Étude des effets de programmes d’entrainement en endurance sur la performance, les fonctions cognitives et sensorimotrices ainsi que sur la plasticité cérébrale chez le rat sain et ayant subi une ischémie cérébrale

Nicolas HUGUES

Equipe « Activités précoces dans le cerveau en développement »

Résumé : Au-delà de son rôle important dans l’amélioration des fonctions cardiovasculaires et musculaires, l’exercice d’endurance chronique est désormais reconnu pour prévenir les pathologies neurologiques en favorisant la plasticité cérébrale. En effet, l’entraînement en endurance peut modifier à la fois le fonctionnement du cortex et de l’hippocampe, deux des zones cérébrales très sensibles à l’entraînement en endurance, jouant un rôle majeur dans les fonctions motrices et cognitives. Cependant, bien que de plus en plus étudiés, les bénéfices de l’entraînement en endurance sur la santé cérébrale ainsi que sur le comportement restent controversés en raison de la diversité des protocoles utilisés. En effet, ces protocoles d’entraînement sont trop rarement individualisés, durent de quelques jours à plusieurs semaines et manquent de points de mesure intermédiaires pour mieux comprendre la cinétique de leurs effets. Parmi ces régimes d’entraînement en endurance, deux d’entre eux semblent présenter un intérêt certain. Le premier est évidemment le traditionnel entraînement continu d’intensité modérée (MICT), tandis que le second gagne encore en popularité, l’entraînement par intervalles de haute intensité (HIIT). La première étude de ce manuscrit visait donc à définir le décours temporel des effets des HIIT et des MICT sur la plasticité corticale, l’endurance et les performances sensorimotrices pendant une période d’entraînement de 8 semaines chez des rats sains. Les résultats indiquent une amélioration précoce et supérieure de l’endurance suite à des HIIT. Néanmoins, les MICT favoriseraient une augmentation précoce des marqueurs de neuroplasticité. Cependant, alors que les effets bénéfiques du MICT semblent diminuer au fil du temps, les HIIT réguleraient à la hausse marqueurs neurotrophiques, métaboliques et angiogéniques à 2 et 8 semaines. Ainsi, les effets propres aux HIIT et MICT semblent être spécifique en fonction du temps, et suggèrent un effet complémentaire qui pourrait être utile dans les directives d’exercice physique pour maintenir la santé cérébrale.
En plus de leur rôle dans l’optimisation et la prévention de la santé cérébrale et des maladies cardio-vasculaires, les entraînements d’endurance restent étudiés pour leurs effets thérapeutiques après une ischémie cérébrale. Bien que les HIIT avec de longs intervalles aient déjà montré une légère supériorité par rapport aux MICT à charge de travail similaire pendant la période critique de plasticité (c’est-à-dire les premières semaines chez les rongeurs), ils restent insuffisants pour promouvoir une récupération fonctionnelle complète. C’est pourquoi les deuxième et troisième études visaient à définir l’efficacité du HIIT avec intervalles longs vs intervalles courts sur les cortex ipsi- et controlésionnels ainsi que sur la récupération fonctionnelle et cognitive après ischémie cérébrale. Si les deux régimes ont permis d’améliorer les performances d’endurance et la plasticité corticale, principalement dans le cortex controlésionnel, le HIIT long a semblé favoriser une récupération complète plus précoce de la force de préhension. Cependant, tant chez les rats sains que chez les rats AVC, les régimes d’entraînement en endurance restent insuffisants pour favoriser l’amélioration des fonctions cognitives. Comme l’entraînement d’endurance sur tapis roulant n’exige pas une forte demande cognitive, sa combinaison avec un entraînement cognitif pourrait potentiellement limiter le déclin cognitif post-AVC. Ainsi, l’efficacité de la combinaison d’un entraînement cognitif avec le MICT et le HIIT est le but de la quatrième étude de ce manuscrit, qui est toujours en cours.

Jury
Christophe PORCHER, Président du jury – INMED UMR 1249, Marseille
Anne TESSIER, Rapporteure – CAPS U1093, Dijon
Mathieu GRUET, Rapporteur – UMR DMEM, Montpellier
Olivier DUPUY, Examinateur – MOVE UR2096, Poitiers
Éric BERTON, Co-directeur de thèse – ISM UMR 7287, Marseille
Jérôme LAURIN, Co-directeur de thèse – INMED UMR 1249, Marseille

Jeudi 9 mars 2023 à 14h, salle de conférence de l’Inmed