La biologie du dioxyde de carbone

📝 EN BREF

• Le dioxyde de carbone (CO2) est un moteur de la production d'énergie, car il améliore l'apport d'oxygène dans les cellules. Le CO2 contribue également à la protection contre les effets néfastes de la peroxydation des lipides.
• Le CO2 et le lactate ont des effets opposés. Le lactate est le sous-produit du métabolisme du glucose sans oxygène dans le cytoplasme. Ainsi, là où le lactate cause des problèmes, le CO2 a des effets bénéfiques.
• La production élevée de lactate est un thème commun au diabète, à la maladie d'Alzheimer, à l'insuffisance cardiaque, à l'état de choc et au vieillissement général. It promotes inflammation and degrades mitochondrial function. À l'inverse, de faibles concentrations de CO2 sont associées à des crises d'épilepsie, des spasmes musculaires, des inflammations, une hypothyroïdie, des accidents vasculaires cérébraux et des troubles de la coagulation.

🩺Par le Dr. Mercola

Dans cet article de 2010, le regretté Ray Peat, biologiste et physiologiste spécialisé dans la théorie bioénergétique de la santé, passe en revue certains des principaux avantages du CO2 et son mode d'action dans le corps humain. Cet article est un résumé des principaux points abordés dans cet entretien.

Je m'excuse pour la qualité de la vidéo. La vidéo a été enregistrée il y a 13 ans et semble avoir été filmée avec un téléphone portable. En 2010, les caméras n'étaient pas très performantes. Cependant, l'audio est correct et, plus important encore, cette information est vraiment difficile à obtenir depuis que Ray Peat n'est plus parmi nous. Seules 2 000 personnes l'avaient visionnée lorsque je l'ai vue pour la première fois.

Elle est tellement bien que je l'ai regardée quatre fois. Je suis convaincu que l'optimisation de votre taux de dioxyde de carbone (CO2) est l'une des stratégies les plus importantes que vous puissiez mettre en œuvre pour ralentir la dégénérescence due au vieillissement.

À ce sujet, je vais m'entretenir avec l'un des plus grands experts en respiration au monde, Peter Litchfield, Ph.D., qui nous expliquera pourquoi la plupart des techniques de respiration ne fonctionnent pas, car elles ne s'attaquent pas aux habitudes respiratoires sous-jacentes qui font baisser le taux de CO2.

Le CO2 est essentiel pour une santé optimale

Le CO2 est généralement considéré comme un simple déchet nocif issu de la respiration et comme un « polluant » qui met la Terre en danger en augmentant les températures mondiales.

En réalité, le CO2 est un moteur de la production d'énergie mitochondriale et il améliore l'apport d'oxygène dans les cellules. Il est également essentiel à la plupart des formes de vie sur Terre, en particulier aux plantes. En fait, le CO2 semble être un composant plus fondamental de la matière vivante que l'oxygène. Tout cela était bien connu dans les décennies passées, mais les connaissances sur les effets bénéfiques du CO2 sont éradiquées au fil du temps.

Il est important de noter que le CO2 permet une production d'énergie plus efficace dans les mitochondries, ce qui explique pourquoi les personnes qui vivent ou passent du temps en altitude ont tendance à être en meilleure santé et à avoir moins de problèmes de santé chroniques tels que l'asthme. La raison en est que la pression du CO2 par rapport à l'oxygène est plus élevée en altitude.

Une méthode simple pour augmenter le CO2

Selon Forbes Health, le biohacking est « un terme utilisé pour décrire divers conseils et astuces visant à améliorer la capacité du corps à fonctionner de manière optimale, et peut-être même à prolonger la durée de vie ».

Pour imiter l'altitude afin d'augmenter le taux de CO2, il suffit de respirer dans un sac en papier pendant une minute ou deux. Le sac ne doit être ni trop petit ni trop grand (la taille idéale est de 15 centimètres sur 38 centimètres). Respirez dans le sac en couvrant votre bouche et votre nez jusqu'à ce que vous vous sentiez mieux.

À chaque expiration, vous expulsez du dioxyde de carbone. En réinhalant le dioxyde de carbone à l'intérieur du sac en papier, vous augmentez effectivement votre taux de dioxyde de carbone. Selon Ray Peat, il est démontré que le fait de respirer dans un sac en papier plusieurs fois par jour pouvait faire baisser la pression artérielle de 30 points et la stabiliser après quelques jours de répétition.

Le CO2 et le lactate ont des effets opposés

Comme l'explique Ray Peat, le CO2 et le lactate ont des effets opposés. Ainsi, là où le lactate cause des problèmes, le CO2 a des effets bénéfiques.

Par exemple, la production élevée de lactate est un thème commun au diabète, à la maladie d'Alzheimer, à l'insuffisance cardiaque, à l'état de choc et au vieillissement général. It promotes inflammation and degrades mitochondrial function. À l'inverse, de faibles concentrations de CO2 sont associées à des crises d'épilepsie, des spasmes musculaires, des inflammations, l'hypothyroïdie, des accidents vasculaires cérébraux et des troubles de la coagulation.

Selon Ray Peat, tous ces problèmes, qu'ils soient causés par un taux élevé de lactate ou une faible concentration de CO2, peuvent être traités avec succès grâce à diverses thérapies au CO2, telles que les bains au CO2 (où le CO2 est pompé dans la baignoire, un peu comme un bain dans de l'eau minérale gazeuse) ou l'ajout de CO2 dans un traitement hyperbare standard.

Des moyens plus simples d'augmenter la teneur en CO2 de vos tissus consistent à respirer dans un petit sac en papier plusieurs fois par jour, comme indiqué ci-dessus, à avoir un apport suffisant en calcium et à compléter avec du sel, du bicarbonate de soude ou des boissons gazeuses.

Ray Peat raconte comment il a dit à une personne souffrant d'accidents ischémiques transitoires, qui s'était rendue aux urgences à plusieurs reprises pour des symptômes d'AVC et de paralysie, de boire un soda ou de l'eau gazeuse lorsque les attaques se produisaient, car les bulles dans les boissons gazeuses sont du gaz CO2. « Cela a fonctionné pour lui », a-t-il déclaré.

Le CO2 favorise une production d'énergie efficace

Le lactate est le sous-produit de la glycolyse, ou respiration non aérobie. Il apparaît lorsque les mitochondries sont compromises et incapables de métaboliser le glucose. Au lieu d'être brûlé dans les mitochondries, le pyruvate est oxydé en lactate dans le cytoplasme de la cellule. Lorsque ce phénomène se produit en présence d'oxygène, il s'agit de l'effet Warburg, qui est la principale voie utilisée par les cellules cancéreuses.

Comme le montre le graphique ci-dessous, le glucose peut être métabolisé de deux manières différentes. Lorsque l'apport en matières grasses est trop élevé, le glucose est brûlé par la glycolyse, qui n'utilise pas d'oxygène et produit du lactate. Cette méthode de production d'énergie est très inefficace, car elle ne génère que 2 ATP par molécule de glucose. Et, dans le contexte de cet article, pas de CO2.

Lorsque l'apport en matières grasses se situe entre 15 et 40 % et que l'apport en glucose est suffisamment élevé, les graisses peuvent être brûlées comme carburant dans les mitochondries. Cela génère jusqu'à 38 ATP par molécule de glucose. Au cours de ce processus, du NADH et du CO2 sont également produits.

Si l'apport en matières grasses est supérieur à 40 % et que l'apport en glucides est inférieur à 200 grammes par jour, le glucose est brûlé lors de la glycolyse dans le cytoplasme de la cellule, ce qui produit du lactate qui supprime l'oxydation du glucose et déplace le métabolisme vers la combustion des graisses.

Le lactate favorise également l'inflammation et la fibrose. Le CO2, quant à lui, limite la formation de lactate, augmente l'oxydation du glucose, aide à déclencher la formation de mitochondries (c'est-à-dire qu'il augmente le nombre de mitochondries dans vos cellules) et augmente les concentrations d'ATP cellulaire.

Comme l'explique Ray Peat, les produits de la glycolyse (pyruvate et lactate) sont en concurrence avec le CO2 pour les sites de liaison à l'intérieur de la mitochondrie. La glycolyse diminue la production d'énergie en réduisant le CO2.

Résumé de la production d'énergie

En résumé, les deux points clés de tout ceci sont les suivants :

1. La manière la plus efficace de générer de l'énergie cellulaire est de brûler du glucose dans la chaîne de transport d'électrons de vos mitochondries (respiration aérobie). Outre le fait qu'elle génère jusqu'à 38 molécules d'ATP par molécule de glucose (contre deux pour la glycolyse), cette méthode génère environ 50 % de CO2 en plus que l'oxydation des graisses.

Pour que le glucose soit métabolisé dans vos mitochondries, votre apport en matières grasses alimentaires doit être suffisamment faible pour ne pas inhiber l'oxydation du glucose. Bien qu'il n'y ait pas de preuves tangibles sur la quantité de matières grasses à ne pas dépasser, je pense que vous devez limiter votre consommation de matières grasses à 30 ou 40 %, en fonction de vos besoins individuels, afin d'optimiser votre métabolisme du glucose.

2. Il existe deux états d'énergie possibles :

       i. Un état de stress glycolytique dans lequel la production d'énergie est réduite par l'inhibition du CO2.

      ii. Un état d'efficacité énergétique dans lequel le CO2 est produit et le lactate est supprimé.

Le CO2 protège contre la peroxydation des lipides

Le CO2 contribue également à la protection contre les effets néfastes de la peroxydation des lipides. La peroxydation des lipides est un processus au cours duquel des radicaux libres et d'autres oxydants nocifs attaquent les lipides (graisses) qui ont des doubles liaisons carbone-carbone. Les acides gras polyinsaturés (AGPI) telles que l'acide linoléique (AL) sont particulièrement sujettes à ce phénomène.

La clé que beaucoup ne reconnaissent pas est que la peroxydation des lipides augmente lorsque les taux de CO2 sont bas, car le CO2 protège les graisses contre les dommages. Comme l'explique Ray Peat, lorsque le CO2 est faible, les AGPI augmentent leur production de peroxydes lipidiques (produits d'oxydation des phospholipides).

Les peroxydes lipidiques se dégradent en aldéhydes réactifs tels que le malondialdéhyde et le 4-hydroxy-2-nonénal (4-HNE), qui endommagent l'ADN et les protéines, provoquant leur dysfonctionnement. On sait que la peroxydation des lipides contribue à des affections telles que le cancer, l'athérosclérose et les maladies neurodégénératives, pour n'en citer que quelques-unes.

Ray Peat cite une expérience au cours de laquelle il a été démontré qu'en augmentant le taux de CO2 dans les tissus humains à trois fois la normale, la quantité de peroxydes lipidiques est tombée à zéro. Le CO2 a donc un puissant effet anti-inflammatoire et protège efficacement contre la peroxydation des lipides.

Il s'agit d'une information importante, car la plupart des gens consomment aujourd'hui des quantités extrêmement excessives d'huiles de grains chargées en AGPI, et ont donc des taux très élevés d'AL stocké dans leurs cellules.

L'augmentation du CO2 dans vos tissus peut être un moyen efficace de limiter les dommages induits par les AL pendant que vous vous efforcez d'éliminer l'excès d'AL de vos tissus et de le remplacer par des matières grasses saines (ce qui peut prendre six ou sept ans).

Comment le lactate et le CO2 influencent le stress

Ray Peat s'étend également sur une discussion approfondie comprenant de nombreux éléments distincts pour expliquer comment le lactate et le CO2 influencent la réponse au stress et d'autres parties de la biologie humaine qui ont un impact sur la maladie, dont le cancer.

Pour commencer, l'enzyme cytochrome oxydase (également connue sous le nom de complexe IV dans la chaîne de transport d'électrons mitochondriale, qui utilise l'oxygène) régit votre taux de consommation d'oxygène.

Ainsi, plus la quantité de cytochrome oxydase est importante et plus elle est active, plus la consommation d'oxygène est élevée. La cytochrome oxydase est également responsable de l'augmentation du nombre total de mitochondries dans la cellule, en fonction de la consommation d'oxygène.

Lorsque vous saturez une cellule avec une très grande quantité de CO2, vous augmentez rapidement la quantité de cytochrome oxydase dans la cellule et vous stimulez son activité presque instantanément. Cela modifie l'équilibre oxydatif de la cellule en faveur de l'état oxydé, car les électrons sont retirés du système. Cela réduit le stress réducteur dans la cellule, ce qui est l'objectif recherché.

Dans les cellules saines, il existe un équilibre entre le NAD+ et le NADH qui est essentiel pour la production d'énergie. Des maladies comme le cancer ou le diabète perturbent cet équilibre, entraînant un excès de lactate et une diminution du NAD+. Le dioxyde de carbone est essentiel car il empêche la production excessive de lactate et maintient un rapport NAD+/NADH sain.

Le CO2 influe également sur l'équilibre hydrique des cellules, favorisant un état cellulaire oxydé avec un stress réducteur réduit qui permet une bonne utilisation de l'oxygène. L'hyperventilation, ou respiration excessive, qui réduit le CO2, entraîne généralement une surproduction de lactate, ce qui contribue au stress et perturbe l'équilibre cellulaire.

Le CO2 dans les soins d'urgence

Ray Peat aborde également le rôle du CO2 dans les soins d'urgence qui peuvent potentiellement sauver votre vie ou celle d'un proche. Les patients victimes d'un accident vasculaire cérébral sont généralement ventilés avec de l'oxygène pur pour prévenir les lésions cérébrales induites par l'hypoxie, mais ce n'est pas la meilleure façon d'aider ces patients.

Une stratégie de ventilation appelée hypercapnie permissive semble être bien meilleure. L'hypercapnie permissive est une stratégie de ventilation qui utilise des pressions partielles de CO2 supérieures aux normes physiologiques. J'ai encouragé les membres de la communauté de l'oxygène hyperbare à explorer et à adopter cette stratégie dans leurs chambres hyperbares. Comme l'a expliqué Ray Peat :

« Un certain nombre de personnes commencent maintenant, depuis quelques années seulement, à parler d'hypercapnie permissive... au lieu de ventiler quelqu'un à mort [en] lui donnant de l'oxygène pur. Lorsque les gens ne reçoivent pas assez d'oxygène au cerveau, ils leur donnent de l'oxygène pur et les hyperventilent.

L'idée est de rétrécir le cerveau en l'hyperventilant, car cela arrête la circulation sanguine du cerveau. Mais si le patient meurt d'un manque d'oxygène dans le cerveau, ce n'est pas ce qu'il faut faire...

J'avais mentionné [l'utilisation de boissons gazeuses lors d'un AVC ischémique] dans un cours de nutrition. J'avais dit "eau gazeuse", ou de l'eau carbonatée, mais la semaine suivante, l'une des élèves a dit qu'elle avait compris qu'il s'agissait de bicarbonate de soude dans de l'eau.

En fait, il s'agit de la même idée, mais elle a dit qu'elle avait donné une cuillerée de bicarbonate de soude à sa mère qui avait été à moitié paralysée pendant six mois, et 15 minutes après avoir bu un verre d'eau de bicarbonate de soude, la paralysie a disparu et n'est pas revenue. »

La raison pour laquelle le bicarbonate de soude a fonctionné dans ce cas est probablement que le CO2 est transporté dans le sang par le bicarbonate de sodium (bicarbonate de soude). Ray Peat poursuit en expliquant que, dans le passé, les pompiers transportaient du CO2 pour traiter les chocs et les arrêts respiratoires.

Dans les années 1920, Yandell Henderson, directeur du laboratoire de physiologie appliquée de Yale, a mis au point un système utilisant de l'oxygène additionné de 5 %, 7 % ou 10 % de CO2. Les services de pompiers de tous les États-Unis et de nombreux hôpitaux utilisaient le CO2 à 5 % pour réanimer les bébés qui avaient cessé de respirer et pour traiter les cas de choc. Il était également utilisé en suivi post-opératoire pour faciliter le processus de récupération.