Comment l'exercice physique protège le cerveau de la dépression induite par le stress

Dans une étude dans le journal Cellule, Jorge Ruas et Maria Lindskog montrent comment l'exercice physique protège le cerveau de la dépression induite par le stress chez la souris. Crédit: Ulf Sirborn

L'exercice physique a de nombreux effets bénéfiques sur la santé humaine, notamment la protection contre la dépression induite par le stress. Cependant, jusqu'à présent, les mécanismes à l'origine de cet effet protecteur étaient inconnus. Dans une nouvelle étude chez la souris, des chercheurs du Karolinska Institutet en Suède ont montré que l'entraînement physique induit des modifications du muscle squelettique pouvant purger le sang d'une substance qui s'accumule lors du stress et qui est nocive pour le cerveau. L'étude est publiée dans la prestigieuse revue Cellule.

«En termes neurobiologiques, nous ne savons toujours pas ce qu'est la dépression. Notre étude représente une autre pièce du puzzle, puisque nous expliquons les changements biochimiques protecteurs induits par qui empêchent le cerveau d'être endommagé pendant le stress », explique Mia Lindskog, chercheuse au département de neurosciences de l'Institut Karolinska.

Il était connu que la protéine PGC-1α1 (prononcée PGC-1alpha1) augmentait le muscle squelettique avec l'exercice et facilitait le conditionnement musculaire bénéfique lié à l'activité physique. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une souris génétiquement modifiée présentant des niveaux élevés de PGC-1α1 dans le muscle squelettique et présentant de nombreuses caractéristiques des muscles bien entraînés (même sans exercice).

Ces et des souris de contrôle normales ont été exposés à un environnement stressant, tel que des bruits forts, des lumières clignotantes et un rythme circadien inversé à des intervalles irréguliers. Après cinq semaines de stress léger, les souris normales avaient développé un comportement dépressif, alors que les souris génétiquement modifiées (présentant des caractéristiques musculaires bien entraînées) ne présentaient aucun symptôme dépressif.

«Notre hypothèse de recherche initiale était que le muscle entraîné produirait une substance avec sur le cerveau. Nous avons en fait trouvé le contraire: un muscle bien entraîné produit une enzyme qui purge le corps des substances nocives. Dans ce contexte, la fonction du muscle rappelle donc celle du rein ou du foie », explique Jorge Ruas, chercheur principal au Département de physiologie et pharmacologie de l'Institut Karolinska.

Les chercheurs ont découvert que les souris présentant des niveaux plus élevés de PGC-1α1 dans le muscle avaient également des taux plus élevés d’enzymes appelées KAT. Les KAT convertissent une substance formée pendant le stress (la kynurénine) en acide kynurénique, une substance qui ne peut pas passer du sang au cerveau. La fonction exacte de la kynurénine n'est pas connue, mais des taux élevés de kynurénine peuvent être mesurés chez les patients atteints de maladie mentale. Dans cette étude, les chercheurs ont démontré que lorsque des souris normales recevaient de la kynurénine, elles présentaient un comportement dépressif, tandis que les souris présentant des niveaux élevés de PGC-1α1 dans le muscle n'étaient pas affectées. En fait, ces animaux ne présentent jamais de taux élevés de kynurénine dans le sang car les enzymes KAT de leurs muscles bien entraînés la convertissent rapidement en acide kynurénique, ce qui crée un mécanisme de protection.

«Il est possible que ce travail ouvre un nouveau principe pharmacologique dans le traitement de la dépression, où des tentatives pourraient être faites pour influencer au lieu de cibler directement le cerveau. Le muscle squelettique semble avoir un effet de désintoxication qui, lorsqu'il est activé, peut protéger le cerveau des insultes et des maladies mentales associées », explique Jorge Ruas.

La dépression est un trouble psychiatrique courant dans le monde entier. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) estime que plus de 350 millions de personnes sont touchées.

En savoir plus : `` Le muscle squelettique PGC-1α1 module le métabolisme de la kynurénine et médie la résilience à la dépression induite par le stress '', Leandro Z. Agudelo, Teresa Femenía, Funda Orhan, Margareta Porsmyr-Palmertz, Michel Goiny, Vicente Martinez-Redondo, Jorge C. Coradiia, Manizhe Izheh , Maria Bhat, Ina Schuppe-Koistinen, Amanda Pettersson, Duarte MS Ferreira, Anna Krook, Romain Barres, Juleen R. Zierath, Sophie Erhardt, Maria Lindskog et Jorge L. Ruas, Cellule, en ligne 25 September 2014.

Référence du journal: Cellule rechercher et plus d'infos website

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