آیا سرما می‌تواند برای بدن مفید باشد؟

هیچ‌کس دوست ندارد یخ بزند؛ بنابراین، زمانی که فرانسوا هامان تلاش می‌کند تا برای مطالعات خود درزمینه‌ی مزیت‌های سلامتی دماهای سرد داوطلبانی را به کار بگیرد، ناامید می‌شود. او آن‌ها را سرزنش نمی‌کند. هامان که در دانشگاه اتاوا در کانادا به مطالعه فیزیولوژی حرارتی مشغول است، می‌گوید بدن انسان در رویارویی با سرما ضعیف است. او می‌گوید:

من مطالعاتی انجام داده‌ام که در آن افراد درمعرض دمای ۷ درجه سانتیگراد قرار داشتند که خیلی هم سرد نیست. تعداد کمی از مردم می‌توانند آن را برای ۲۴ ساعت تحمل کنند. (آن افراد حتی کاملا لباس پوشیده بودند: دستکش، کلاه، چکمه و جوراب، با‌این‌حال، نتوانستند سرما را تحمل کنند).

مردم سعی می‌کنند تا با یکنواخت کردن تغییرات دمایی در فضاهای داخلی، هوا را در محدوده راحتی نگه دارند که نه بلرزند و نه عرق کنند. به‌راحتی می‌توانید در لحظه‌ای که احساس ناراحتی می‌کنید، بخاری را کم یا زیاد کنید. اما شاید لازم نباشد این‌قدر با دستگاه تنظیم حرارت سروکار داشته باشید.

برخی از دلایل کمتر مصرف کردن گرما آشکار است: حدود ۴۷ درصد از خانه‌های آمریکایی برای گرما، گاز طبیعی می‌سوزانند و ۳۶ درصد از برق استفاده می‌کنند که در ایالات متحده همچنان عمدتا از سوخت‌های فسیلی تأمین می‌شود. همچنین، ممکن است دلایل دیگری برای پذیرش سرما وجود داشته باشد: عوامل سلامتی که فیزیولوژیست‌هایی مانند هامان ممکن است شروع به کشف آن‌ها کرده باشند.

هامان می‌گوید قبل از صنعتی‌سازی این افراط‌ها بخشی از زندگی نبود. بدن انسان‌ها در زمستان با سرما و در تابستان با گرما کنار می‌آمد و این تجربیات احتمالا به سلامت متابولیک کمک می‌کرد.

پژوهشگران می‌دانند که بدن هنگام سرما واکنش نشان می‌دهد. چربی جدید ظاهر می‌شود، عضلات تغییر می‌کنند و سطح راحتی انسان براثر مواجه‌ی طولانی‌مدت با سرما افزایش پیدا می‌کند. اما پیامد این‌ تغییرات برای سلامتی انسان مدرن (و اینکه آیا می‌توانیم از اثرات سرما برای بهبود سلامتی استفاده کنیم)، مشخص نیست.

برخی از پژوهشگران در تلاشند تا درک کنند که چگونه تغییرات ناشی از سرما در چربی یا عضلات می‌تواند به پیشگیری از بیماری‌های متابولیک مانند دیابت کمک کند. برخی از پژوهشگران نیز نشان می‌دهند کنار آمدن با سرما ساده‌تر از چیزی است که فکر می‌کنید. برای هامان، این‌ها سوالات علمی مفیدی هستند؛ چراکه یخ‌زدن یکی از قدیمی‌ترین تهدیدهای وجودی ما بوده است. او می‌گوید:

برای من سرما یکی از جذاب‌ترین محرک‌ها است، زیرا احتمالا بزرگ‌ترین چالشی است که انسان می‌تواند داشته باشد. اگرچه گرما نیز چالش‌برانگیز است، تا زمانی که به آب و سایه دسترسی داشته باشم، زنده می‌مانم. سرما کاملا برعکس است. اگر نتوانید با هم کار کنید، اگر تجهیزات مناسب نداشته باشید، اگر دانش درستی نداشته باشید، زنده نخواهید ماند.

درک این موضوع که چگونه بدن در پاسخ به چنین حریف قدرتمند و قدیمی تغییر می‌کند، سرنخ‌هایی درمورد نحوه عمل بدن در هنگام سرما و بهره‌گیری از مزیت‌های احتمالی سرما ارائه می‌دهد.

هامان هر روز خود را با حمام آب سرد آغاز می‌کند. سرما بدن را تحریک می‌کند تا هورمون‌هایی به نام کاتکول‌آمین‌ها را آزاد کند که در پاسخ جنگ یا گریز نقش دارند. او می‌گوید: «احساس می‌کنم خیلی قوی و هشیار هستم. برای من مانند قهوه عمل می‌کند».

اما این هورمون‌ها، هورمون‌های استرس هستند و هامان حقیقت را کتمان نمی‌کند: انسان‌ها سازگاری خوبی با سرما ندارند. انسان‌ها خز ندارند و دست و پاهای نازک و بلندی دارند. برای گرم کردن آن‌ها، خون باید مسافت طولانی را طی کند. زمانی که خیلی سرد است، بدن جریان خونی که به این اندام‌های انتهایی می‌رود، برای حفظ دمای مرکزی قربانی می‌کند.

در حالت استراحت، انسان‌ها تا ۱۰۰ وات گرما تولید می‌کنند. اما اگر ازطریق پوست گرمای زیادی را از دست بدهید، تعادل انرژی برهم می‌خورد. در این شرایط، بدن دستور می‌دهد که گرمای بیشتری تولید شود. اولین پاسخ رفتاری است: سعی می‌کنید گرما را پیدا کنید: نزدیک شدن آتش، رفتن زیر پتو یا فنجانی نوشیدنی داغ. پاسخ دوم، فیزیولوژیکی است و زمانی شروع می‌شود که دمای پوست چند درجه کاهش پیدا می‌کند: شما می‌لرزید. احتمالا اول دندان‌های شما به هم می‌خورد و سپس بقیه بدنتان به لرزه درمی‌آید. شما درحال منقبض شدن هستید و اساسا کنترلی روی بدن خود ندارید.

حیوانات دیگر مانند موش و سنجاب این‌قدر ضعیف طراحی نشده‌اند. آن‌ها مقدار زیادی چربی قهوه‌ای یا بافت آدیپوز دارند که کالری را برای ایجاد گرما‌ می‌سوزاند. زیست‌شناسان به این ترفند «گرمازایی بدون لرزش» می‌گویند.

ابتدا، دانشمندان فکر می‌کردند چربی قهوه‌ای و فرایند گرمازایی بدون لرزش خاص جوندگان است؛ اما در سال ۲۰۰۹، مجله The New England Journal of Medicine سه اکتشاف جداگانه را منتشر کرد که تأیید می‌کردند انسان‌های بالغ نیز دارای چربی قهوه‌ای هستند و بنابراین می‌توانند بدون لرزیدن گرما تولید کنند.

هامان از آن زمان نشان داده است که تحمل سرما می‌تواند به بدن یاد بدهد که مقدار بیشتری از چربی قهوه‌ای را ذخیره کند. او در مطالعه‌ای که سال ۲۰۱۳ منتشر شد، از شرکت‌کنندگان خواسته بود که به مدت دو ساعت در روز، پنج بار در هفته و برای کل مدت چهار هفته، لباس سرد مخصوصی را بپوشند. درون لباس، آب ۱۰ درجه سانتیگراد در گردش بود. لباس مذکور سرد و ناخوشایند بود، اما این سازش موجب دو برابر شدن چربی قهوه‌ای افراد شد و این چربی در اطراف ستون فقرات، غدد فوق کلیوی و عضلات لگن ظاهر شد.

چربی قهوه‌ای وقتی که ظاهر می‌شود، ساکن نمی‌ماند و به‌طور فعال برای تولید گرما، جایگزین لرزیدن می‌شود. هامان می‌گوید: «همه چیز توسط گرمازایی بدون لرزیدن جبران می‌شود».

در شرکت‌کنندگان مطالعه، پوشیدن لباس سرد همچنین میزان فعال بودن چربی قهوه‌ای یا میزان سوزاندن آن را سه برابر کرد. میزان لرزش پس از سازش به سرما، حدود ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش پیدا کرد. به‌عبارت‌دیگر، شرکت‌کنندگان با تولید چربی قهوه‌ای بیشتر به سرما عادت کردند که به‌نوبه‌ی‌خود موجب شد که در دمای پایین‌تر بدون نیاز به لرزیدن، احساس راحتی بیشتری کنند.

شرکت‌کنندگان نسبت‌به قبل از کارآزمایی‌ها، قبل از اینکه شروع به لرزیدن کنند، می‌توانستند یک ساعت بیشتر سرما را تحمل کنند. شدت لرزش آن‌ها به‌طور متوسط ۳۶ درصد کمتر شده بود.

آزمایشگاه‌های دیگر در سراسر جهان تلاش کرده‌اند تا متوجه شوند که آیا چربی قهوه‌ای مزیت‌های دیگری نیز دارد. در مطالعات جوندگان، مشخص شده است که فعال کردن چربی قهوه‌ای با دمای سرد، سطح اسیدهای چرب و گلوکز را تنظیم می‌کند. این نتیجه باعث شد برخی از پژوهشگران مشکوک شوند که این بافت می‌تواند دربرابر پردازش ناکارآمد گلوکز در دیابت و پردازش اسیدهای چرب در چاقی محافظت کند.

تاکنون، برخی مطالعه انجام‌شده روی افراد بالغ وجود چربی قهوه‌ای را با لاغری و قند خون طبیعی مرتبط کرده‌اند. اما این پیشنهاد ساده‌ای نیست که کمی سرما را تحمل کنید، مقداری چربی قهوه‌ای اضافه کنید و سپس وزن خود را کاهش دهید. داستان کمی پیچیده‌تر است.

پس از کشف چربی قهوه‌ای در سال ۲۰۰۹، یوریس هوکس، پژوهشگر دیابت در دانشگاه ماستریخت هلند درمورد نقش آن در کنترل قند خون کنجکاو بود. تیم او افراد مبتلا به دیابت نوع دو را برای مطالعه سازش به سرما به کار گرفت.

یکی از مشخصه‌های مهم دیابت نوع دو، مقاومت به انسولین است که در آن اندام‌های بدن قند کمتری از خون برداشت می‌کنند. شرکت‌کنندگان شش ساعت سرما را درست در مرز لرزیدن، برای ۱۰ روز تحمل کردند. حساسیت آن‌ها به انسولین، هورمون کلیدی مؤثر در کنترل قند خون، به‌طور متوسط ۴۳ درصد بهبود یافت. این بهبود با اثرات برنامه ورزشی ۱۲ هفته‌ای قابل‌مقایسه بود. هوکس به خاطر می‌آورد: «فکر می‌کردیم، این نتیجه‌ای عالی است. به‌نظر می‌رسید که سرما موجب تغییر پاسخ انسولین شده باشد. اما ارتباط واضحی با فعالیت چربی قهوه‌ای دیده نمی‌شد. سرما آن را فعال کرد، اما نه خیلی زیاد».

بنابراین، تیم هوکس مطالعه دیگری انجام داد. در مطالعه‌ای که مارس ۲۰۲۱ منتشر شد، آن‌ها آزمایش را تکرار کردند اما برای جلوگیری کامل از لرزش، اقداماتی مانند افزایش دما و دادن لباس اضافی به شرکت‌کنندگان در صورت نیاز، را انجام دادند. در این شرایط، سازش به سرمای خفیف موجب بهبود تنظیم گلوکز یا متابولیسم چربی نشد.

نتایج این دو مطالعه نشان می‌دهد تغییر در عضلات برای دیابت مهم‌تر از چربی قهوه‌ای است. سلول‌های عضلانی در سرما تغییر می‌کنند. به‌نظر می‌رسد که در شرایط سرد، پروتئین‌های مسئول انتقال سوخت گلوکز به سلول‌های عضله به سمت خارج از سلول مهاجرت می‌کنند. هوکس فکر می‌کند این تغییر ممکن است به بدن کمک کند تا کلوگز بیشتری را پردازش کند که یا به دلیل انقباضات لرزشی خفیف یا نامحسوس یا به دلایل فرایندهای عضلانی دیگر است.

هوکس می‌گوید سرما واقعا مؤثر است، اما افزایش حساسیت به انسولین در افراد مبتلا به دیابت از راه مواجهه با سرما، با چربی قهوه‌ای در ارتباط نیست.

مطالعات دیگر نشان داده‌اند که عضله نسبت‌به چربی قهوه‌ای، ۵۰ برابر بیشتر مسئول متابولیزه کردن گلوکز است زیرا فراوانی عضلات در بدن بسیار بیشتر است. هامان نیز موافق است که سلول‌های عضله احتمالا در تنظیم قند خون بسیار مهم هستند. او درحالی‌که ماهیچه دوسر بازوی خود را حرکت می‌دهد، می‌گوید اگر این کار را در طول روز انجام دهم، احتمالا نسبت‌به چربی قهوه‌ای، گلوکز و اسیدهای چرب بیشتری را مصرف کنم.

تا این جای کار، به‌نظر می‌رسد شواهد از حدسیات هامان و هوکس مبنی‌بر اینکه سازش به سرما برای انسان مفید است، حمایت می‌کند، اما هنوز نادانسته‌های زیادی وجود دارد. برای هامان، گام بعدی تلاش برای درنظر گرفتن محدودیت‌های رژیمی است.

او می‌خواهد در مطالعات آینده متوجه شود که چگونه قرار گرفتن درمعرض سرما و محدودیت کالری بر کاهش وزن اثر می‌گذارد. یک گروه رژیم غذایی خود را محدود می‌کند و گروه دیگر این کار را در سرما انجام می‌دهد و گروه دیگر فقط درمعرض سرما قرار می‌گیرد. این مطالعه میزان کاهش وزن آن‌ها را بررسی خواهد کرد. اما البته هامان می‌گوید به کارگیری داوطلبان کار سختی خواهد بود: «فکر کنید چقدر آسان است که افرادی را برای مطا‌عه به کار بگیریم که قرار است برای ۹ هفته درمعرض سرما قرار گیرند».