress ervaren gerelateerd aan kou, activeren ze koude schok eiwitten (CSP), die beginnen met het reguleren van genexpressie.
De voordelen van dit proces zijn onder andere:
- Koude blootstellingverhoogt norepinefrine, wat focus, waakzaamheid, aandacht en stemming bevordert.
- Daarom, engageer je niet in zware koude blootstelling vlak voor het slapengaan
- Koude therapie kan de ontsteking die bij artritis wordt gezien verminderen (bijv. cryotherapie).
- Patiënten met artritis melden significante verminderingen in pijn door gewoon een 2-minuten koude douche elke dag gedurende een week te nemen.
- Een ijsbad of een koude douche nemen is geweldig om spierpijn of ongemak te verminderen en herstel na zware inspanning.
- Therapeutische koude therapie kan helpen bij neurodegeneratieve ziekten door neuronale apoptose en ontsteking te onderdrukken.
- Koude blootstelling verhoogt adiponectine, wat een eiwit is dat helpt bij de regulatie van de bloedsuikerspiegel. Het bevordert ook glucose-opname vergelijkbaar met GLUT4 en kan worden gebruikt om type-2 diabetes te voorkomen.
- Koude blootstelling activeert bruin vetweefsel, wat de mitochondriale functie, stofwisseling en thermoregulatie verbetert.
- Verhoogt het energieverbruik en de stofwisselingssnelheid (RMR)
- UCP1 of thermogenin neemt toe, wat stressadaptatie, redoxbalans en het bruinen van wit vet in bruin vet bevordert, bij muizen [weefsel vergelijkbaar met mensen].
Leeftijdsgerelateerde afname van bruin vetweefsel (BAT) en accumulatie van lichaamsvet. De activiteit en prevalentie van BAT nemen af en het lichaamsvet neemt toe met de leeftijd, wat suggereert dat de activatie en rekrutering van BAT een effectieve strategie is om de leeftijdsgerelateerde ontwikkeling van obesitas te voorkomen.
Afbeeldingsbron: van Marken Lichtenbelt, W. et al. (2009). Koude-geactiveerd bruin vetweefsel bij gezonde mannen. New England Journal of Medicine 360 (15): 1500–1508.
UCP1 of Thermogenin is een ontkoppelings-eiwit dat wordt aangetroffen in de mitochondriën van bruin vetweefsel dat wordt gebruikt om warmte te genereren via niet-rillende thermogenese. Vasten, lichaamsbeweging, warmte en koude blootstelling bevorderen UCP1, wat op zijn beurt de productie van hitte-schok eiwitten en lipidenmetabolisme verhoogt.
- Koude blootstelling activeert het immuunsysteem vergelijkbaar met lichaamsbeweging en kan de immuniteit versterken.
- Een dagelijkse warme naar koude douche gedurende 30 dagen resulteerde in een 29 % lagere zelfgerapporteerde afwezigheid van werk door ziekte bij gezonde volwassenen.
- Onderdompeling in 14 °C water gedurende 1 uur verhoogt de stofwisselingssnelheid met 350 %, norepinefrine met 530 %, en dopamine met 250 %
- In de praktijk betekent dit dat men zich na de koude onderdompeling veel alerter, energieker en wakkerder voelt.
Koude blootstelling & levensduur
Koude blootstelling en de daaropvolgende schok triggeren de assemblage van stresskorrels in zoogdieren, die betrokken zijn bij veel neurodegeneratieve ziekten. De accumulatie van deze stresskorrels kan ziekte bevorderen.
Afbeelding: Dynamiek van stresskorrels.
Bron: Wikipedia.
Het combineren van winterzwemmen met sauna's heeft aangetoond dat het lysosomale enzymen verhoogt, wat geassocieerd is met autofagie en de verwijdering van disfunctionele celdeeltjes/stresskorrels. Opwarmen na koude blootstelling induceert ook autofagie, dus het kan voordelig zijn om eerst koude schok en dan warmte schok toe te passen.
Zelfs als je koude therapie doet, is het belangrijk om voldoende autofagie te hebben, omdat dit helpt om de stresskorrels te elimineren die zich tijdens de stress van welke aard dan ook verzamelen. Blootstelling aan kou verhoogt autofagie niet direct. Koude blootstelling tijdens het vasten met verhoogde autofagie (door vasten) is beter voor de snelle eliminatie van stresskorrels en aggregaten.
Dit kan ook verklaren waarom de meeste mensen negatief kunnen reageren op enige vorm van temperatuurstress of hormese. Het komt omdat hun basale autofagie al te laag is door het te remmen met dieet en te frequent eten. Dit leidt op zijn beurt tot de accumulatie van stresskorrels die anders door autofagie zouden worden verwijderd, wat kan leiden tot potentiële ziekten of andere bijwerkingen.
Zowel koude als warmte stress hebben vergelijkbare eigenschappen, zoals hormese, thermoregulatie, verminderde ontsteking en verbeterde cardiovasculaire functie. Hitte-schok eiwitten kunnen ook autofagie induceren.
Koude blootstelling training fasen
- Steek handen en/of gezicht in koud water gedurende 20-30 seconden
- Begin met de handen en kijk hoe je je voelt
- Het onderdompelen van het gezicht in koud water activeert de trigeminuszenuw, die op zijn beurt de vaguszenuw activeert
- Koude douche na warme douche
- Sluit je douche sessie af met een koude douche (verhoog de tijd dag voor dag)
- Doe contrastdouches waarbij je warme en koude douches afwisselt (30s / 30s)
- Koude douche (geen warme douche vooraf)
- Begin je dag af en toe met een koude douche
- Doe het niet overdrijven, vooral als je slaaptekort hebt en gestrest wakker wordt.
- Koude wateronderdompeling en winterzwemmen
- De beste tijd om te oefenen is natuurlijk in de winter
- Verhoog de tijd en frequentie naarmate je vordert
- Gebruik handschoenen, speciale schoenen en een muts als het weer erg koud is
Adaptogenen (zoals rhodiola rosea, schisandra, ginseng, cordyceps of ashwagandha) kunnen de mogelijkheid vergroten om de stress veroorzaakt door de koude schok te verdragen. In studies uitgevoerd door het Amerikaanse leger, werd tyrosine (gevonden in bijvoorbeeld spirulina, vis, kalkoen en eiwitten) gevonden om de mogelijkheid te vergroten om functioneel te blijven tijdens koude blootstelling.
Conclusie
Het combineren van een ijsbad of koude douche met een sauna en vasten is de beste manier om de effectiviteit van de temperatuurverandering te verhogen. Winterzwemmen met sauna heeft aangetoond hormetische aanpassing te triggeren en lysosomale enzymen te verhogen. Blootstelling aan milde kou en opwarming induceert dus autofagie.
Het is echter niet aan te raden om koude blootstelling te overdrijven. Alle hormetische stressoren zoals vasten, warmte en kou zijn het meest effectief als ziektepreventie, niet als behandeling. Je wilt ze blijven doen terwijl je al gezond bent, omdat het beschermt tegen ziekte. Chronische herhaalde blootstelling is mogelijk niet optimaal. Daarom wordt voorgesteld om pauzes te nemen van intensieve koude blootstelling training.
Hoewel de kou niet lijkt te leiden tot een directe onderdrukking van de immuniteit, kan dit wel het geval zijn wanneer het wordt gecombineerd met hoge fysieke inspanning of overmatige blootstelling. Intense oefening staat erom bekend tijdelijk de immuunfunctie te verlagen. Als je de hulpbronnen van je lichaam uitput door koude blootstelling, kun je gewoon gemakkelijker ziek worden. Vooral als je daarna wordt blootgesteld aan de wind of een tocht.
///