L'exercice physique inhibe les troubles cognitifs et la perte de mémoire chez les souris âgées, et améliore les protéines synaptiques pré- et post-synaptiques dans l'hippocampe des souris jeunes et âgées

《Neuromolecular Medicine》a publié dans son volume 26, numéro 31 de 2024, un article scientifique rédigé par Ricardo Augusto Leoni de Sousa et son équipe de recherche. L’article est intitulé “L’exercice physique inhibe la déficience cognitive et la perte de mémoire chez les souris âgées, et améliore les protéines pré- et post-synaptiques dans l’hippocampe des souris jeunes et âgées”. Cette étude visait à évaluer les effets de l’exercice physique, en particulier la natation, sur le cerveau et le comportement des souris jeunes et âgées. Dans ce rapport d’actualité, nous allons détailler le contexte de cette recherche, la méthodologie, les résultats expérimentaux et les conclusions tirées.

Contexte de la recherche

Les cellules cérébrales s’adaptent généralement à mesure que des défis bioénergétiques se produisent (comme l’activité soutenue dans les circuits neuronaux et le stress induit par l’exercice physique). Ces réponses adaptatives impliquent la formation de nouvelles synapses, le “renforcement” des synapses existantes et la production de nouveaux neurones. Des recherches modernes indiquent que les défis bioénergétiques (comme la maladie d’Alzheimer et le vieillissement) activent des facteurs de transcription au niveau moléculaire, impliquant divers stress métaboliques, oxydatifs, excitotoxiques et protéotoxiques, tous liés aux mécanismes pathogéniques de diverses maladies cérébrales. D’autre part, l’exercice physique, en tant que défi bioénergétique intermittent, peut retarder les facteurs liés au vieillissement. Cette étude s’est basée sur ce contexte pour explorer les effets de l’exercice physique sur le cerveau et le comportement.

Source de l’article

Les principaux auteurs de cet article incluent Ricardo Augusto Leoni de Sousa et al., provenant d’institutions telles que le Département fédéral brésilien de l’éducation à l’emploi, la Société brésilienne de physiologie et le Groupe de recherche en neurosciences et exercice. L’article a été reçu le 1er juin 2024, accepté le 7 juillet 2024, et publié dans le journal 《Neuromolecular Medicine》 en 2024.

Méthodologie de recherche

Conception expérimentale

Les sujets de l’expérience étaient 48 souris mâles C57BL/6J, réparties en 4 groupes (12 par groupe) : groupe sédentaire de 3 mois (3 months-sed), groupe sédentaire de 18 mois (18 months-sed), groupe exercice de 3 mois (3 months-exe) et groupe exercice de 18 mois (18 months-exe). Les groupes d’exercice ont suivi un entraînement de natation de 30 minutes par jour, 5 jours par semaine, pendant 4 semaines. L’entraînement de natation a commencé après une semaine d’adaptation, où le temps de natation a progressivement augmenté de 10 à 30 minutes par jour.

Tâches comportementales

24 heures après la dernière session de natation, une série de tâches comportementales ont été réalisées pour évaluer l’activité motrice, les manifestations d’anxiété, la mémoire de travail et la mémoire spatiale des souris. Ces tâches comprenaient :

1. Test en champ ouvert (OFT) : Évalue l’activité motrice et le comportement anxieux des souris en mesurant leur activité dans une arène comprenant une zone centrale et une zone périphérique.
2. Test de reconnaissance d’objet nouveau (NOR) : Évalue la mémoire de travail des souris en testant leur temps d’exploration dans une arène avec des objets identiques et différents.
3. Test de reconnaissance de déplacement d’objet (DOR) : Distinct du NOR, ce test évalue la mémoire spatiale des souris en déplaçant la position d’un objet dans l’arène.

Les tâches expérimentales ont été enregistrées à l’aide du système de suivi vidéo Noldus Etho Vision XT.

Analyses moléculaires et biochimiques

Après l’achèvement des tâches comportementales, les souris ont été euthanasiées et la région de l’hippocampe a été extraite pour l’analyse des protéines et la mesure des paramètres de peroxydation lipidique et d’état redox. Les niveaux de protéines ont été déterminés par Western Blot, avec la concentration de protéines mesurée à l’aide du kit de dosage de protéines BCA. La peroxydation lipidique a été mesurée par la méthode des substances réactives à l’acide thiobarbiturique, et l’état redox par la méthode du pouvoir antioxydant réducteur du fer (FRAP).

Analyse statistique

Les données expérimentales ont été analysées à l’aide de GraphPad Prism, en utilisant l’analyse de variance à sens unique (ANOVA) avec le test post-hoc de Tukey pour les comparaisons multiples.

Résultats de la recherche

La mémoire de travail et la mémoire spatiale sont affectées par le vieillissement

L’expérience a révélé que les souris âgées n’ayant pas fait d’exercice physique (groupe 18 months-sed) présentaient un déclin cognitif et une perte de mémoire dans les tâches de mémoire de travail et de mémoire spatiale. Cela indique que le vieillissement entraîne une diminution des fonctions cognitives.

Amélioration des protéines pré- et post-synaptiques

Les niveaux de protéines pré-synaptiques (synaptophysine) et post-synaptiques (PSD95) étaient significativement améliorés dans les groupes d’exercice (3 months-exe et 18 months-exe), tandis qu’aucun changement significatif n’a été observé dans les groupes sédentaires. Cela suggère que l’exercice physique peut efficacement augmenter les niveaux de protéines liées aux synapses, améliorant ainsi la fonction mnésique, tant chez les jeunes souris que chez les souris âgées.

Réduction de la peroxydation lipidique

Dans les groupes sédentaires, les souris âgées (groupe 18 months-sed) ont montré des niveaux plus élevés de peroxydation lipidique, tandis que le groupe jeune d’exercice (3 months-exe) a montré une plus grande capacité antioxydante. Ces résultats indiquent en outre que l’exercice physique peut réduire les dommages du stress oxydatif liés au vieillissement, protégeant ainsi les fonctions cognitives.

Conclusion

Cette étude démontre clairement qu’un exercice aérobique modéré comme la natation peut inhiber la déficience cognitive et la perte de mémoire chez les souris âgées, et améliorer les niveaux de protéines pré- et post-synaptiques dans l’hippocampe des souris jeunes et âgées. De plus, l’exercice physique aide à réduire la peroxydation lipidique et à augmenter la capacité antioxydante, exerçant ainsi un effet protecteur sur les cellules cérébrales. Ces découvertes suggèrent que l’exercice régulier est non seulement bénéfique pour la santé physique, mais constitue également un moyen efficace de protéger les fonctions cérébrales.

Valeur et signification de l’étude

Cette étude offre une nouvelle perspective sur la compréhension des effets de l’exercice physique sur les changements comportementaux et moléculaires du cerveau induits par le vieillissement. Bien que l’étude ait utilisé un modèle murin, ces découvertes suggèrent également les effets potentiels du maintien de l’activité physique dans la prévention des troubles cognitifs chez l’homme. À l’avenir, des études cliniques supplémentaires pourraient valider ces découvertes, fournissant une base théorique et des preuves scientifiques pour la prévention de la maladie d’Alzheimer et d’autres maladies neurodégénératives.