Activité sportive : quels bienfaits sur le corps et le cerveau ?

Le sport c’est bon pour la santé ! Cet adage est bien connu de tous, cependant le sport a-t-il une influence sur le fonctionnement de notre cerveau ? Dans cet article, un peu différent de ceux publiés habituellement, nous allons vous décrire les effets de la pratique sportive sur le corps, le cerveau, mais également une étude originale réalisée chez des ultra-trailers… 

La sédentarité, un risque pour la santé

Place de la sédentarité dans le monde

On considère aujourd’hui que la sédentarité est le quatrième facteur de risque de mortalité au niveau mondial (6 % des décès), juste après l’hypertension artérielle (13 %), le tabagisme (9 %) et un taux élevé de glucose dans le sang (diabète) (6 %) [1].

L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) encourage la pratique d’une activité physique régulière. Elle a établi des recommandations de pratique d’activité physique (fréquence, durée, intensité, type et quantité totale) nécessaires à la prévention des maladies non transmissibles [1].

Différence entre sport et activité physique

Avant de poursuivre il est important de souligner que sport n’est pas égal à activité physique.

L’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) définit l’activité physique comme tout mouvement corporel produit par les muscles qui requiert une dépense d’énergie – ce qui comprend les mouvements effectués en travaillant, en jouant, en accomplissant les tâches ménagères, en se déplaçant et pendant les activités de loisirs.

Le terme «activité physique» ne doit pas être confondu avec l’expression «faire de l’exercice ou sport», qui est une sous-catégorie de l’activité physique plus délibérée, structurée, répétitive, et qui vise à améliorer ou à entretenir un ou plusieurs aspects de la condition physique.

Recommandations de l’OMS

Citons les recommandations de l’OMS pour la catégorie d’âge qui concerne la majorité de nos lecteurs : 18-64 ans [1]

1. Les adultes âgés de 18 à 64 ans devraient pratiquer au moins, au cours de la semaine, 150 minutes d’activité d’endurance d’intensité modérée ou au moins 75 minutes d’activité d’endurance d’intensité soutenue, ou une combinaison équivalente d’activité d’intensité modérée et soutenue.

2. L’activité d’endurance devrait être pratiquée par périodes d’au moins 10 minutes.

3. Pour pouvoir en retirer des bénéfices supplémentaires sur le plan de la santé, les adultes de cette classe d’âge devraient augmenter la durée de leur activité d’endurance d’intensité modérée de façon à atteindre 300 minutes par semaine ou pratiquer 150 minutes par semaine d’activité d’intensité soutenue, ou une combinaison équivalente d’activité d’intensité modérée et soutenue.

4. Des exercices de renforcement musculaire faisant intervenir les principaux groupes musculaires devraient être pratiqués au moins deux jours par semaine

Les bénéfices de l’activité physique

Sur la prévention des maladies

Les effets bénéfiques de l’activité physique sont aujourd’hui reconnus par la communauté scientifique et médicale [2]. Par exemple la pratique à une intensité modérée peut réduire les risques d’apparition de certaines pathologies, telles que :

–          l’obésité incidente,

–         certains types de cancer (principalement du côlon et du sein),

–          le diabète non insulinodépendant,

–          l’ostéoporose,

–          et les maladies cardiovasculaires.

Sur le cerveau

Les effets sur la santé cérébrale et cognitive sont moins connus. Il est d’ailleurs important de distinguer les effets aigus et les effets chroniques de cette activité.

Peu d’études ont été réalisées chez l’homme. Elles sont essentiellement réalisées chez les animaux [4]. Plusieurs mécanismes sont cités pour expliquer les effets bénéfiques de l’activité physique sur le fonctionnement du cerveau [3] :

– une augmentation du débit sanguin cérébral dans certaines aires du cerveau

une augmentation de la plasticité synaptique (capacité de remodelage du cerveau, remodelage par exemple après un accident vasculaire cérébral)

une augmentation de la neurogenèse (fabrication de neurones)

une augmentation des catécholamines cérébrales (« hormones » du cerveau qui stimulent son fonctionnement)

Nous ne rentrerons pas dans le détail des différents mécanismes qui sont complexes.

Exemple de l’effet de l’activité physique sur une structure particulière du cerveau : l’hippocampe 

Erickson et al. [5] a montré qu’un programme d’activité physique aérobie de 6 mois entraîne une augmentation du volume de l’hippocampe de 2 %. L’hippocampe est une structure du cerveau qui diminue de volume avec l’âge. Elle est notamment très diminuée de volume dans la maladie d’Alzheimer. L’activité physique aide donc à prévenir le vieillissement du cerveau.

Image [6] : Place de l’Hippocampe dans le cerveau humain

Bon très bien, l’activité physique a des effets sur la santé globale. Bien que démontré de manière robuste, elle a aussi des effets sur la santé cérébrale. C’est l’exercice physique aérobie pratiqué de manière chronique qui est bénéfique. Pour rappel, les exercices aérobies sont les exercices dits d’endurance.

Etude : ultra-trail et cerveau

L’exemple de la TransEurope Footrace [7]

Une étude originale a été menée en 2009 sur une épreuve d’ultra-endurance, la TransEurope FootRace (4486 kms en 64 étapes de l’Italie à la Norvège) afin d’étudier les répercussions de cette activité sur le corps humain à plusieurs niveaux.

 Image [7] : Parcours de la TransEurope

Les coureurs ont bénéficié d’un suivi médical complet : suivi électrocardiogramme, IRM musculo squelettique, IRM cérébrale, IRM cardiaque, bilans sanguins, recueil de données biométriques etc. Ce suivi a été réalisé pendant la course dans un camion remorque muni d’une IRM mobile. Puis le suivi s’est également déroulé après la course pour étudier les effets de cette épreuve à plus long terme.

Effets de l’ultra-endurance sur le cerveau

Plusieurs choses ont été mises en avant, intéressons-nous uniquement à ce qui a été avancé sur le cerveau. Schütz a montré que la taille du cerveau rétrécit jusqu’à diminuer de 6 % (à titre comparatif, le processus physiologique de vieillissement engendre une perte de substance cérébrale de l’ordre de 0,2% par an). Ce rétrécissement peut être le résultat d’une fatigue extrême ou d’une sous-nutrition. Toutefois, l’explication la plus probable pour les chercheurs est un manque de stimulation… visuelle. En effet, les régions cérébrales les plus affectées impliquent le traitement visuel. « Cette zone peut avoir été massivement sous-stimulée parce que les coureurs ne voient quasiment que des routes pendant 64 jours », explique Uwe Schütz. Il n’exclut cependant pas une autre hypothèse envisageable pour expliquer la diminution de taille du cerveau pendant la course. Ce dernier se réorganiserait afin de transférer l’énergie dans la motivation. « Il est difficile de trouver le fin mot de l’histoire, résume Uwe Schütz. Toutefois, on sait déjà que cet effet est temporaire puisque le cerveau regagne sa taille initiale dans les 6 mois après la course. »

Plasticité cérébrale

Les modifications constatées lors de cette étude font appel au processus mentionné un peu plus haut de remodelage du cerveau : la plasticité cérébrale. En effet les coureurs avaient pour rôle de courir pendant des milliers de kilomètres. Le cerveau s’est donc réorganisé pour « activer les meilleures parties du cerveau ». Il a diminué la fonction des aires de la vision. En effet pas besoin d’avoir un œil de lynx pour courir pendant des jours et des jours. Par contre, il a augmenté la fonction des aires de la motivation notamment. En effet pour réaliser ce genre d’épreuve, mieux vaut être motivé. 

Cette étude montre donc l’influence de l’activité physique sur certaines fonctions cérébrales. Ainsi la pratique d’une activité physique peut modifier de manière transitoire le fonctionnement de notre cerveau pour s’adapter à une situation. Il serait intéressant de pouvoir explorer ce qu’il se passe réellement dans notre cerveau pendant la course à pied. Cet aspect peut faire écho à la notion de force mentale dans la pratique de la course à pied. En effet que se passe-t-il au niveau mental pour que certains coureurs soient meilleurs que d’autres ? Gagne-t-on une course avec ses jambes, sa tête, les deux ?

On peut ainsi démontrer l’impact de l’activité physique et du sport à plusieurs niveaux :

–          la pratique d’une activité physique aérobie chronique a des effets bénéfiques sur la santé globale et sur certaines fonctions cérébrales (notamment le vieillissement)

–          la pratique d’une activité physique peut modifier de manière transitoire le fonctionnement de notre cerveau pour s’adapter à une situation.

Bibliographie

[1] https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44436/9789242599978_fre.pdf?ua=1

[2] Vogel T, Brechat P-H, Leprêtre P-M, Kaltenbach G, Berthel M, Lonsdorfer J. Health benefits of physical activity in older patients: a review. Int J Clin Pract 2009;63:303–20. doi:10.1111/j.1742-1241.2008.01957.x.

[3] Michel Audiffren, Nathalie André et Cédric Albinet. Effets positifs de l’exercice physique chronique sur les fonctions cognitives des seniors : bilan et perspectives. Rev Neuropsychol 2011;Volume 3:pages 207 à 225. doi:doi:10.1684/nrp.2011.0191.

[4] Morris T, Gomes Osman J, Tormos Muñoz JM, Costa Miserachs D, Pascual Leone A. The role of physical exercise in cognitive recovery after traumatic brain injury: A systematic review. Restor Neurol Neurosci 2016;34:977–88. doi:10.3233/RNN-160687.

[5] Erickson KI, Voss MW, Prakash RS, Basak C, Szabo A, Chaddock L, et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc Natl Acad Sci 2011;108:3017–22. doi:10.1073/pnas.1015950108.

[6] https://www.irbms.com/cerveau-activite-physique-bienfaits-hippocampe/

[7] Schütz UH, Schmidt-Trucksäss A, Knechtle B, Machann J, Wiedelbach H, Ehrhardt M, et al. The Transeurope Footrace Project: longitudinal data acquisition in a cluster randomized mobile MRI observational cohort study on 44 endurance runners at a 64-stage 4,486km transcontinental ultramarathon. BMC Med 2012;10. https://doi.org/10.1186/1741-7015-10-78.

[8] https://www.marathons.fr/TransEurope-Footrace-2009-L-Europe-en-courant

Un article rédigé par :

Pauline Six – Médecin du sport

 

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