- Les chercheurs ont étudié les mécanismes cellulaires derrière la façon dont l’exercice améliore la cognition.
- Ils ont découvert que les cellules musculaires en contraction libèrent des signaux chimiques qui augmentent la croissance et le déclenchement neuronaux.
- Ils ont également découvert que les cellules de soutien appelées astrocytes empêchent les neurones exposés aux signaux chimiques des cellules musculaires d’une signalisation électrique excessive.
- D’autres études sont nécessaires pour voir si ces résultats s’appliquent aux humains.
L’exercice est essentiel pour
Certains suggèrent que l’exercice améliore la cognition en
Mieux comprendre comment l’exercice augmente la taille et la fonction de l’hippocampe pourrait permettre aux chercheurs de procéder à la rétro-ingénierie des traitements pour les troubles cognitifs tels que la démence.
Récemment, des chercheurs ont mené une série d’expériences in vitro – des expériences sur des cultures cellulaires – pour comprendre comment l’exercice modifie les cellules de l’hippocampe.
Ils ont découvert que les signaux chimiques provenant des cellules musculaires en contraction provoquaient la croissance des cellules de l’hippocampe et envoyaient davantage de signaux électriques. Ils ont également découvert que les cellules de soutien appelées astrocytes régulent la croissance et l’activité neuronales pour un fonctionnement cérébral optimal.
« Les implications confirment les résultats antérieurs d’autres études, à savoir que l’exercice, y compris les exercices de renforcement musculaire tels que l’entraînement en résistance, peut avoir un impact positif sur la fonction cérébrale », Ryan Glattcoach principal en santé cérébrale et directeur du programme FitBrain au Pacific Neuroscience Institute de Santa Monica, en Californie, non impliqué dans l’étude, a déclaré Nouvelles médicales aujourd’hui.
L’étude a été publiée dans Neurosciences.
Pour l’étude, les chercheurs ont isolé de petits échantillons de cellules précurseurs musculaires de souris et les ont cultivés dans des boîtes de Pétri. Une fois arrivés à maturité, ils ont commencé à se contracter et à libérer des signaux chimiques dans la culture cellulaire.
L’équipe a ensuite ajouté les produits chimiques qui avaient contenu la culture de cellules musculaires matures dans une autre boîte contenant des neurones hippocampiques et des astrocytes.
Ils ont utilisé l’immunofluorescence et l’imagerie calcique pour suivre la croissance cellulaire, ainsi que des réseaux multi-électrodes pour enregistrer l’activité neuronale.
Au final, ils ont découvert que l’exposition aux signaux chimiques des cellules musculaires augmentait les quantités de neurones et d’astrocytes de l’hippocampe de 1,4 et 4,4 fois.
L’ajout de cultures de cellules musculaires a également accéléré la création de réseaux neuronaux hippocampiques matures – des cellules qui se déclenchent de manière synchrone.
Les chercheurs ont ensuite cherché à explorer comment les astrocytes affectent le mélange. Pour ce faire, ils ont observé les effets de l’élimination des astrocytes de cultures cellulaires contenant des cellules hippocampiques et des cellules musculaires matures.
Ce faisant, ils ont noté que les neurones émettaient encore plus de signaux électriques, suggérant que les astrocytes pourraient aider à modérer et à coordonner les schémas d’activation entre les neurones.
À partir de tests supplémentaires, les chercheurs ont découvert que les contractions musculaires étaient nécessaires pour les changements observés dans les cultures hippocampiques.
Lorsque les cellules musculaires ont été empêchées de se contracter, les cellules hippocampiques ne présentaient plus les mêmes niveaux de décharge neuronale, bien que la décharge synchrone n’ait pas été affectée.
Les chercheurs ont noté que cela signifie des contractions musculaires ou des facteurs de libération d’exercice que les cellules stationnaires n’ont pas.
Ils ont conclu que leurs découvertes fournissent de nouvelles informations sur la façon dont l’exercice peut soutenir la fonction hippocampique.
MNT demandé Dr Rong Zhangneurologue au O’Donnell Brain Institute de l’UT Southwestern, non impliqué dans l’étude, explique comment l’exercice peut réduire le risque de démence.
Il a noté que si c’est le cas doit encore être testé dans de grands essais cliniques et que d’autres recherches devraient également étudier les mécanismes moléculaires sous-jacents.
Pendant ce temps, le Dr Bennett a noté que des recherches antérieures montrent que l’exercice réduit le risque de démence en :
MNT a également parlé avec Dr Romnesh de Souzaneurologue consultant et neurologue interventionnel à Health City Cayman Islands, non impliqué dans l’étude.
Il a dit:
« Exercice aérobie régulier pendant 20 à 30 minutes par jour qui peut être réalisé en marchant, en marchant, en nageant ou en utilisant un vélo d’exercice. Visez une fréquence cardiaque de 70 % de votre fréquence cardiaque maximale. Pour estimer votre fréquence cardiaque maximale liée à l’âge, soustrayez votre âge de 220. Il a été démontré que cette pratique réduit la démence de 30 à 35 %.
« Il s’agissait d’une étude in vitro chez des rongeurs, utilisant la culture cellulaire. Il faudra une étude plus approfondie pour voir si ces résultats sont applicables chez les humains », a averti le Dr Zhang, commentant l’étude.
Dre Lauren Bennettdirecteur de la neuropsychologie au Pickup Family Neurosciences Institute du Hoag Memorial Hospital Presbyterian, non impliqué dans l’étude, a ajouté que la recherche « n’a été menée que pendant une courte période, et il n’est pas clair si les résultats seraient les mêmes sur un laps de temps plus long. »
Néanmoins, « les résultats de cette étude fournissent une preuve supplémentaire de l’importance de l’exercice, à tout moment de la vie, pour soutenir la plasticité hippocampique afin de lutter contre l’atrophie hippocampique, qui est une caractéristique de la maladie d’Alzheimer », a noté le Dr Bennett.
« En fin de compte, des études comme celle-ci pourraient jouer un rôle central en nous aidant à optimiser les programmes d’exercices pour soutenir la santé cognitive », a-t-elle expliqué.
Le Dr de Souza a ajouté que les résultats pourraient également contribuer au développement de nouveaux traitements pour les troubles cognitifs.
« Ces résultats montrent qu’à l’avenir, il est possible d' »inverser les traitements d’ingénierie pour récapituler les effets pro-cognitifs de l’exercice en l’absence d’activité physique ». Ce qui est également passionnant, c’est de savoir si cela peut être utilisé pour inverser ou arrêter la progression du déclin cognitif chez les patients atteints de démence », a-t-il déclaré.
