La pratique de l’exercice physique est bonne pour la santé en général et de façon spécifique pour le cerveau, car elle améliore les fonctions cérébrales et la résistance aux maladies neurodégénératives. Un des principaux facteurs de cette relation est le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF).

Le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF)

La neuroplasticité consiste à modifier les fonctions des neurones et des connexions diverses dans le système nerveux. La capacité de transformer les réseaux neuroniques permet au système nerveux central de réaliser des apprentissages et d’installer des mémoires. Les neurotrophines sont des protéines impliquées dans la croissance, la différenciation, la protection et la survie des neurones.

Le BDNF est une neurotrophine qui, en plus d’améliorer les transmissions synaptiques et la croissance neuronale, est particulièrement soumis à l’influence de l’exercice physique et de l’activité physique. Le BDNF constitue un important lien entre l’exercice physique et ses bienfaits sur la santé du cerveau y compris une amélioration des apprentissages et une diminution des symptômes psychiatriques.

BDNF et santé

• Les individus aux prises avec une dépression et des troubles de l’humeur présentent un plus faible taux de BDNF
  • Les antidépresseurs et l’exercice physique collaborent pour accroître le taux de BDNF dans l’hippocampe
• Les neurotrophines contribuent au métabolisme énergétique
  • Le BDNF joue un rôle dans l’oxydation des graisses dans le muscle squelettique – les graisses sont une source d’énergie
• Le BDNF contribue au contrôle et à l’entretien de la plasticité neuronale, ce qui fait de l’exercice physique un outil stratégique d’intervention auprès des personnes âgées aux prises avec un déclin cognitif
• Le BDNF contribue à l’atténuation des symptômes du syndrome métabolique
  • Chez les animaux, le BDNF diminue le glucose sanguin, accroît la sensibilité à l’insuline et diminue l’apport alimentaire
• Un taux élevé de BDNF est associé positivement à une amélioration de la performance cognitive

Effet de l’exercice physique sur le BDNF

À court terme

                Faits saillants:

• Une seule séance d’exercice aérobie suscite une augmentation du taux de BDNF; cependant, l’entraînement à la force n’a pas cet effet
• Une intensité plus élevée d’exercice engendre plus de BDNF

Une simple séance d’exercice aérobie génère une augmentation du taux de BDNF de repos en périphérie. L’effet est temporaire : le taux de BDNF revient à sa valeur initiale généralement en moins d’une heure. D’après des études in vitro (études réalisées dans un milieu contrôlé, en dehors de l’organisme vivant, p. ex. une culture cellulaire), le BDNF synthétisé par les fibres cellulaires du muscle en contraction est utilisé pour l’oxydation des graisses au lieu d’être relâché dans la circulation sanguine ; on ne sait pas s’il en est de même in vivo (dans l’organisme vivant).

Chez des personnes en bonne santé, un exercice ponctuel d’intensité faible à modérée semble moins efficace pour accroître le taux périphérique de BDNF, mais chez des personnes malades ou handicapées, cet exercice est plutôt efficace. Chez des personnes en bonne santé, il semble qu’un exercice ponctuel d’intensité élevée, incluant les tests incrémentaux jusqu’au maximum d’effort pour l’évaluation du VO₂ de pointe, engendre un plus haut taux périphérique de BDNF comparativement à des protocoles de plus faible intensité.

Les études sur les exercices de force ou contre résistance ne révèlent pas de variation du taux périphérique de BDNF de repos.

Les résultats des études divergent, mais l’augmentation du taux périphérique de BDNF au repos à la suite d’un exercice aérobie ponctuel semble acquise dans la majorité des études. La divergence peut être due aux caractéristiques des participants, au moment de la mesure et au locus de la mesure du BDNF : dans le sérum ou dans le plasma.

À long terme

                Fait saillant:

• Il est peu probable que les personnes pratiquant régulièrement un exercice physique présentent systématiquement un haut taux de BDNF

L’effet à long terme de l’exercice physique sur le taux périphérique du BDNF de base n’est pas établi, car les études présentent des résultats divergents. Chez des personnes en bonne santé, l’augmentation du taux périphérique du BDNF de base est peu vraisemblable. De fait, les athlètes pourraient présenter un plus faible taux de BDNF de base soit parce que la clairance des tissus périphériques est supérieure ou tout simplement parce que l’entraînement régulier élève le volume plasmatique des athlètes.

Le parcours du BDNF

Le retour aux valeurs de base du taux périphérique du BDNF à la suite d’un exercice ponctuel et l’absence de modification du taux périphérique du BDNF de base à la suite d’un exercice à long terme suggèrent que, dans ces deux cas, la clairance du BDNF est plus élevée comparativement à l’inaction de l’organisme. Il est possible que le BDNF, tissulaire et sanguin, soit utilisé en périphérie pour l’oxydation des graisses ou la réparation du muscle, mais il est aussi possible que le BDNF aboutisse dans le système nerveux central via la barrière hématoencéphalique.

D’après des études, le BDNF peut traverser la barrière hématoencéphalique chez la souris. Chez les animaux, l’exercice physique génère une augmentation du BDNF dans plusieurs régions du cerveau, notamment dans l’hippocampe, un centre d’apprentissage et de mémoire. Toutefois, la barrière hématoencéphalique humaine diffère de celle de l’animal ; on ne peut donc pas conclure que, chez l’humain, l’augmentation de la production du BDNF en périphérie engendre une augmentation de la production du BDNF dans le système nerveux central.

La relation précise entre l’augmentation du BDNF en périphérie et le taux du BDNF dans le système nerveux central n’est pas claire. Quoi qu’il en soit, les bienfaits de l’exercice physique sur la santé du cerveau sont univoques. L’activité physique a des effets positifs chez les personnes en bonne santé et chez les personnes âgées avec ou sans maladies neurodégénératives ou métaboliques. Les études ultérieures dans ce domaine devraient nous permettre de transposer chez l’humain les connaissances acquises chez l’animal. De plus, il serait important de préciser les paramètres spécifiques de l’exercice physique afin de cibler les bienfaits fonctionnels. Il serait aussi intéressant de préciser les effets de l’action combinée de l’exercice physique et des médicaments comparativement à leur utilisation isolée.

Sources:
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À propos de l’auteure : Lily est une étudiante de 4e année dans le programme de kinésiologie à l’Université Western. Son expérience athlétique est dans la nage synchronisée et elle continue sa participation dans le sport comme entraîneuse et comme nageuse sur l’équipe universitaire. 

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