Pour cela, l’équipe a analysé le milieu de culture de cellules musculaires (myoblastes L6) traitées par AICAR, ce qui leur a permis d’identifier une myokine, la cathepsine B, comme étant la candidate la plus prometteuse.
En mesurant ensuite le taux de cathepsine B chez des souris sédentaires et chez des souris actives, ils ont pu montrer qu’aucune augmentation du taux de cathepsine B n’était observable dans le plasma des premières, alors que le fait de courir augmentait significativement le taux plasmatique de 100 ng/mL à 3 jours à 120 ng/mL à 30 jours des souris actives [4].
Forts de ces données, les chercheurs ont étudié les capacités mémorielles de souris knock out pour la cathepsine B.
Ils ont pu observer que l’exercice n’améliorait plus la mémoire spatiale (test de la piscine de Morris) et n’induisait plus de neurogenèse chez ces souris knocked out contrairement à ce qui était observé chez les souris sauvages (non knocked-out) soumises à une activité intense [4].
Enfin, les chercheurs ont pu montrer que la cathepsine B augmentait les taux du facteur neurotrophique BDNF et de doublecortine (une protéine caractéristique des neurones en prolifération et différenciation) au niveau de cellules souches de l’hippocampe.
Cette augmentation dépendait de la protéine p11, une protéine déjà connue pour médier les effets des neurotransmetteurs dans le cerveau.
Des résultats reproductibles chez l’homme ?
Oui mais, le sport est-il aussi associé à une augmentation des taux de cathepsine B chez l’homme ? Les concentrations élevées de la myokine sont-elles aussi corrélées à une amélioration de nos fonctions cognitives ?
Pour le savoir, l’équipe du Pr van Praag a réalisé une étude chez 43 jeunes adultes (19 à 39 ans) pendant 4 mois [4]. En pratique, 23 sujets contrôles ont marché à 50 % de leur rythme cardiaque pendant 10 à 15 minutes deux fois par semaine et 20 sujets actifs ont été soumis à une activité de tapis roulant 3 fois par semaine à 70%-80% de leur rythme cardiaque pendant 45 à 75 minutes.
Résultat : l’amélioration de la forme physique observée chez les sujets « actifs » était associée à des taux de cathepsine B plus élevés.
Les mêmes individus ont ensuite été soumis à un test de mémoire dans lequel ils devaient copier un dessin complexe puis le reproduire de tête. Et, là-encore, les performances au test ont été corrélées aux taux de cathepsine B.
« La cathepsine B du muscle semble donc avoir des effets qui s’étendent jusqu’aux fonctions cognitives. Nous cherchons à présent à mieux comprendre les mécanismes sous-jacents», a conclu le Pr van Praag devant une assemblée de médecins conquise.
Si le cerveau commande aux muscles, il se pourrait bien que l’inverse soit vrai aussi…
REFERENCES:
1. Beyond muscles: the protean effects of exercise. Exercise and the brain. Jeudi 15 septembre. EASD 2016.
2. Narkar et coll., 2008.
3. Kobilo et coll., 2011, 2014.
4. Moon et coll. Running-Induced Systemic Cathepsin B Secretion Is Associated with Memory Function. Cell metabolism. Volume 24, Issue 2, p332–340, 9 August 2016.
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Citer cet article: Aude Lecrubier. Effets de l’exercice sur le cerveau : et si l’explication venait du muscle ? - Medscape - 13 oct 2016.
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