Dr Louis Bherer, Ph. D., NeuropsychologueProfesseur titulaire, Département de Médecine, Université de Montréal, Directeur adjoint scientifique à la direction de la prévention, chercheur et Directeur du Centre ÉPIC, Institut de cardiologie de Montréal.1 mars 2023
Une bonne mémoire est essentielle pour bien fonctionner dans la vie quotidienne. En vieillissant, la plupart d’entre nous continueront d’avoir une bonne mémoire. Nos connaissances générales et nos compétences sont en général maintenues toute la vie et peuvent même s’améliorer à un âge avancé. Mais la mémoire des événements précis, qu’on appelle la mémoire épisodique, est plus sensible au vieillissement, ce qui peut diminuer la qualité de vie et la productivité au travail. Les pertes de mémoire qui surviennent chez les personnes âgées sont la plupart du temps bénignes, et peuvent être inversées ou stabilisées plutôt que de progresser vers un état pathologique. La prévention et le ralentissement du déclin de la mémoire lié au vieillissement sont donc très importants pour les personnes âgées.
Les études indiquent que plusieurs facteurs peuvent affecter la mémoire, incluant le processus de vieillissement, le génotype de l’apolipoprotéine E ε4 (APOE4), les maladies chroniques et les habitudes de vie. Les habitudes de vie étant un facteur modifiable, il a retenu l’attention des instances de santé publique puisque des changements relativement aisés à réaliser peuvent améliorer considérablement aussi bien la santé en général que la santé cognitive.
Une étude prospective de type longitudinale a récemment tenté de cerner quel est le mode de vie optimal qui protège les personnes âgées contre le déclin de la mémoire. L’étude a été réalisée auprès de participants de la cohorte China Cognition and Aging Study, âgés de 60 ans ou plus et provenant de 12 provinces de la Chine. Les 29 072 participants avaient un âge moyen de 72,2 ans lors du recrutement et ne présentaient pas de déficit cognitif léger ou de démence au début de l’étude d’une durée de 10 ans. Environ un cinquième (20,4 %) des participants étaient porteurs de l’allèle APOE4, un facteur de risque génétique pour la maladie d’Alzheimer et autres démences.
Les informations sur le mode de vie des participants ont été recueillies à l’aide de questionnaires détaillés, au début de l’étude et à d’autres occasions dans les années suivantes. Six facteurs modifiables du mode vie ont été évalués : exercice physique, régime alimentaire, consommation d’alcool, tabagisme, activité cognitive et contacts sociaux (voir Tableau 1).
Tableau 1. Critères retenus pour un mode de vie sain (Jia et coll., 2023)
| Facteur | Paramètres | Critère retenu pour un mode vie sain |
| Exercice physique | Fréquence, intensité, durée | ≥ 150 min d’exercice modéré ou ≥ 75 min d’exercice intense par semaine |
| Régime alimentaire | Consommation de 12 types d’aliments (fruits, légumes, poissons, viande, produits laitiers, sel, huile, œufs, céréales, légumineuses, noix, thé) | Consommation quotidienne d’au moins 7 des 12 types d’aliments |
| Consommation d’alcool | • Non-buveur
• Consommation faible à élevée (1-60 gramme d’alcool par jour)
• Consommation excessive (> 60 g/jour) | Non-buveur |
| Tabagisme | • Non-fumeur (<100 cigarettes à vie)
• Ex-fumeur (arrêt depuis ≥ 3 ans)
• Fumeur | Non-fumeur ou ex-fumeur |
| Activité cognitive | Exemples : écriture, lecture, jeux de cartes, mah-jong et autres jeux. | Participation à au moins 2 activités par semaine |
| Contacts sociaux | Exemples : réunions, fêtes, visites chez des amis ou des membres de la famille, voyages, conversation en ligne. | Participation à au moins 2 activités par semaine |
Les participants ont été catégorisés en trois groupes : « favorable » (4-6 facteurs d’un mode de vie sain), « moyen » (2-3 facteurs), ou « défavorable » (0-1 facteur). La mémoire épisodique verbale a été évaluée par le test Auditory Verbal Learning Test (AVLT), qui inclut des mesures de rappel libre immédiat, à très court terme (3 minutes), à long terme (30 minutes) et de reconnaissance à long terme (30 min).
Durant les dix années de l’étude, les participants du groupe au mode de vie favorable ont eu un déclin de la mémoire plus lent que ceux du groupe au mode de vie défavorable (0,028 points AVLT/année, 95% IC 0,023-0,032). Parmi les participants porteurs de l’allèle APOE4, ceux du groupe au mode de vie favorable ont aussi eu un déclin de la mémoire plus lent que ceux au mode de vie défavorable (0,027 point AVLT/année, 95% IC 0,023-0,031). Avoir un mode de vie sain serait donc un facteur qui peut aider à ralentir la perte de mémoire, aussi bien chez les porteurs de l’allèle APOE4 que chez les non-porteurs.
Contribution de chacun des facteurs
Les chercheurs ont aussi évalué la contribution de chacun des six facteurs associés à un mode de vie sain sur le déclin de la mémoire. Une alimentation saine est le facteur qui a eu le plus grand effet sur la mémoire (β=0,016, 95% IC 0,014-0,017), suivi par la pratique d’activités cognitives (β=0,010, 95% IC 0,008-0,012), l’exercice physique (β=0,007, 95% IC 0,005-0,009), les contacts sociaux (β=0,004, 95% IC 0,002-0,006), le tabagisme (β=0,004, 95% IC 0,000-0,008) et la consommation d’alcool (β=0,002, 95% IC 0,000-0,004).
Déclin cognitif et démence
En comparaison aux participants qui avaient un mode vie « défavorable », ceux qui avaient un mode de vie « favorable » étaient 89 % moins à risque de développer un déficit cognitif léger ou une démence. Pour les participants au mode de vie « moyen », le risque était 29 % moindre. Des résultats similaires ont été obtenus parmi les participants porteurs de l’allèle APOE4.
La nature de l’étude, observationnelle, ne permet pas d’établir de lien de cause à effet entre le mode de vie et le déclin de la mémoire. De plus, cette étude comporte certaines limites, car le mode de vie était évalué à partir de questionnaire d’autodéclaration. De plus, un biais de sélection ne peut pas être exclu puisque certains participants ont cessé de prendre part à l’étude au cours des 10 années de suivi. Néanmoins, c’est une étude de grande envergure et d’une durée relativement longue, ce qui a permis de bien évaluer certains aspects de la mémoire dans le temps. Les auteurs sont d’avis que les résultats de l’étude sont solides et qu’ils suggèrent fortement qu’adopter un mode de vie sain, incluant plusieurs comportements favorables, serait associé à un déclin plus lent de la mémoire, même chez les personnes qui sont génétiquement à risque de développer une démence ou un trouble cognitif majeur.
Dr Louis Bherer, Ph. D., NeuropsychologueProfesseur titulaire, Département de Médecine, Université de Montréal, Directeur adjoint scientifique à la direction de la prévention, chercheur et Directeur du Centre ÉPIC, Institut de cardiologie de Montréal.15 février 2023
Les bienfaits de l’exercice sur la fonction cognitive sont bien connus et bien établis. Cependant, l’environnement dans lequel l’exercice est pratiqué pourrait jouer un rôle tout aussi important que l’exercice lui-même. Certaines études suggèrent que le simple fait de passer du temps dans la nature, en forêt ou dans un espace vert, aurait un effet bénéfique sur la cognition d’une ampleur similaire à celui procuré par l’exercice soutenu. Ces effets sont-ils additifs ? Autrement dit l’exercice pratiqué à l’extérieur pourrait-il être plus bénéfique pour la fonction cognitive que l’exercice pratiqué à l’intérieur, au gym ou à la maison ? C’est une question à laquelle des chercheurs canadiens ont tenté de répondre récemment dans une étude contrôlée.
Les chercheurs ont recruté 32 étudiants à l’Université de Victoria en Colombie-Britannique. Ce nombre de participants peut sembler peu élevé, mais il est suffisamment élevé pour assurer une bonne puissance statistique. On a demandé aux participants de ne pas faire d’exercice ou de consommer d’alcool 24 h avant le test, et de ne pas manger ou boire de café 2 h avant le test. Le jour 1, les participants ont complété un test standard de cognition (oddball task) sur un iPad en portant des capteurs sur la tête pour enregistrer un électroencéphalogramme (EEG). Ce test et l’enregistrement EEG ont été réalisés avant et après avoir fait 15 minutes d’exercice (marche) à l’intérieur ou à l’extérieur. Les participants qui ont marché à l’intérieur le jour 1 ont marché à l’extérieur le jour 2 (2-7 jours après le jour 1) et ceux qui ont marché à l’extérieur le jour 1 ont marché à l’intérieur le jour 2 (plan d’étude croisé).
Le temps de réaction mesuré par le test était en moyenne 7,7 millisecondes (ms) plus rapide après avoir marché 15 minutes à l’extérieur qu’avant (213,3 ms vs 221,0 ms). Par contre, les participants qui ont marché à l’intérieur ont eu un temps de réaction seulement 2 ms plus rapide en moyenne qu’avant d’avoir marché (218,1 ms vs 220,1 ms). L’analyse statistique des résultats indique que seule la différence du temps de réaction après avoir marché à l’extérieur est significative. En ce qui concerne le nombre d’erreurs commises durant le test, il n’y a pas eu de différence significative avant ou après avoir marché, autant à l’intérieur qu’à l’extérieur.
Les résultats des EEGs montrent que l’amplitude de l’onde P300 (activité du cerveau associée à la mémoire de travail et à l’attention) ne change pas significativement après avoir marché 15 min à l’intérieur (1,6 µV vs 1,5 µV), mais augmente significativement après avoir marché 15 min à l’extérieur (2,4 µV vs 1,4 µV). Cette augmentation de 71 % de l’amplitude de l’onde P300 est le reflet d’une amélioration de la cognition par l’exercice pratiqué à l’extérieur.
Dans l’ensemble, ces résultats suggèrent qu’une marche légère de 15 minutes à l’extérieur aurait des effets bénéfiques sur le fonctionnement cognitif. Cette observation supporte l’idée que l’exposition en milieu naturel est bénéfique pour la santé cérébrale. Dans un monde où les gens vivent de plus en plus en milieu urbain, on passe de moins en moins de temps à l’extérieur et faire de l’exercice à l’intérieur (gymnases, exerciseurs à la maison, etc.) est très populaire. Faire de l’exercice est bénéfique pour la santé cognitive, qu’il soit pratiqué à l’intérieur ou à l’extérieur, mais pourquoi ne pas le faire le plus souvent possible à l’extérieur, quand la météo le permet, et ainsi profiter au maximum des bienfaits pour la santé cognitive ?
Dr Martin Juneau, M.D., FRCPCardiologue et Directeur de la prévention, Institut de Cardiologie de Montréal. Professeur titulaire de clinique, Faculté de médecine de l'Université de Montréal. / Cardiologist and Director of Prevention, Montreal Heart Institute. Clinical Professor, Faculty of Medicine, University of Montreal.25 janvier 2023
EN BREF
- La composition du microbiote intestinal a un effet important sur la motivation de souris de laboratoire à faire de l’exercice selon une étude publiée récemment.
- Deux bactéries intestinales sont particulièrement associées à une meilleure performance durant l’exercice : Eubacterium rectale et Coprococcus eutactus.
- Ces bactéries produisent des métabolites, les amides d’acides gras (AAG), qui se lient au récepteur des endocannabinoïdes de type 1 (CB1), situés dans les nerfs sensitifs au niveau de l’intestin et qui sont connectés au cerveau via la moelle épinière.
- La stimulation du récepteur CB1 cause une augmentation des niveaux de dopamine durant l’exercice, dans une région particulière du cerveau nommée striatum ventral où se trouvent les circuits de récompense.
Il est bien établi que l’exercice physique, pratiqué sur une base régulière, diminue le risque de développer des maladies chroniques, améliore la fonction cognitive et diminue le risque de mourir prématurément. Pour pouvoir profiter pleinement de ces nombreux bienfaits, il faut s’entraîner régulièrement et préférablement sur de longues périodes. Pourtant, nombreux sont ceux qui adoptent un style de vie sédentaire, et pour qui la motivation à faire de l’exercice est basse, voire inexistante. La motivation à faire de l’exercice est régie dans le système nerveux central et nécessite des signaux initiés par la dopamine, un neurotransmetteur impliqué dans une foule de fonctions, dont le contrôle moteur, l’attention, la mémoire, la cognition, le sommeil, le plaisir et la motivation. Les neurones qui produisent la dopamine sont retrouvés dans des régions du cerveau nommées aire tegmentale ventrale (ATV) et la substancia nigra. Les neurones dopaminergiques se prolongent dans d’autres parties du cerveau afin de réguler les aspects cognitif, émotionnel et motivationnel liés aux comportements associés à une récompense.
La motivation à faire de l’exercice dépend-elle uniquement de notre cerveau et de notre état d’esprit vis-à-vis cette activité ? Il semble que non selon une étude récente réalisée sur des souris qui montre que la motivation est en partie attribuable à des bactéries présentes dans l’intestin. Une découverte surprenante qui est le résultat des efforts combinés de plusieurs équipes de chercheurs.
Afin d’identifier de nouveaux régulateurs de la performance à l’exercice, les chercheurs ont utilisé une cohorte de 199 souris ayant une grande diversité génétique. La cohorte de souris a été soumise à des analyses poussées du génome, de métabolome, du microbiome et leur performance à l’exercice à été évaluée (tapis roulant, roue d’exercice). Les analyses génomiques suggèrent que les gènes contribuent très peu aux différences observées entre la performance à l’exercice des différentes souris.
Puisque des travaux antérieurs (voir ici, ici, ici, et ici) suggéraient que le microbiome aurait un rôle potentiel sur la performance durant l’exercice, les chercheurs ont voulu vérifier si la variabilité de la performance des différentes souris pouvait être attribuée au microbiome, en faisant des expériences dites de « perte de fonction » (déplétion du microbiome) et de « gain de fonction » (transplantation du microbiome). La déplétion complète du microbiome des souris avec des antibiotiques à large spectre a causé une diminution de la performance à l’exercice des souris d’environ 50 %. Au contraire, la transplantation du microbiome de souris performantes à l’exercice à des souris exemptes de germes (souris « germ-free », élevées dans des conditions stériles et ne contenant aucun microorganisme) a augmenté la performance à l’exercice des souris receveuses. De plus, la performance relative à l’exercice des souris receveuses était en corrélation avec celle des souris donneuses. Lorsque les traitements aux antibiotiques à large spectre ont cessé, la performance à l’exercice des souris est revenue à la normale, ainsi que celle des souris exemptes de germes lorsqu’on a cessé de les maintenir dans des conditions stériles. Dans l’ensemble, les résultats de ces expériences suggèrent que le microbiome contribue fortement à la capacité à faire de l’exercice chez la souris.
Afin d’identifier la classe de microorganismes et plus précisément quelles bactéries contribuent à la stimulation de la performance à l’exercice des souris, les souris ont été traitées par des antibiotiques à spectre plus étroit, et les intestins de souris exemptes de germes ont été colonisés avec un seul microorganisme. Parmi les bactéries testées, celles des genres Eubacterium et Coprococcus ont amélioré la performance à l’exercice des souris, à des niveaux comparables à ceux observés pour les souris ayant reçu une transplantation du microbiome complet.
Au niveau mécanistique, les chercheurs ont d’abord vérifié si l’amélioration de la performance à l’exercice par le microbiome n’était pas causée par un effet favorable sur la fonction musculaire. Or les résultats de plusieurs tests indiquent que le microbiome n’a pas d’effet significatif sur la physiologie des muscles. L’attention des chercheurs s’est ensuite portée sur la motivation, un des facteurs importants contribuant à la performance à l’exercice, avec la fonction musculo-squelettique.
Une région du cerveau qui est particulièrement impliquée dans le contrôle de la motivation est le striatum. Comme attendu, les niveaux du principal neurotransmetteur impliqué dans les signaux neuronaux de motivation/récompense dans le striatum, la dopamine, ont augmenté après que les souris ont fait de l’exercice. Or cette augmentation était beaucoup moins importante dans les souris dont le microbiome a été déplété, indiquant un rôle du microbiome dans le relargage de dopamine après l’exercice. Les niveaux de deux autres neurotransmetteurs importants dans le striatum, tels que le glutamate et l’acétylcholine, n’ont pas changé suite à l’exercice ou à la déplétion du microbiome.
De quelle façon des bactéries qui colonisent l’intestin peuvent-elles stimuler les niveaux de dopamine dans le cerveau ? Il y a deux voies possibles : 1) par des facteurs circulant, soit des métabolites produits par les bactéries ou 2) à travers des circuits neuronaux afférents. Des analyses protéomiques sur des échantillons de sang n’ont pas permis d’identifier de métabolite associé significativement à la performance à l’exercice qui est lié au microbiome. Les chercheurs se sont donc concentrés sur les neurones sensitifs qui innervent l’intestin.
Les chercheurs ont utilisé une lignée de souris (Trpv1DTA) dans laquelle une grande partie des nerfs vague et spinaux afférents qui expriment le récepteur vanilloïde sont absents. La performance à l’exercice des souris Trpv1DTA est peu élevée, comparable à celle des souris normales dont le microbiome a été déplété par des antibiotiques. La déplétion du microbiome dans les souris Trpv1DTA n’a pas modifié la performance à l’exercice.
Comment les bactéries intestinales peuvent-elles activer les nerfs sensitifs de l’intestin ? Les chercheurs ont montré que, in vitro, des neurones du nerf spinal isolés sont activés par des extraits fécaux de souris normales, mais beaucoup moins par des extraits provenant de souris sans microbiome. Ce résultat suggère qu’un métabolite provenant du microbiome est impliqué dans l’activation des nerfs sensitifs. Des analyses métabolomiques ont permis d’identifier des candidats, dont plusieurs parmi les plus puissants étaient des amides d’acides gras (AAG), tel le N-oléoyléthanolamide (OEA). Afin de prouver que ces composés peuvent à eux seuls stimuler la performance à l’exercice, les chercheurs ont introduit des suppléments de cinq AAG au régime alimentaire des souris dont le microbiome a été déplété par des antibiotiques. Cette supplémentation a rétabli les signaux générés par les nerfs sensitifs, la hausse des niveaux de dopamine dans le cerveau et la performance à l’exercice. Puis, les astucieux chercheurs ont transformé des bactéries E. coli que ne produisent normalement pas d’AAG en introduisant les gènes responsables de la production de ces métabolites. Les intestins de souris germ-free ont été colonisés avec cette bactérie modifiée pour produire des AAG ou avec la lignée parentale qui ne produit pas d’AAG. La performance à l’exercice a été améliorée par la colonisation avec les bactéries produisant des AAG, mais pas par celle avec les bactéries parentales. Finalement, les chercheurs ont montré que l’effet des AAG est médié par les récepteurs des endocannabinoïdes de type 1 (CB1), situés dans les nerfs sensitifs au niveau de l’intestin et qui sont connectés au cerveau via la moelle épinière.
Les études réalisées sur des souris ne se traduisent pas toujours chez l’humain, mais l’un comme l’autre possède un système endocannabinoïde similaire connecté au striatum ventral. Les résultats de cette étude laissent entrevoir de possibles interventions basées sur l’alimentation pour augmenter la motivation des personnes à faire de l’exercice et d’optimiser la performance des athlètes d’élite.
Dr Martin Juneau, M.D., FRCPCardiologue et Directeur de la prévention, Institut de Cardiologie de Montréal. Professeur titulaire de clinique, Faculté de médecine de l'Université de Montréal. / Cardiologist and Director of Prevention, Montreal Heart Institute. Clinical Professor, Faculty of Medicine, University of Montreal.14 décembre 2022
EN BREF
- Les participants à une étude qui faisaient leur séance d’exercice en fin de matinée avaient un risque 16 % moins élevé de subir un événement coronarien et 17 % moins élevé de subir un accident vasculaire cérébral (AVC), en comparaison avec ceux qui faisaient leur exercice à un autre moment de la journée.
- Ces effets étaient particulièrement prononcés chez les femmes, mais ils sont non-significatifs lorsqu’on considère les données pour les hommes uniquement.
- Ces résultats illustrent l’importance potentielle de la chronoactivité dans la prévention des maladies cardiovasculaires.
Est-il préférable de faire de l’exercice le matin ou plus tard dans la journée pour réduire le risque de maladie cardiovasculaire ? C’est une question à laquelle des chercheurs néerlandais ont tenté de répondre dans une étude auprès de 86 657 participants de la cohorte UK-Biobank, âgés de 62 ans en moyenne. Les données d’activité physique des participants ont été recueillies au début de l’étude à l’aide d’un accéléromètre triaxial porté au poignet sur une période de 7 jours. Six années après le début de l’étude, 3707 événements cardiovasculaires avaient été rapportés. Les participants qui faisaient leur séance d’exercice en fin de matinée avaient un risque 16 % moins élevé de subir un événement coronarien et 17 % moins élevé de subir un accident vasculaire cérébral (AVC), en comparaison avec ceux qui faisaient de l’exercice à un autre moment de la journée.
Ces effets étaient particulièrement prononcés chez les femmes. Au contraire, la plupart des associations favorables de l’activité physique matinale disparaissent lorsque les chercheurs ont analysé les données des hommes seulement. Cette différence demeure inexpliquée et soulève la possibilité qu’un facteur de confusion puisse en être la cause. Les femmes qui font de l’exercice le matin ont-elles de meilleures habitudes de vie, non reliées à l’exercice physique, telle une meilleure alimentation ?
Des études antérieures avaient montré une association favorable entre l’activité physique matinale et une meilleure santé cardiométabolique, tant pour l’obésité (voir ici, ici et ici), le diabète de type 2 que pour l’hypertension. Cependant, un certain nombre d’études ont montré des résultats complètement opposés. Par exemple, une étude réalisée récemment au Brésil indique que pour des hommes hypertendus, l’exercice pratiqué en soirée était plus efficace que l’exercice matinal pour la récupération du rythme cardiaque et la diminution de la pression artérielle. De plus, une étude suédoise auprès d’hommes atteints de diabète de type 2 indique que l’exercice par intervalle à haute intensité (acronyme anglais : HIIT) pratiqué l’après-midi était plus efficace que l’exercice matinal pour améliorer la glycémie. Il est à noter que ces deux dernières études d’intervention sont de type « randomisées et contrôlées », un design d’étude qui permet d’obtenir un niveau de preuve scientifique relativement élevé, même si ces études ont été réalisées avec un nombre peu important de participants.
D’autres études seront nécessaires pour mieux comprendre les phénomènes de chronoactivité, mais, peu importe qu’il soit fait le matin, l’après-midi ou en soirée, il est bien établi que l’exercice physique est bénéfique pour la santé cardiovasculaire, la santé mentale et la santé en général.
Dr Louis Bherer, Ph. D., NeuropsychologueProfesseur titulaire, Département de Médecine, Université de Montréal, Directeur adjoint scientifique à la direction de la prévention, chercheur et Directeur du Centre ÉPIC, Institut de cardiologie de Montréal.7 octobre 2022
EN BREF
- Les participants à une étude prospective qui marchaient davantage avaient un risque considérablement réduit de démence, de mortalité prématurée (toutes causes), de mortalité due à une maladie cardiovasculaire et d’incidence du cancer.
- L’effet bénéfique optimal de la marche est obtenu à près de 10 000 pas/jour pour les risques de démence, de mort prématurée et de cancer.
- Aussi peu que 3800 pas/jour sont associés à une diminution du risque de démence de 25 %, soit la moitié de l’effet maximal (50 %) obtenu à 9 800 pas/jour.
- Une plus grande intensité (nombre de pas/minute) de la marche était associée à des effets favorables sur la mort prématurée et l’incidence de maladie cardiovasculaire et de cancer.
Plusieurs études publiées à ce jour suggèrent qu’augmenter le nombre de pas marchés quotidiennement est important pour prévenir le développement des maladies chroniques et la mort prématurée. On entend souvent dans les médias ou sur les réseaux sociaux que le nombre de 10 000 pas/jour est la cible à atteindre pour bénéficier d’un maximum de bienfaits pour la santé (voir notre article sur le sujet). Certaines études indiquent pourtant qu’à 6 000 à 8 000 pas/jour l’effet protecteur maximal est atteint et que faire davantage de pas ne fait pas diminuer significativement le risque de mortalité de toutes causes, par exemple. Il y a cependant relativement peu de données sur le sujet et les études publiées à ce jour ne distinguent pas les différents types de marches (vie quotidienne vs exercice) et se sont peu intéressées à l’importance relative de l’intensité ou cadence de la marche.
Une étude prospective a récemment examiné l’association dose-effet entre la quantité (nombre de pas/jour) ou l’intensité (cadence) de la marche et l’incidence de démence. L’étude d’une durée moyenne de 6,9 années a été réalisée auprès de 78 430 personnes âgées de 40 à 79 ans faisant partie de la cohorte UK Biobank. Les participants ont porté un accéléromètre autour de leur poignet dominant 24 h par jour, 7 jours par semaine durant au moins 3 jours consécutifs et n’avaient pas de maladie cardiovasculaire, cancer ou démence diagnostiqués au début de l’étude. À partir des données recueillies par l’accéléromètre, il a été possible de déterminer :
- le nombre de pas total/jour ;
- le nombre de pas reliés aux activités de la vie quotidienne (ex. : marcher d’une pièce à l’autre), défini comme moins de 40 pas/minute ;
- le nombre de pas lors d’une activité physique intentionnelle, défini comme 40 pas ou plus par minutes (ex. : marche pour faire de l’exercice) ;
- la cadence maximale sur 30 minutes (c.-à-d. le nombre moyen de pas par minute enregistrés pour les 30 minutes, pas nécessairement consécutives, où la cadence était maximale).
À la fin de l’étude, soit 6,9 années après le début de l’étude, 866 participants avaient développé une démence. Les résultats montrent une association non linéaire entre le nombre de pas total/jour et le risque de démence . Le risque de démence diminue avec le nombre de pas total/jour jusqu’à 51 % de diminution à 9 826 pas/jour. Un nombre de pas/jour de 3 826 est associé à une diminution du risque de démence de 25 %, soit la moitié de l’effet maximal.
Figure 1. Association dose-effet entre le nombre total de pas marchés quotidiennement et l’incidence de démence.Adapté de del Pozo Cruz et coll., 2022.
Pour le nombre de pas reliés à la vie quotidienne, la dose optimale était de 3 677 pas/jour, avec une diminution du risque de démence de 42 %. En ce qui concerne le nombre de pas intentionnels , la dose optimale était de 6 315 pas, avec une diminution du risque de démence de 57 %. Pour la cadence maximale sur 30 minutes, la dose optimale était de 112 pas/minute, avec une diminution du risque de démence de 62 %.
Associations avec le risque de mortalité, maladie cardiovasculaire et cancer
Dans une seconde publication réalisée par les mêmes chercheurs et auprès de la même cohorte de la UK Biobank citée plus haut, l’association dose-effet entre la quantité ou l’intensité de la marche et la mortalité prématurée, la mortalité due aux maladies cardiovasculaires et l’incidence de cancer ont été examinées. Durant les sept années de l’étude, 1325 participants sont morts à cause d’un cancer et 664 participants sont morts à cause d’une maladie cardiovasculaire.
Le risque de mortalité prématurée diminue avec l’augmentation du nombre de pas total/jour, jusqu’à approximativement 10 000 pas/jour . Pour chaque 2 000 pas supplémentaires, le risque de mort prématurée diminue de 8 % , 10 % et 11 % .
Figure 1. Association dose-effet entre le nombre total de pas marchés/jour et la mortalité toutes causes confondues (panneau A), la mortalité due aux maladies cardiovasculaires (panneau B) et l’incidence de 13 cancers connus pour leur association avec un faible niveau d’activité physique (panneau C). Adapté de del Pozo Cruz et coll., 2022.
Les forces de cette étude sont la très grande taille de la cohorte, l’utilisation de l’accélérométrie et d’algorithmes qui ont permis de distinguer les pas marchés d’autres activités ambulatoires (un problème dans certaines études antérieures). Parmi les limitations, il y a premièrement que ce type d’étude, de nature observationnelle, ne permet pas d’établir un lien de cause à effet. Deuxièmement, les données d’accélérométrie au début de l’étude n’ont été collectées qu’une seule fois et pourraient par conséquent ne pas refléter parfaitement les habitudes de marche des participants. Cependant, des mesures multiples réalisées 4 années après le début de l’étude indiquent qu’il y a peu de variations entre les données obtenues lors des différentes mesures. De plus, il subsiste un risque de causalité inverse, c.-à-d. que la maladie (démence, cardiovasculaire, cancer) pourrait être la cause d’un faible nombre de pas marchés, malgré certaines précautions prises par les chercheurs pour minimiser ce risque.
Les chercheurs sont d’avis que la partie droite des courbes dose-effet ne reflète pas une réelle baisse d’effet favorable de la marche après 10 000 pas, mais qu’elle est plutôt le reflet de la rareté des données de marche ou d’événements (diagnostics de démences, maladie cardiovasculaire, décès) pour ces peu nombreux grands marcheurs. De plus, il est possible que certains participants particulièrement soucieux de leur santé se soient fixé une cible (popularisée dans les médias) de 10 000 pas/jour, ce qui pourrait expliquer pourquoi l’effet optimal est observé à cette quantité de marche.
Marcher davantage et marcher plus vite sont associés à des bienfaits pour la santé et la longévité. Bien que l’effet optimal pour la santé semble atteint aux alentours de 10 000 pas/jour, il faut réaliser que marcher entre 5 000 et 8 000 pas/jour permet de bénéficier grandement des effets positifs associés à la marche. De plus, il n’y a pas de seuil minimal pour l’association bénéfique entre le nombre de pas total marchés quotidiennement et la mortalité et la morbidité. Par exemple, rappelons qu’aussi peu que 3800 pas/jour sont associés à une diminution du risque de démence équivalente à la moitié de l’effet maximal obtenu à approx. 10 000 pas/jour. Les futures recommandations pour la prévention de la démence, des maladies cardiovasculaires et du cancer pourraient tenir compte de ces nouvelles données et encourager la population à marcher davantage et à une plus vive allure, afin de bénéficier optimalement des bienfaits de la marche pour la santé.
Dr Martin Juneau, M.D., FRCPCardiologue et Directeur de la prévention, Institut de Cardiologie de Montréal. Professeur titulaire de clinique, Faculté de médecine de l'Université de Montréal. / Cardiologist and Director of Prevention, Montreal Heart Institute. Clinical Professor, Faculty of Medicine, University of Montreal.5 août 2022
EN BREF
- L’exercice vigoureux (la course, par exemple) fait augmenter considérablement la concentration du métabolite N-lactoyl-phénylalanine (Lac-Phe) dans le sang d’animaux (souris, chevaux de course) et chez l’humain.
- L’administration chronique de Lac-Phe à des souris obèses a eu pour effet de diminuer leur appétit, leur poids et l’adiposité, en plus d’améliorer le contrôle de la glycémie.
- Chez l’humain, le Lac-Phe est produit en grande quantité après un exercice très intense (sprint), davantage qu’après des exercices de résistance (musculation) ou d’endurance (p. ex. : course, marche, vélo, nage).
L’exercice est très efficace pour protéger contre l’obésité et les maladies cardiométaboliques qui y sont associées, dont le diabète de type 2. Cependant, on ne connaît pas encore très bien les mécanismes cellulaires et moléculaires par lesquels l’exercice exerce des effets bénéfiques sur le métabolisme. Une équipe de chercheurs s’est récemment penchée sur la question en utilisant une approche métabolomique, c.-à-d. en étudiant l’expression de l’ensemble des métabolites suite à des séances d’exercice vigoureux (course). Le métabolite qui a augmenté le plus en réponse à l’exercice chez la souris était le N-lactoyl-phénylalanine (Lac-Phe), un résultat qui a été par la suite confirmé chez des chevaux de course Pur-sang.
Lac-Phe : un métabolite déjà connu
Le métabolite N-lactoyl-phénylalanine a été identifié pour la première fois il y a une dizaine d’années, mais jusqu’à tout récemment on ne connaissait pas sa fonction. Le Lac-Phe est produit à partir du lactate qui est généré dans les cellules musculaires lors de l’exercice vigoureux puis relargué dans la circulation sanguine, et de l’acide aminé phénylalanine (voir la figure ci-dessous). La formation de ce métabolite est catalysée (c.-à-d. grandement accélérée) par l’enzyme CNDP2 qui est exprimée dans plusieurs types de cellules (cellules du système immunitaire, cellules épithéliales, par exemple). Sans connaître sa fonction exacte, on savait déjà que ce métabolite augmente dans le sang des personnes qui ont fait de l’exercice.
Figure 1. Formation de Lac-Phe catalysée par l’enzyme CNDP2.
Le Lac-Phe diminue l’appétit et le poids corporel
L’activité du Lac-Phe a été testée sur des souris obèses (soumises à une diète à haute teneur en gras). L’administration quotidienne de Lac-Phe a fait perdre aux souris obèses 7 % de leur masse corporelle après 10 jours, réduit l’adiposité et amélioré le contrôle de la glycémie. Le niveau d’activité des souris est demeuré normal, mais ces dernières ont tout simplement mangé moins de nourriture (–50 % sur une période de 12 h). Curieusement, l’administration de Lac-Phe à des souris minces (non-obèses) n’a pas eu d’effet sur leur appétit. Les chercheurs ont émis l’hypothèse (non confirmée) que cette différence pourrait être due à une plus grande perméabilité de la barrière sang-cerveau chez les souris obèses, ce qui résulterait en des concentrations plus élevées de Lac-Phe dans le cerveau de ces dernières par comparaison aux souris minces.
Afin de démontrer la contribution du métabolite Lac-Phe à l’effet anti-obésité de l’exercice, les chercheurs ont utilisé des souris CNDP2-KO qui sont génétiquement modifiées pour produire moins de Lac-Phe (par le retrait du gène Cndp2). Les souris CNDP2-KO et des souris normales ont été soumises à une diète à haute teneur en gras et à un protocole d’exercice régulier durant 40 jours. Les souris CNDP2-KO ont mangé plus de nourriture et pris 13 % plus du poids (après 40 jours) que des souris normales. Ces résultats montrent clairement que le Lac-Phe est impliqué dans le contrôle de l’appétit chez la souris.
Et chez l’humain ?
Les chercheurs ont examiné les niveaux de Lac-Phe chez des personnes en bonne santé avant et après avoir fait de l’exercice chez deux cohortes indépendantes. Dans une première cohorte de 36 personnes, le Lac-Phe était le troisième métabolite qui a le plus augmenté après avoir fait de l’exercice. Cette augmentation de Lac-Phe persistait jusqu’à au moins 60 minutes après avoir cessé de faire de l’exercice, alors que celle du lactate revenait à près de zéro après 60 minutes.
Les participants de la seconde cohorte ont participé à trois types distincts d’exercice : sprint (vélo à intensité maximale), endurance (vélo à vitesse modérée), et résistance (musculation). Les niveaux de Lac-Phe ont augmenté après les trois types d’exercices (figure 2), mais beaucoup plus après un sprint à vélo (approx. 8 fois) qu’après un exercice de résistance (approx. 2,6 fois) ou d’endurance (approx. 1,6 fois).
Figure 2. Niveaux de Lac-Phe avant et après l’exercice dans une cohorte de huit personnes. Tous les participants ont fait trois types d’exercices différents : un exercice intense (sprints au vélo), un exercice d’endurance (90 minutes de vélo à vitesse modérée) et un exercice de résistance (exercice bilatéral d’extension du genou). La concentration de Lac-Phe a été mesurée dans des échantillons de sang prélevés avant et après chaque exercice à t= 0, 60, 120 et 180 minutes. Adapté de Li et coll., 2022.
On ne sait pas encore si le Lac-Phe diminue l’appétit des humains comme il le fait chez la souris, cela reste à être démontré. De plus, le Lac-Phe agit-il sur le contrôle de l’appétit dans le cerveau comme cela a été démontré pour la ghréline et la leptine, les hormones de l’appétit et la satiété ? Nul doute que la recherche à venir sur ce sujet nous réserve des découvertes intéressantes qui pourraient avoir un impact important sur la santé humaine.
Les chercheurs espèrent pouvoir un jour produire un médicament basé sur le Lac-Phe qui pourrait diminuer l’appétit de personnes obèses qui ne peuvent faire de l’exercice à cause d’autres problèmes de santé. Cependant, les adeptes des suppléments alimentaires doivent savoir que le Lac-Phe est complètement inactif lorsqu’il est pris oralement. Pour les personnes qui désirent perdre du poids en faisant de l’exercice, il semble donc qu’il soit bénéfique d’augmenter autant que possible l’intensité afin de diminuer davantage l’appétit et par conséquent l’apport calorique post-entraînement.
