Exercice, ingestion de nitrate, plasticité cérébrale

Petrie, M., Rejeski, W.J., Basu, S., Laurienti, P.J., Marsh, A.P., Norris, J.L., Kim-Shapiro, D.B. and Burdette, J.H. (2016) Beet root juice: an ergogenic aid for exercise and the aging brain. The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences 72, 1284-1289

(voir l'abstract ici)

Les termes équivalents de plasticité neuronale, de neuroplasticité et de plasticité cérébrale désignent les mécanismes de neurogénèse grâce auxquels le fonctionnement du cerveau a la possibilité de se modifier lors de la vie embryonnaire et également lors de l’apprentissage. Les réseaux de neurones se créant, se défaisant, se réorganisant, le cerveau est dit «plastique», ou malléable.

Comme on le sait, l’exercice physique exerce des effets favorables sur la plasticité cérébrale du sujet âgé. A la suite d’une augmentation de la biodisponibilité en oxyde nitrique NO, on sait aussi que l’ingestion de jus de betterave améliore la performance physique et le débit sanguin cérébral [Researchers have established a link between brain plasticity and exercise in the aging brain. Researchers have also observed improvements in exercise performance and increased blood flow to the brain within the ingestion of beet root juice (BRJ) due to increased availability of nitric oxide (NO)].

Les auteurs américains [Université de Wake Forest, Winston-Salem, USA] cherchent, dès lors, à savoir si, chez le sujet âgé, la combinaison de l’exercice physique et de l’ingestion de jus de betterave pourrait agir de manière synergique sur la plasticité cérébrale.

Ils recrutent 26 sujets (12 hommes et 14 femmes), âgés en moyenne de 65 ans, sans hypertension ou avec hypertension contrôlée. Pendant 6 semaines, les sujets sont répartis en deux groupes:

- exercice + ingestion d’un jus de betterave déplété en nitrate [groupe PLACEBO],

-exercice + ingestion d’un jus de betterave riche en nitrate [groupe BRJ ou «Beet Root Juice»].

L’exercice consiste en trois sessions hebdomadaires de 50 minutes de course sur tapis roulant, d’où un total de 18 sessions en six semaines.

Selon le groupe auquel ils appartiennent, les sujets ingèrent chaque jour:

- soit 70 ml d’un jus de betterave déplété en nitrate apportant 1.1 mg de NO3-,

- soit 70 ml d’un jus de betterave riche en nitrate apportant 560 mg de NO3-.

Deux IRM cérébrales de contrôle sont effectuées, l’une avant la randomisation, l’autre après les 6 semaines d’exercice physique. Par ailleurs, la consommation d’oxygène maximale [VO2peak] est évaluée en ml kg-1 min-1. Divisée par un facteur standard de 3.5 ml kg-1 min-1, elle donne un «équivalent métabolique» [Peak metabolic equivalent [MET] (Metabolic Equivalent of Task, MET) capacity], qui informe sur l'intensité de l’activité physique et de la dépense énergétique.

Après 6 semaines, chez les sujets âgés du groupe BRJ ayant ingéré 560 mg de nitrate NO3- par jour, les IRM cérébrales détectent une augmentation de la consistance des régions somato-motrices, correspondant plus particulièrement à l’aire motrice pyramidale, au cortex somatosensoriel et à l’aire motrice supplémentaire [There is increased somatomotor community consistency following exercise in the BRJ group […]. The community in the somatomotor cortex included the primary motor cortex, somatosensory cortex, and midline supplementary motor regions].

Chez les sujets du groupe BRJ, après 6 semaines, on observe, de même, une amélioration des connexions fonctionnelles à l’intérieur des aires motrices, le nombre des connexions compensatoires entre cortex moteur et cortex insulaire (ou insula) ayant diminué [In the current study, we observed that exercise + BRJ improved functional connections within the motor community and resulted in fewer compensatory connections between the motor cortex and insula than exercise + placebo].

Enfin, après 6 semaines, les sujets du groupe BRJ ont un plus fort «équivalent métabolique» que les sujets du groupe placebo, sans cependant que la différence n’atteigne la significativité statistique (p = 0.11) [The exercise + BRJ resulted in an improvement over exercise + placebo by 0.44 in peak MET capacity […] The data on peak MET capacity did not reach conventional levels of statistical significance].

Il serait excessif d’affirmer que, chez le sujet âgé, l’association d’exercices réguliers et d’un régime riche en nitrate NO3- redonne au cerveau une fonctionnalité similaire à celle qui est la sienne chez l’adulte jeune. Les données recueillies par les auteurs américains leur permettent cependant de suggérer que l’association d’exercices réguliers et d’un régime riche en nitrates améliore davantage la neuroplasticité que ne le font les exercices réguliers seuls [Although we cannot suggest that the exercise + BRJ resulted in brain health or mobility similar to younger adults, the data do suggest that the combination of BRJ with exercise resulted in neuroplasticity that substantially exceeded exercise alone].

Comme le reconnaissent les auteurs eux-mêmes, il reste à vérifier le fait sur un plus grand nombre de sujets, sur une plus longue période et, également à d’autres âges de la vie.

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