Bains de glace et santé cérébrale : une nouvelle frontière en neuroprotection ?

Ce que vous êtes sur le point de lire est incroyable. L'exposition au froid a démontré des effets protecteurs contre les traumatismes crâniens et les maladies neurodégénératives comme Alzheimer et Parkinson. Rien ne nous enthousiasme plus que ce domaine émergent de la recherche et son impact potentiel.

La plupart d'entre nous ont eu des moments où nous avons l'impression que notre cerveau ne fonctionne pas tout à fait comme il devrait – brouillard cérébral, stress et mauvais sommeil sont des coupables courants. Mais il y a aussi une préoccupation mondiale concernant la démence et les maladies neurodégénératives, car les taux continuent d'augmenter. Il n'existe actuellement aucun remède ni pratiques claires pour la prévention, mais la recherche impliquant l'exposition au froid a mis en lumière une protéine clé qui pourrait être ciblée pour prévenir et ralentir la progression des maladies, ainsi que des approches pouvant être appliquées plus généralement pour maintenir une meilleure fonction cérébrale.

Thérapie par l'eau froide, neurogenèse et RBM3

La neurogenèse est le processus par lequel les cellules du système nerveux, appelées neurones, sont produites par des cellules souches neurales. Jusqu'à récemment, de nombreux scientifiques croyaient que le système nerveux central adulte, y compris le cerveau, était incapable de se régénérer. Mais dans les années 1990, des cellules souches ont été découvertes dans certaines parties du cerveau adulte et la neurogenèse adulte est maintenant acceptée comme un processus normal qui se produit dans le cerveau sain.

Lorsque vous êtes exposé au froid, le corps libère des protéines de choc froid connues sous le nom de RNA binding motif 3 (RBM3), qui sont directement liées à la régénération des synapses dans le cerveau humain. Les synapses sont des espaces entre les neurones par lesquels nos neurones communiquent, et sont responsables du fonctionnement normal du cerveau et de la formation de nos souvenirs. Cela signifie effectivement que la thérapie par l'eau froide pourrait jouer un rôle dans la diminution de la dégénérescence de nos neurones, et donc la prévention des maladies neurodégénératives, car elle favorise la croissance et le développement du tissu nerveux et la neurogenèse.

Les synapses peuvent être endommagées et même disparaître, mais heureusement pour nous, RBM3 réagit avec la partie de nos neurones qui utilise ces synapses et stimule leur productivité. RBM3 est une protéine spécifique que l'on trouve dans votre cerveau, cœur, foie et muscle squelettique. Plus il y a de RBM3 présent dans nos cerveaux, mieux ces protéines de choc froid peuvent stimuler les synapses endommagées ou dégénérées. Il a été démontré que RBM3 non seulement répare et recrée les synapses, mais régénère également les neurones, prévenant le déclin cognitif.

Les « produits chimiques de choc froid » spécifiques qui déclenchent ce processus ont été découverts par l'équipe de démence de Cambridge en 2015 : ils ont refroidi un groupe témoin de souris, ainsi que des souris atteintes de la maladie d'Alzheimer et de la maladie à prions (une autre maladie neurodégénérative) jusqu'à ce qu'elles deviennent hypothermiques, ce qui signifie que leur température corporelle est descendue en dessous de 35°C. Lorsque les souris ont été réchauffées, ils ont constaté que les souris témoins pouvaient régénérer leurs synapses, mais pas les autres. Ils ont également découvert que les niveaux de RBM3 ont fortement augmenté chez les souris témoins, mais pas chez les autres, suggérant que RBM3 pourrait être la clé de la formation des connexions synaptiques.

Nous savons maintenant que le cerveau a la capacité de créer de nouvelles voies et de modifier ses connexions ou de se reconfigurer, ce qu'on appelle la neuroplasticité. Dans des modèles murins de maladies dégénératives, il a été constaté que RBM3 médie la plasticité structurelle et les effets protecteurs du refroidissement contre la perte neuronale, suggérant l'exposition au froid comme thérapie protectrice potentielle. Cela reflète les effets observés chez les mammifères en hibernation, où le refroidissement induit une perte des contacts synaptiques, qui sont ensuite reformés lors du réchauffement. Dans une étude sur la maladie d'Alzheimer chez la souris, il a également été rapporté que non seulement RBM3 s'active dans l'hippocampe de la souris en réponse à l'hypothermie, mais qu'il protège les neurones cultivés de la mort cellulaire lorsque la température baisse. Cet effet protecteur pour les neurones et les synapses a été démontré dans plusieurs études animales, y compris celles qui ont démontré comment ses effets peuvent être observés dans le cerveau embryonnaire pendant la grossesse et comment la natation en eau froide peut améliorer les déficits cognitifs causés par un traumatisme crânien expérimental.

Des études humaines ont également confirmé les effets neuroprotecteurs de RBM3 induits par l'exposition au froid, avec des effets positifs observés sur les fonctions cognitives, en particulier dans des paradigmes où le cortisol circulant n'atteint pas de concentrations très élevées. Le volume de recherches renforce les preuves de l'importance de cette protéine pour prévenir la neurodégénérescence, et le rôle de l'exposition au froid dans sa prolifération.

Noradrénaline et neurogenèse

L'exposition au froid a été prouvée pour augmenter significativement les niveaux de noradrénaline, jusqu'à 500 %. La noradrénaline est une hormone et un neurotransmetteur responsable de la vigilance accrue, de la concentration, de l'attention et de l'humeur que vous ressentez après un bain glacé ou une immersion dans la mer en hiver. C'est aussi l'une des catécholamines, avec l'adrénaline et la dopamine, et elle est produite par la dopamine β-hydroxylase, qui est libérée soit comme hormone par la médullosurrénale dans le sang, soit comme neurotransmetteur dans le cerveau.

Des études ont montré que la noradrénaline permet la plasticité synaptique, et active directement les précurseurs neuronaux auto-renouvelables et multipotents, y compris les cellules souches, de l'hippocampe de souris adultes. C'est aussi un neuromodulateur qui régule l'activité des cellules neuronales et non neuronales de multiples façons. La noradrénaline participe à la modulation rapide des circuits corticaux et du métabolisme énergétique cellulaire, et à plus long terme, à la neuroplasticité et à l'inflammation.

Pour mieux comprendre le rôle de la noradrénaline dans la mémoire, un « stress par immersion dans l'eau froide » est souvent utilisé en recherche, généralement en immergeant une main dans de l'eau glacée. Il est connu pour être associé à une activation substantielle du système nerveux autonome (le système principal régissant notre réponse « combat ou fuite »), ainsi qu'à une activation modérée de l'axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (HHS), qui joue également un rôle important dans notre réponse au stress. Il est aussi associé à un effet améliorant la performance d'apprentissage, avec des indications d'une possible implication dans la mémoire de travail. Cela est renforcé par des études sur des médicaments capables de moduler la mémoire émotionnelle, tels que les agonistes et antagonistes GABAergiques, qui suggèrent qu'ils pourraient le faire en contrôlant le niveau de noradrénaline dans l'amygdale.

Dopamine et neurogenèse

La dopamine joue un grand rôle dans ce qui fait de nous des humains, nous aide à nous dépasser et fait de nous de meilleurs apprenants. C'est un neurotransmetteur qui joue un rôle important dans notre fonction exécutive, le contrôle moteur, la motivation, l'éveil, le renforcement et la récompense. Elle agit via des cascades de signalisation vers les récepteurs dopaminergiques situés dans la substance noire, l'aire tegmentale ventrale et le noyau arqué de l'hypothalamus du cerveau humain. Les troubles de la dopamine s'accompagnent souvent d'une détérioration des fonctions neurocognitives clés que la dopamine sert.

La neurogenèse hippocampique adulte est sévèrement altérée dans les maladies neurodégénératives, en particulier la maladie de Parkinson, qui est la deuxième maladie neurodégénérative la plus courante. Un marqueur désormais bien établi de la maladie de Parkinson est la perte de neurones dopaminergiques dans la substance noire pars compacta (SNc) avec une réduction consécutive des projections dopaminergiques vers le gyrus denté (DG) et le striatum. Des études supplémentaires ont trouvé des preuves que la dopamine régule la neurogenèse adulte, et pourrait jouer un rôle dans la neurogenèse hippocampique, ce qui soutiendrait la théorie selon laquelle elle est cruciale dans la progression et la prévention des maladies neurodégénératives.

Avec l'augmentation radicale de la noradrénaline pendant la thérapie par le froid, de courtes périodes d'hypothermie légère activent également une libération de dopamine dans votre cerveau. Cela, associé à des niveaux élevés de noradrénaline, explique pourquoi vous ne pouvez pas vous empêcher de sourire et de vous sentir incroyable après un bain froid. C'est aussi ce qui fait de la thérapie par l'eau froide une voie de traitement prometteuse pour des maladies comme Alzheimer et Parkinson.

En résumé

La conclusion ? Pratiquer de bonnes habitudes pour notre cerveau dès maintenant est un investissement dans un avenir plus sain et plus long pour nous-mêmes, ce qui signifie plus de temps de qualité pour atteindre nos objectifs et passer du temps avec nos proches. Le collectif d'athlètes d'élite, d'entrepreneurs technologiques, de défenseurs de la santé mentale et de médecins ont tous une expérience personnelle de la clarté mentale post-bain glacé, et croient en son pouvoir de préserver et d'améliorer notre fonction cérébrale.