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Comment notre corps produit de la chaleur (thermogenèse)

La thermogénèse est un phénomène qui peut être volontaire ou involontaire. L'exercice physique est l'exemple typique de thermogénèse volontaire : on bouge pour se réchauffer. Au repos, un corps humain moyen produit entre 70 et 100 watts sous forme de chaleur. En activité, il peut générer jusqu'à 1500 watts, ce qui lui permet de rivaliser avec bien des radiateurs électriques du marché ! (Cody Lundin, 98.6°, The Art Of Keeping Your Ass Alive). L'absorbtion d'aliments riches en protides et en calories, bien qu'elle soit motivée par des hormones spécifiques et qu'elle devienne ainsi quasiment involontaire (ha-hum !), est un autre bon exemple de thermogénèse volontaire. L'absorbtion des protéines, tout comme l'augmentation du métabolisme basal induit par une alimentation hypercalorique, sotn deux sources de chaleur majeures pour l'organisme luttant contre le froid (Lundin, Maniguet, Étienne).

Par une série de mécanismes involontaires, notre corps met aussi en branle des processus de production de chaleur très efficaces.

À court terme...
Outre le fait de contracter nos vaisseaux sanguins périphériques, les hormones sécrétées par notre corps lorsque nous avons froid ont pour effet d'augmenter la contractilité de nos muscles. Autrement dit, nos muscles ont tendance à se contracter plus facilement, jusqu'à le faire de manière involontaire (frissons). Ces frissons sont extrêmement efficaces pour produire de la chaleur, mais ils sont aussi une dépense d'énergie importante. D'ailleurs, les conclusions d'un rapport de l'armée américaine étaient claires sur ce point (FM-21-75 Survival Manual). Enfermant un pauvre soldat nu dans une chambre froide (enfin, un caisson climatisé équipé de différents capteurs...), les médecins militaires ont pu observer qu'un individu moyen peut, en grelottant très fort, maintenir une température centrale corporelle stable même aux environs du point de congélation. Personne, cependant, ne peut grelotter ainsi indéfiniment... Et c'est bien là tout le problème. Dans ces conditions, la lutte contre le froid est un véritable sport d'endurance. L'effort demandé à l'organisme lors de frissonnements violents, d'ailleurs, est souvent si intense qu'il ne peut être alimenté que par nos réserves de glucose et de glycogène*, ce qui pose un problème majeur après une heure, environ. Le corps, en effet, a alors épuisé ses réserves de glucose et de glycogène et l'intensité des frissons doit diminuer, par simple manque de carburant de qualité. On comprend donc bien que de telles dépenses d'énergie ne peuvent en aucun cas être une solution à long terme pour survivre au froid.

Xavier Maniguet, dans son classique « Survivre », explique de quelle manière une bonne acclimatation permet de retarder les réponses de thermogénèse de l'organisme. Le corps acclimaté attendra d'avoir atteint une température centrale plus basse avant de mettre en branle ses si coûteux mécanismes d'urgence. Il peut ainsi, au lieu de tirer sa dernière cartouche au moindre refroidissement superficiel, conserver ses ressources pour les situations où il en aura réellement besoin.

Heureusement pour nous, l'évolution nous a dotés de systèmes de production de chaleur utilisant d'autres ressources que notre précieux glycogène...

À long terme...
Comme nous l'avons vu plus haut, l'acclimatation au froid passe par l'augmentation de nos réserves de graisse, et par une augmentation de l'appétit. Mais l'augmentation quantitative de nos poignées d'amour se couple heureusement à certains changements qualitatifs dans la composition même de nos cellules adipeuses.

Il existe deux types de cellules adipeuses (ou adipocytes). Les adipocytes blancs, qui stockent les graisses, et les adipocytes bruns, qui les brûlent (les chercheurs ont maintenant tendance à inclure la moëlle osseuse dans la famille des adipocytes, mais continuons pour l'instant à puiser dans substantifique moëlle de notre sujet). Le froid, et surtout les changements hormonaux qui accompagnent l'acclimatation au froid, ont pour effet de stimuler la création d'adipocytes bruns, et de les faire travailler à plein régime dans le seul but de produire de la chaleur à partir de nos réserves de graisse. Cette hyperactivité des adipocytes bruns permet donc de produire des quantités impressionnantes de chaleur sans puiser dans nos réserves de glycogène, comme cela se produit lorsqu'on frissonne.

Sachant qu'un individu moyen a, à sa disposition, environs 8kg de graisse (à 9 kcal/37,7 kJ le gramme, soit 72 000 kcal/301 000 kJ... et beaucoup plus pour certains... bref de quoi tenir par très grand froid pendant deux semaines au moins) contre seulement quelques centaines de grammes de glycogène, on comprend bien tout l'intérêt d'utiliser ses graisses en priorité pour le chauffage !

Le visage et le cou des trappeurs lapons, par exemple, ont été étudiés et ont montré une extraordinaire densité de cellules adipeuses brunes, produisant de la chaleur... Le reste du corps étant protégé par des vêtements, la densité de ces mêmes petites « cellules-fournaises » était moindre, mais restait bien plus élevée que chez un individu non-acclimaté. Bref, l'acclimatation permet de mieux utiliser ses graisses pour se réchauffer.

À long terme, et si notre alimentation est suffisamment riche, notre corps peut produire assez de chaleur par l'action de nos adipocytes bruns pour que nous conservions une température interne relativement stable par temps froid, tout en gardant en réserve une « dernière cartouche » de grande puissance : le frissonnement.

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* Le glycogène est un composé chimique proche du glucose, qui est stocké dans nos muscles et notre foie. Il est le seul carburant qui puisse être utilisé pour les efforts aérobiques de haute intensité (au-dessus de 60% du VO2 Max). Il est disponible en quantités très limitées, pour un effort intense durant entre 45 et 120 minutes, selon la condition physique du sujet. Certains athlètes d'endurance utilisent des techniques diverses et ésotériques pour forcer leur corps à engranger davantage de glycogène avant une épreuve de longue durée. Ils peuvent ainsi espérer stocker suffisamment de glycogène pour un effort 140 ou 160 minutes, au grand maximum.

http://www.davidmanise.com/textes/acclimatation_froid.php

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