Une étude révèle que les muscles envoient des signaux chimiques au cerveau pendant l'exercice

De plus en plus de preuves soutiennent l'idée que l'exercice est bénéfique à la fois pour le corps et l'esprit.

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Neuroscience, la relation entre l'activité physique et la santé du cerveau pourrait être encore plus étroitement liée.

Les chercheurs ont examiné comment les signaux chimiques produits par les muscles pendant le mouvement conduisent au développement neuronal dans le cerveau. Plus précisément, ils ont examiné comment l'exercice affecte l'hippocampe.

L'hippocampe est la partie du cerveau impliquée dans le stockage de la mémoire à long terme.

"Cette étude est la première à tenter de comprendre le mécanisme sous-jacent par lequel l'activité physique ou l'exercice peut affecter le cerveau. On sait depuis longtemps que l'exercice soutient un cerveau sain et améliore l'humeur et la cognition", a déclaré le Dr Andrew Newberg, neuroscientifique et directeur de recherche au Marcus Institute of Integrative Health et médecin au Jefferson University Hospital. "Cette étude montre qu'il peut y avoir des signaux chimiques libérés par les cellules musculaires qui ont un effet sur les neurones. Cette étude va donc à un niveau moléculaire plus profond lié à cet effet."

Ki Yun Lee, doctorant en sciences mécaniques et en génie à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et auteur principal de l'étude, a déclaré à Healthline que l'étude montre comment les produits chimiques des muscles peuvent avoir un impact sur des parties clés du cerveau, y compris les neurones de l'hippocampe.

"L'exercice est connu pour améliorer la santé cognitive en modifiant les neurones de l'hippocampe dans le cerveau", a déclaré à Healthline Ki Yun Lee, doctorant en sciences et ingénierie mécaniques à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et auteur principal de l'étude. "Notre étude fournit de nouvelles informations sur la façon dont les signaux chimiques des muscles qui se contractent in vitro peuvent accélérer la maturation des neurones de l'hippocampe et favoriser la formation de réseaux neuronaux."

Cette étude met en évidence le rôle essentiel des astrocytes, des cellules spécialisées qui entourent et soutiennent les neurones du cerveau, dans la régulation du développement des réseaux neuronaux de l'hippocampe.

En mettant en évidence le rôle critique des astrocytes dans la régulation de l'activité des neurones, qui sont souvent négligés dans la recherche sur le cerveau, l'étude suggère que le développement de nouveaux traitements pour les troubles neurologiques peut nécessiter de considérer non seulement les neurones mais aussi les astrocytes.

Lee a souligné que dans l'étude, l'équipe a découvert que le retrait des astrocytes des cultures cellulaires entraînait une "hyperexcitation" des neurones, ce qui peut être défini comme le moment où un neurone est plus susceptible d'être activé par un stimulus.

Dans au moins une étude de 2022 publiée dans Translational Psychaitry, les chercheurs ont découvert qu'une "activité neuronale anormalement élevée" est une caractéristique commune de la maladie d'Alzheimer et semble être associée à un déclin cognitif plus important.

Les nouveaux résultats de l'étude pourraient "avoir des implications importantes pour comprendre et traiter les troubles neurologiques, tels que l'épilepsie, qui est causée par l'hyperexcitabilité des neurones", a déclaré Lee.

Le traitement des astrocytes pourrait impliquer d'explorer des approches qui ciblent les astrocytes pour réguler leur activité et prévenir l'hyperexcitabilité dans les neurones, ouvrant potentiellement de nouvelles voies pour le traitement des troubles neurologiques, a ajouté Lee.

Newberg a souligné que davantage de recherches sont nécessaires pour vérifier ces premiers résultats, mais la recherche est intéressante.

"La découverte globale est que les cellules de l'hippocampe qui sont au cœur des réseaux cérébraux médiant la fonction cognitive et la mémoire sont affectées par les cellules musculaires via les astrocytes qui sont des cellules de soutien importantes dans le cerveau", a expliqué Newberg. "Cette cascade complexe montrée dans cette étude suggère comment le cerveau réagit à l'exercice."

Les résultats de l'étude confirment le nombre croissant de preuves que l'exercice est non seulement bénéfique pour la santé physique mais aussi pour la santé cognitive.

Plus précisément, les résultats suggèrent que les signaux chimiques des muscles en contraction peuvent déclencher une voie de signalisation qui améliore la fonction cognitive et peut avoir un potentiel thérapeutique pour le traitement des troubles neurologiques.

En outre, "les résultats ont des implications importantes pour le développement de nouvelles approches pour améliorer la santé cognitive et traiter les troubles neurologiques", a déclaré Lee. "En identifiant le rôle critique des astrocytes dans la médiation des effets de l'exercice sur les neurones de l'hippocampe, l'étude suggère que les recherches futures devraient tenir compte de l'interaction entre les muscles, les astrocytes et les neurones."

Les résultats de l'étude peuvent également éclairer le développement de programmes d'exercices spécifiquement conçus pour cibler l'interaction entre les muscles, les astrocytes et les neurones pour une santé cognitive optimale, a ajouté Lee.

"Cette étude confirme l'importance de l'exercice dans le cadre d'un programme de santé cérébrale pour les patients", a déclaré Newberg. "Cependant, des questions cliniques importantes (ainsi que des questions mécanistes) seraient en fin de compte quels types d'exercices sont les plus efficaces - aérobie vs anaérobie - et combien et pendant combien de temps?"

Selon de nouvelles recherches, l'exercice améliore certaines parties du cerveau, y compris l'activité neuronale dans l'hippocampe.

Les résultats de cette étude suggèrent que les signaux chimiques des muscles qui se contractent peuvent déclencher une voie de signalisation qui améliore la fonction cérébrale et pourrait potentiellement être bénéfique pour le traitement des problèmes de santé neurologiques.

En ce qui concerne les prochaines étapes, il est recommandé d'examiner les types d'exercices les plus efficaces - aérobie vs anaérobie - en examinant la fréquence et la durée.