L'impact de l'exercice sur la cognition dépendante de l'hippocampe et le microbiote intestinal (NeuroFit)

Question de recherche principale : L'exercice physique a-t-il un impact sur la cognition globale, la fonction de mémoire dépendante de l'hippocampe et le microbiote intestinal dans une population humaine d'âge moyen ?

L'âge moyen est une période critique pour les changements cognitifs/d'humeur et précède la démence prodromique, qui est médiée par des changements dans la neuroplasticité et une altération du microbiote intestinal. Cette période de la durée de vie est également associée à une prise de poids, à une baisse du métabolisme et de la forme physique. Pourtant, il n'est pas clair si les changements cognitifs et d'humeur peuvent être améliorés en réponse à l'exercice et au rôle du microbiote intestinal.

L'hippocampe joue un rôle dans la cognition et l'humeur et est vulnérable aux changements intestinaux et métaboliques. Il est capable de générer de nouveaux neurones à partir de cellules souches neurales tout au long de la vie. Il s'agit d'un processus modifiable de neuroplasticité appelé neurogenèse hippocampique adulte (AHN), qui diminue avec l'âge dans le cerveau humain et celui des rongeurs. L'exercice est un activateur robuste de l'AHN et atténue les déficits du cerveau âgé. Des études sur des rongeurs ont montré que l'AHN sous-tend les effets antidépresseurs et certaines formes de mémoire. En particulier, la séparation des modèles, la capacité de faire la distinction entre des expériences ou des environnements similaires. Une capacité réduite à séparer les motifs est évidente chez les personnes âgées et constitue un symptôme précoce d'une déficience cognitive légère, qui peut se présenter à l'âge moyen. De plus, il a été démontré que la séparation des motifs était altérée et que l'AHN diminuait chez les parents d'âge moyen par rapport aux jeunes rats. La séparation des motifs a également été impliquée comme étant extrêmement sensible à l'exercice. Cependant, le potentiel de l'exercice pour prévenir / inverser un déficit de l'AHN et la séparation des modèles à l'âge moyen n'a pas encore été étudié. Une lacune majeure dans les connaissances est l'identification des mécanismes sous-jacents aux troubles cognitifs à l'âge moyen et la manière dont les facteurs de modulation, tels que l'exercice, pourraient les atténuer.

Les chercheurs proposent que la composition du microbiote intestinal et de ses métabolites à l'âge moyen puisse prédire la réduction de l'AHN et la séparation des motifs, qui peuvent être sauvés/améliorés par l'exercice, et constituent donc une cible mécaniste clé pour l'investigation. A l'appui, le vieillissement est associé à une baisse de la fonction gastro-intestinale et à une modification de la composition du microbiote. L'âge moyen est particulièrement vulnérable aux changements de composition et de métabolites du microbiote intestinal associés à la neuroinflammation chez la souris, et que ces effets sont modifiés en réponse à la supplémentation en prébiotiques. Un microbiote intestinal altéré est associé à une mauvaise humeur/comportement dépressif par le biais de changements métaboliques, et les souris sans germes affichent une augmentation aberrante de la neurogenèse. De plus, des données préliminaires montrent que l'épuisement du microbiote intestinal (induit par l'administration d'antibiotiques à long terme) entraîne une diminution de la séparation des motifs et de l'AHN, bien que chez les jeunes rats adultes.

De nombreuses preuves suggèrent que l'exercice peut modifier la composition microbienne de l'intestin et les métabolites sériques. Fait intéressant, les humains et les rats présentent la même signature métabolique dans le plasma après l'exercice. De plus, les effets de l'exercice sur les profils métaboliques sont transmissibles via la transplantation de microbiote fécal (FMT). Considérant que le microbiote intestinal (i) est sensible à l'exercice et à l'âge, (ii) régule l'AHN et (iii) est impliqué dans la séparation des modèles et l'humeur, les chercheurs proposent que la communication entre le microbiome intestinal et l'AHN est importante pour maintenir l'intégrité de l'hippocampe et les fonctions cognitives. fonction pendant l'âge moyen.

Objectif L'objectif global de l'étude NeuroFit est de développer et de tester l'impact d'une intervention d'exercice en groupe pour identifier le microbiote intestinal spécifique et les signatures métaboliques susceptibles d'influencer les changements cognitifs et d'humeur chez les adultes d'âge moyen.

Hypothèse La réduction de la séparation des modèles à l'âge moyen peut être sauvée/améliorée par l'exercice accompagné de changements dans le microbiote intestinal et les métabolites associés.

Objectifs L'étude NeuroFit a 3 objectifs principaux.

1. Déterminer l'impact d'une intervention d'exercice de 12 semaines (30 minutes, 3 jours par semaine) par rapport à un groupe témoin (comportement habituel continu) chez des participants en bonne santé d'âge moyen sur la cognition et l'humeur.
2. Identifiez le microbiote intestinal spécifique et les signatures métaboliques d'âge moyen qui réagissent à l'exercice et prédisent les changements cognitifs et d'humeur dans un essai contrôlé randomisé.
3. Évaluer l'impact de l'exercice sur les symptômes neuropsychiatriques, le BDNF sérique, l'apport alimentaire, la qualité de vie, l'activité physique habituelle, la forme cardio-respiratoire, l'anthropométrie et la santé cardiométabolique sur la cognition et l'humeur.