Activité physique et prévention du déclin cognitif

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112 | La Lettre du Psychiatre • Vol. XIII - n° 4-5 - juillet-août-septembre-octobre 2017

MISE AU POINT

Activité physique

et prévention du déclin cognitif

Physical activity and prevention of cognitive decline

J.L. Barnay

¹

, G. Wauquiez

²

, C. Marie

³

, V. Grémeaux

^{4, 5}

1

Pôle neuroscience-MPR, CHU de la Martinique.

2

Pôle rééducation-réadaptation, CHU de Dijon.

3

Inserm U1093 cognition, action et plasticité sensorimotrice, univer- sité de Bourgogne, Dijon.

4

Institut des sciences du sport de l’université de Lausanne (ISSUL), Lausanne, Suisse.

5 Centre médical olympique suisse, unité de médecine du sport, hôpital universitaire de Lausanne, Suisse.

Vieillissement normal et déclin cognitif

La diminution des performances cognitives est un problème de santé publique dans nos populations vieillissantes, et expose au risque d’altérations cognitives ultérieures, limitant les activités et la participation, qui représentent la première cause de perte d’autonomie et le premier facteur d’entrée en institution.

Il est bien établi que le vieillissement normal s’ac- compagne d’une fragilisation des structures et des mécanismes de fonctionnement cérébraux, avec une possible altération des processus cognitifs, mais ce vieillissement ne s’accompagne en aucun cas de processus dégénératifs, et surtout pas de perte d’auto nomie ou de situation de dépendance.

Ce déclin cognitif normal, appelé Age-Related Cognitive Decline (ARCD) par les Anglo-Saxons, est une entité décrite dans le DSM-IV comme

“un déclin objectivement identifié du fonctionne- ment cognitif lié au processus de vieillissement, qui reste dans les limites de la normale pour l’âge de la personne”. La pente de ce déclin est habi- tuellement relativement linéaire, mais il existe néanmoins une très grande variabilité interindi- viduelle, et également en fonction du processus cognitif considéré (1).

Ce déclin cognitif peut parfois être plus rapide, bien que le sujet se plaigne peu. Cette situation clinique est identifiée dans le DSM-IV comme un “MCI” (Mild Cognitive Impairment) ou trouble cognitif léger relatif à un état “ni normal, ni démentiel”, caracté- risé par une détérioration des fonctions cognitives.

Elle est mise en évidence par :

➤ une impression subjective du déclin par le sujet ou un proche ;

➤ une objectivation des troubles par des tests psy- chomoteurs répétés ;

➤ une préservation des activités de la vie quoti- dienne (AVQ), avec atteinte minime des fonctions

instrumentales : mémoire, langage, efficience intel- lectuelle, praxies, gnosies.

Il apparaît fondamental de bien repérer les sujets présentant un MCI, car les mesures non pharmaco- logiques permettant de ralentir ce processus sont bien plus efficaces à ce stade que lors d’un état démentiel installé. Quatre mesures ont démontré leur efficacité sur cette dégradation des perfor- mances cognitives liées à l’âge, ou même les troubles plus marqués, de type MCI, voire démence de type Alzheimer. Il s’agit de l’exercice physique régulier, de la modification des habitudes alimentaires, de la stimulation cognitive et du maintien de l’interaction sociale. C’est pour l’exercice physique, la plus simple des mesures à mettre en œuvre, que le niveau de preuve est le plus élevé.

Influence de l’activité physique et sportive régulière

au cours de la vie sur le déclin des performances cognitives liées à l’âge

Rappel

L’activité physique (AP) est définie comme : “toute situation mettant en jeu la musculature, quel que soit le but, s’accompagnant d’une augmentation de la dépense énergétique”. Elle inclut donc les acti- vités quotidiennes, de loisirs et sportives. Le sport est habituellement considéré comme un “sous-ensemble de l’AP, spécialisé et organisé, sous forme d’exercice ou de compétition, le plus souvent impliquant des organisations ou clubs”. On définit plus généralement l’exercice ou l’activité physique et sportive régulière (APS) comme une AP planifiée, structurée et répétée, réalisée dans le but de maintenir ou d’améliorer la santé et les capacités physiques.

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Points forts

» Le déclin cognitif lié à l’âge est un phénomène physiologique normal, et touche généralement en premier lieu les fonctions exécutives de façon infraclinique, bien avant les plaintes du patient. Les fonctions exécutives sont les processus cognitifs les plus favorablement influencés par la pratique d’un exercice physique régulier.

» Les personnes pratiquant une activité physique régulière au cours de leur vie voient leur risque relatif de démence diminuer d’environ 1/3.

» La mise en place d’un programme d’activité physique adaptée permet d’améliorer les fonctions cogni- tives, même chez les sujets âgés fragiles, les sujets atteints d’un trouble cognitif léger (MCI) et les patients à haut risque vasculaire.

» Les modalités optimales de l’activité physique, intervention non pharmacologique efficace pour maintenir et améliorer les fonctions cognitives et la qualité de vie des sujets âgés, méritent d’être mieux définies.

Mots-clés

Activité physique Fonctions cognitives Prévention

Vieillissement

Highlights

» Age-related cognitive decline is a normal physio logical phe- nomenon and usually primarily mildly affects the executive functions far long before the patient’s complaints. Execu- tive functions are the cognitive processes the most positively influenced by regular exercise achievement.

» People achieving regular physical activity throughout their lives see their relative risk of dementia decline by about 1/3.

» The implementation of an appropriate exercise program can improve cognitive func- tion, even in frail elderlies, MCI subjects, high vascular risk patients.

» Physical activity is an effec- tive non pharmacological intervention for maintaining and improving cognitive func- tion and quality of life of older subjects, but optimal modali- ties still need to be better defined.

Keywords

Physical activity Cognitive function Prevention Aging Plusieurs études observationnelles ont montré

que la pratique régulière d’une activité physique et sportive a un effet protecteur sur le déclin de la fonction cognitive chez les sujets sains, et diminue l’incidence des démences d’environ 50 % (2, 3). Il existe par ailleurs un effet dose-réponse, comme observé sur d’autres paramètres physiologiques caractérisant l’aptitude physique (4). Le niveau d’aptitude physique semble par ailleurs être un élément important conditionnant certaines per- formances cognitives. M. Renaud et al. rapportent ainsi, chez des sujets sains de plus de 70 ans, un meilleur temps de réponse chez ceux présentant les capacités physiques les plus élevées, ainsi qu’un moindre coût cognitif pour les tests explorant les capacités d’attention divisée (5). Ces éléments ont été récemment confirmés par une méta- analyse de 15 études longitudinales (12 cohortes) regroupant 33 816 sujets, parmi lesquels 3 210 ont montré des signes de déclin cognitif sur la période de suivi (de 1 à 12 ans), permettant d’estimer la diminution du risque relatif de déclin cognitif prématuré de 35 % chez les sujets modérément actifs, et jusqu’à 38 % chez les plus actifs.

Enfin, il faut rappeler que l’APS régulière constitue un élément fondamental du contrôle des facteurs de risques et de la prévention primaire et secondaire des maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires, au cours desquelles les altérations cognitives sont fréquemment retrouvées.

Efficacité des interventions fondées sur l’exercice

dans la prévention du déclin cognitif

S’il est désormais admis que le déclin des perfor- mances cognitives des sujets physiquement actifs au cours de leur vie est moins marqué en avançant en âge, il n’est jamais trop tard pour bien faire, et il existe désormais de nombreuses preuves que la mise en place de programmes d’exercices physiques est efficace sur ces éléments chez les sujets sédentaires, même âgés (6). Cette démarche apparaît d’autant plus intéressante que les fonctions exécutives, qui

sont les premières affectées au cours du déclin cognitif normal lié à l’âge (7), sont les processus les plus favorablement influencés par la réalisation d’exercices physiques réguliers (8). Ces effets sont retrouvés non seulement chez les sujets âgés sains, en corrélation avec l’amélioration concomitante des capacités physiques (exprimée en amélioration du pic de VO

₂

) [9], mais aussi chez ceux présentant des troubles cognitifs légers (MCI) [10, 11].

Rappel

Les fonctions exécutives constituent un ensemble hétérogène de processus cognitifs de haut niveau permettant un comportement flexible et adapté au contexte. Ce sont des capacités liées à l’antici- pation, la planification, l’organisation, la résolution de problèmes, le raisonnement logique, la mémoire de travail, le contrôle cognitif, la pensée abstraite, l’appren tis sage de règles, l’attention sélective, la sélection de réponses motrices, la motivation, l’ini- tiative. En clair, ce sont les capacités nécessaires à l’adaptation à des situations nouvelles, non routi- nières, pour lesquelles il n’y a pas de solution toute faite. Elles sont principalement associées au fonc- tionnement des lobes frontaux, mais les structures sous-corticales y contribuent également.

Mécanismes physiologiques sous-tendant les effets positifs de l’exercice sur les fonctions cognitives

Les mécanismes par lesquels la pratique régulière d’APS améliore les performances cognitives restent débattus. Le bénéfice de l’APS pourrait s’expliquer par une réduction de la perte de tissu cérébral qui accompagne le vieillissement. K.I. Erickson et al. (12) ont rapporté, en 2009, une moindre hypotrophie hippocampique chez les sujets soumis pendant 1 année à un entraînement physique aérobie que chez ceux soumis à des exercices d’étirement. Une étude interventionnelle a montré que la réalisation pendant 6 mois d’exercices aérobies augmentait le volume des régions pré frontales et temporales

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Activité physique et prévention du déclin cognitif

chez les personnes âgées (13). Le bénéfice de l’APS pourrait être également d’origine hémody- namique. En effet, elle améliore la réactivité des vaisseaux cérébraux à l’hyper/hypocapnie (14-16) ainsi que le débit sanguin cérébral au repos (17).

Chez l’homme, il a été démontré que l’exercice physique aérobie est associé à une augmentation de la perfusion sanguine des régions du cerveau qui modulent l’attention chez les adultes plus âgés (18). Les bénéfices de l’APS sur la perte tis- sulaire et l’hémo dynamique cérébrales pourraient être dus à une augmentation de la production par le cerveau de BDNF (Brain- Derived Neuro trophic Factor), comme démontré chez l’animal (19, 20).

En effet, le BDNF est une neuro trophine capable d’augmenter la survie neuronale (21) et d’induire non seulement la synapto genèse (22) et la neuroge- nèse (23), mais aussi l’angio genèse (figure) [24].

Cependant, les mécanismes par lesquels l’APS augmente les taux cérébraux de BDNF ne sont pas encore élucidés ; est-ce la réponse du cerveau aux élévations répétées de l’activité neuro nale (25), du flux sanguin dans les vaisseaux de la circulation céré- brale (26) ou la réponse du cerveau à la production de myokines (27). Quels que soient les mécanismes sous-jacents, le polymorphisme Val66Met, une ano- malie du gène codant pour le BDNF associé à un déficit de sécrétion du BDNF, réduit l’impact positif de l’APS sur la cognition (28, 29), confortant ainsi l’implication du BDNF dans les effets procognitifs de l’APS.

Questions ouvertes concernant les effets de l’exercice physique et ses modalités de mise

en œuvre afin de ralentir le déclin cognitif

Durée, intensité, type

Tout comme pour l’amélioration des capacités phy- siques, il semble qu’une pratique régulière d’exer- cices durant 3 mois permette déjà d’observer des améliorations (30). Par ailleurs, la pratique d’exer- cices à intensité élevée, avec une alternance des temps d’effort soutenu, paraît également efficace, en particulier chez des populations à risque de déclin cognitif accéléré comme les patients présentant un syndrome métabolique (31), en accord avec la théorie du Shear Stress (26).

Influence des capacités physiques de départ

Si l’amélioration des performances cognitives semble corrélée à celle des performances physiques, il apparaît possible d’obtenir des gains significa- tifs, en particulier sur la mémoire de travail et les fonctions exécutives, même chez les sujets âgés fragiles, au prix néanmoins d’un programme d’exer- cices complet (renforcement musculaire, exercices aérobies, d’équilibre et de souplesse) individualisé et supervisé (32).

Que proposer en pratique ?

Il convient de prendre en compte le profil des indi- vidus qui sont souvent des sujets fragiles : faiblesse musculaire, diminution de la vitesse de marche, fatigabilité, sédentarité induite. La prise en charge est individualisée et comporte une approche mul- tiple ciblée sur la force, en aérobie, l’équilibre et la souplesse, en accord avec les grandes lignes de recommandations de pratique d’activité phy- sique pour les adultes âgés de plus de 65 ans (33) : 30 minutes par jour d’activité physique aérobie (exercice global en endurance) d’intensité modérée, 5 jours par semaine (soit 150 minutes par semaine), auxquelles s’ajoute la pratique d’exercices de ren- forcement musculaire léger 2 fois par semaine, et des exercices de souplesse avec parfois des exer- Activité physique et sportive chez la personne âgée

Angiogenèse

Amélioration de l’hémodynamique cérébrale

Survie neuronale Synaptogenèse

Neurogenèse

Réduction de la perte de tissu cérébral

Amélioration des capacités cognitives Augmentation des taux cérébraux de BDNF

Figure. Mécanismes explicatifs potentiels concernant les effets de l’APS sur les fonctions cognitives, via une augmentation des taux de BDNF cérébral.

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cices d’équilibre, en particulier chez la personne âgée à risque de chute. La difficulté pratique réside essentiellement dans la mise en place de ces pro- grammes sur le terrain, en particulier dans les zones de faible densité démographique ne bénéficiant pas de réseaux ou de structures proposant une offre de soins de ce type.

Conclusion

L’activité physique représente, avec la stimulation cognitive, une intervention non pharmacologique

prometteuse pour maintenir et améliorer les fonc- tions cognitives et la qualité de vie des sujets âgés.

La principale difficulté réside maintenant dans la possibilité de mettre en place des programmes d’activité physique adaptée à disposition du large public pouvant en tirer bénéfice, et qui nécessite des actions d’éducation et de formation, en particu- lier pour les personnels médicaux et paramédicaux encore insuffisamment sensibilisés aux effets positifs de l’exercice et à ses modalités de prescription, ainsi que pour les professionnels des activités physiques et sportives pouvant être amenés à travailler avec

ces personnes. ■

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