Trois médecins-scientifiques indépendants des États-Unis et de Grande-Bretagne – William G. Kaelin Jr, Peter J. Ratcliffe et Gregg L. Semenza – ont récemment reçu le prix Nobel de physiologie et de médecine. reçu le prix Nobel de physiologie et de médecine « pour leurs découvertes sur la façon dont les cellules détectent la disponibilité de l’oxygène et s’y adaptent ».
En lisant ces nouvelles, de nombreux adeptes de la méthode Wim Hof se demandent probablement quel est le rapport entre ces découvertes et les techniques de respiration que nous utilisons. Lorsque tu as appris les techniques de respiration de la méthode Wim Hof – soit dans un atelier, soit dans le cours vidéo – tu sais que nous jouons avec des niveaux variables d’oxygène (O2). Pour ce faire, nous donnons au corps plus d’O2 pendant les respirations profondes, tout en réduisant l’apport pendant les rétentions de la respiration.
La science n’est pas toujours intelligible pour les non-scientifiques. Ici, je vais tenter d’expliquer en termes simples ce que les trois lauréats du prix Nobel ont découvert sur la cascade incroyablement complexe d’événements moléculaires qui permettent aux cellules de détecter et de réagir à différents niveaux d’oxygène, et ce que cela peut signifier pour les adeptes de la méthode Wim Hof.
Tout d’abord, examinons ce que Kaelin, Ratcliffe et Semanza ont découvert au cours des trente dernières années.
Chaque enfant apprend que l’oxygène est absolument nécessaire pour créer de l’énergie à partir des nutriments. Toutes les cellules humaines ont besoin d’un apport constant d’O2 pour effectuer ce que l’on appelle la phosphorylation oxydative, qui est une façon élégante de dire que les mitochondries – les moteurs des cellules – génèrent de l’ATP, une substance messagère nécessaire à des milliers de réactions biochimiques au sein de chaque cellule.
Cependant, l’apport en oxygène peut varier de manière significative, que ce soit en raison de l’activité physique, de la rétention de la respiration pendant la plongée, ou à cause d’une maladie. Lorsque la disponibilité de l’oxygène est faible, l’organisme entre dans un état appelé hypoxie. Les lauréats du prix Nobel de cette année ont consacré leur carrière à approfondir notre compréhension de la façon dont les cellules détectent les conditions hypoxiques et y réagissent.
On peut remonter au début des années 1990, lorsque Semenza a identifié des gènes qui s’activent si les niveaux d’oxygène sont faibles. (Une parenthèse intéressante en ce qui concerne les découvertes scientifiques et leur impact : L’article scientifique fondateur de Semenza a été cité des milliers de fois. Mais il a également été rejeté plusieurs fois par des revues de premier plan, avant d’être accepté pour publication).
Ces gènes augmentent les niveaux d’érythropoïétine (EPO) – une protéine synthétisée par les reins et, dans une moindre mesure, par le foie. L’EPO elle-même augmente la production de globules rouges porteurs d’oxygène. L’augmentation du nombre de globules rouges affecte la disponibilité de l’O2 dans le corps car les globules rouges sont responsables du transport de l’O2 des poumons vers tous les tissus du corps. (C’est aussi la raison pour laquelle certains athlètes d’endurance utilisent l’EPO pour se doper – elle augmente leur stock de globules rouges porteurs d’oxygène). Par conséquent, l’EPO fait partie d’une boucle de rétroaction très sensible qui contrôle la production de globules rouges en réponse aux changements dans la disponibilité de l’oxygène dans le sang.
Dans cette boucle de rétroaction, on trouve également une classe spécifique de protéines, les HIF (hypoxia-inducible factors). Ces HIF s’accumulent à l’intérieur des cellules dans des conditions hypoxiques, c’est-à-dire lorsque l’apport en oxygène est faible. Ils n’ont pas un long taux de survie dans des conditions d’oxygène élevé. Les HIF se lient à des éléments inductibles par l’hypoxie (HIE) dans des centaines, voire des milliers de gènes cibles. Ces gènes cibles agissent comme un interrupteur pour produire de l’EPO, qui est nécessaire pour faire correspondre l’offre et la demande d’O2. D’une certaine manière, on peut donc dire que les HIF sont les principaux régulateurs de l’homéostasie de l’oxygène.
Kaelin, Ratcliffe et Semenza nous apprennent également que l’hypoxie ne correspond pas à une concentration d’oxygène spécifique, puisque de nombreux tissus fonctionnent physiologiquement à des niveaux équivalents à une atmosphère de 5 % d’oxygène, certains même à des niveaux aussi bas que 1 % d’oxygène. Ce qu’il faut retenir, c’est qu’il faut avoir une vue d’ensemble : les mécanismes qui maintiennent l’homéostasie de l’oxygène doivent fonctionner dans une très large gamme de concentrations d’oxygène et en réponse à des défis temporels qui s’étendent de quelques secondes (par exemple, dans le contrôle dynamique de la respiration) à des jours, des semaines ou des mois (par exemple, dans l’adaptation du métabolisme et du développement).
De plus, certaines des applications les plus passionnantes de cette recherche se trouvent aujourd’hui dans le cancer. Dans une tumeur, nous sommes confrontés à un problème très différent et contraire. Situées loin des vaisseaux sanguins qui transportent l’oxygène nourricier, les cellules au centre d’une tumeur sont souvent capables de prospérer dans un environnement privé d’oxygène. Les traitements traditionnels de chimiothérapie ou de radiothérapie tuent surtout les cellules tumorales de la périphérie, et non celles du centre. Ces artistes de la survie se sont adaptés à un environnement pauvre en oxygène et risquent de former des métastases et d’ensemencer de nouveaux cancers. C’est l’un des plus grands défis pour les patients et les oncologues. Ainsi, l’un des principaux intérêts de l’avenir sera de comprendre comment ces cellules réagissent lorsqu’elles reçoivent moins d’oxygène.
J’espère que tu peux maintenant voir la situation dans son ensemble. Une cascade complexe de processus intervient lorsque l’apport en oxygène n’est pas à un niveau normal. Le HIF s’accumule ; des gènes spécifiques sont activés, ce qui augmente l’EPO ; cela accroît à son tour l’efficacité de l’apport crucial d’oxygène au niveau cellulaire. Les techniques respiratoires sont un outil très intéressant pour manipuler les niveaux d’O2 dans le corps, et il est très plausible – bien que cela n’ait pas encore été démontré – qu’une séance de respiration induise ces réactions biochimiques en chaîne.
Si tu as suivi les discussions autour de la méthode Wim Hof ces dernières années, tu as sans doute rencontré le terme « hormèse ». Il s’agit de l’un des principes biologiques les plus fondamentaux qui suscite de plus en plus d’attention (tu peux retrouver mon interview d’Ed Calabrese, l’un des principaux chercheurs de ce domaine en plein essor, ici).
Une grande partie de la méthode Wim Hof est basée sur l’idée que lorsque tu fais appel aux mécanismes de survie de ton corps dans un environnement contrôlé, tu te pousses vers une meilleure santé. Ce qui ne te tue pas te rend plus fort. Ainsi, lorsque tu retiens ta respiration pendant quelques minutes, les cellules de ton corps le sentent et réagissent d’une manière qui les rend aptes à faire face à de futures pénuries d’oxygène. Elles s’adaptent tout simplement. Et tu es le contrôleur qui peut les obliger à le faire !
Photo par Cassi Josh sur Unsplash