L’exercice physique est bon pour vous. Ce n’est pas une nouvelle : Les personnes qui font de l’exercice ont tendance à vivre plus longtemps et en meilleure santé. Mais jusqu’à récemment, les chercheurs n’ont comptabilisé ses bienfaits que par tranches étroites : L’exercice réduit le taux de cholestérol et la tension artérielle, et empêche de grossir. Aujourd’hui, il devient clair que ces tranches connues ne constituent pas une tarte complète.

« Quand on additionne ces effets, ils ne représentent qu’environ la moitié des bénéfices », déclare Michael Joyner, physiologiste de l’exercice à la Mayo Clinic de Rochester, dans le Minnesota. « Alors qu’est-ce qui contribue à la matière noire biomédicale ? »

Pour résoudre ce mystère, les chercheurs creusent maintenant plus profondément les mécanismes qui sous-tendent les bienfaits de l’activité physique. Ils constatent que l’exercice est à la fois puissant et d’une grande portée, qu’il affecte non seulement les muscles et le système cardiovasculaire, mais aussi presque toutes les parties du corps, du système immunitaire au cerveau en passant par les systèmes énergétiques des cellules individuelles. Et comme les scientifiques comprennent plus précisément quels leviers l’exercice physique actionne pour améliorer notre santé, les cliniciens sont sur le point de pouvoir modifier leur pratique. L’objectif est de considérer l’exercice comme un médicament – une thérapie qu’ils peuvent prescrire à des doses spécifiques pour des besoins spécifiques.

« C’est comme votre médecine régénérative personnelle », dit Joyner.

Gains cérébraux

Les scientifiques savent depuis longtemps que certains des avantages de l’exercice sont une simple question de plomberie. L’exercice fait grossir les vaisseaux sanguins et assure leur bon fonctionnement, ce qui les rend moins susceptibles de se boucher et de provoquer une crise cardiaque ou un accident vasculaire cérébral. Certains indices laissent penser que l’exercice pourrait également accroître le flux sanguin vers le cerveau, ce qui pourrait contribuer à prévenir le déclin cognitif. Par exemple, des études ont établi un lien entre l’exercice physique et la réduction du risque d’Alzheimer.

A présent, les chercheurs établissent un lien plus explicite entre l’exercice et la santé du cerveau. Ils découvrent que le bénéfice total de l’exercice ne provient pas du simple mouvement physique mais de la forme physique réelle, de la santé cardiovasculaire du corps. Une étude à long terme portant sur des recrues militaires norvégiennes, par exemple, a révélé que leur aptitude aérobie à l’âge de 18 ans était un facteur prédictif important du risque de démence à un âge avancé. Et les femmes suédoises qui étaient très en forme à l’âge moyen avaient un risque huit fois plus faible de démence au cours des 44 années suivantes que les femmes dont la forme physique n’était que modérée, ont rapporté des chercheurs en 2018 dans Neurology.

Une autre étude récente, dirigée par K. Sreekumaran Nair, endocrinologue à la Mayo Clinic, a révélé qu’après seulement 12 semaines d’un régime d’exercice de haute intensité, le cerveau des participants présentait une augmentation de l’absorption du glucose et une activité métabolique plus élevée, en particulier dans les régions qui présentent habituellement un déclin dans la maladie d’Alzheimer. On a constaté que l’exercice de haute intensité avait un effet similaire sur les parties du cerveau les plus touchées par la maladie de Parkinson, dans une recherche dirigée par Marcas Bamman, physiologiste de l’exercice à l’Université d’Alabama à Birmingham.

Les avantages de la musculature

L’exercice ne fait pas que construire de plus gros vaisseaux sanguins, il construit aussi de plus gros muscles. Cela est bénéfique pour la santé de plusieurs façons, qu’il s’agisse de minimiser le risque de diabète ou de renforcer la réponse immunitaire de l’organisme à des maux comme le cancer.

Les muscles sont les plus gros consommateurs de tout le glucose qui afflue dans le sang après un repas. Plus de muscle signifie une élimination plus rapide de cette poussée de glucose, dit Bamman – et donc, moins d’exposition aux dommages causés par une glycémie élevée, un problème de santé grave pour les personnes sujettes au diabète.

Les aspects de renforcement musculaire de l’exercice aident également à inverser un changement clé associé au vieillissement : un déclin de la fonction des mitochondries, les générateurs d’énergie de nos cellules. Ce déclin, souvent observé chez les personnes sédentaires, peut laisser les mitochondries incapables de brûler complètement le carburant cellulaire et cela peut conduire les cellules à générer plus d’oxydants, les molécules réactives riches en oxygène qui endommagent les protéines et l’ADN.

Le muscle a un autre rôle important : Ses protéines abondantes servent de réservoirs d’acides aminés pour le reste de l’organisme. Habituellement, lorsque d’autres systèmes organiques ont besoin d’acides aminés, dit Bamman, « ceux-ci sont puisés dans le muscle ». C’est particulièrement important lorsqu’une personne est malade, car le système immunitaire a besoin de beaucoup d’acides aminés pour fabriquer les anticorps qui combattent l’infection.

Le plus grand avantage de la musculation, cependant, pourrait venir des molécules de signalisation qu’elle pompe dans le sang. Bente Klarlund Pedersen, physiologiste de l’exercice à l’université de Copenhague, a identifié la plus étudiée de ces molécules de signalisation en 2000, et a ensuite inventé un terme pour les désigner : les myokines. Depuis lors, elle et d’autres chercheurs en ont découvert des centaines d’autres, dont beaucoup sont activées par l’exercice. Ces molécules, qui sont libérées en réponse à l’effort musculaire, contribuent à réguler la croissance musculaire, le métabolisme des nutriments, l’inflammation et une foule d’autres processus. « Je pense que pour la plupart des gens, il est difficile de comprendre pourquoi le travail musculaire peut influencer mon foie ou être bon pour mon cerveau ou mes os », dit-elle. Les myokines servent de lien entre l’activité musculaire et ces autres organes.

L’une des myokines les plus importantes dans cette diaphonie est l’interleukine-6. Libérée en réponse à l’effort musculaire, l’IL-6 a plusieurs effets, notamment celui de supprimer la faim et de renforcer la réponse du système immunitaire au cancer. Une autre molécule de signalisation, la cathepsine B, déclenche des changements bénéfiques dans le cerveau, notamment la production de nouvelles cellules cérébrales. D’autres molécules de signalisation peuvent aider à modérer la dépression.

Inflammation extirpation

L’exercice physique, bien sûr, aide aussi à rester plus mince – et surtout, il prévient l’accumulation de graisse abdominale, une sorte particulièrement nocive. L’une des raisons pour lesquelles la graisse abdominale est si mauvaise pour vous est son partenariat avec l’inflammation. « Si l’on retire la graisse viscérale et qu’on l’étudie en laboratoire, on constate que la graisse viscérale est plus enflammée que la graisse sous-cutanée », explique M. Pedersen. « Cette inflammation va se déverser dans le sang, provoquant une inflammation systémique chronique. »

L’inflammation chronique, suggère Pedersen dans la revue annuelle de physiologie 2019, pourrait être la raison sous-jacente pour laquelle l’inactivité contribue à tant de maladies différentes. « Nous savons qu’être physiquement inactif augmente le risque d’environ 35 maladies ou troubles différents », dit-elle. « Et si vous êtes atteint d’une de ces maladies – disons que vous avez un diabète de type 2 – vous avez un risque accru d’en avoir d’autres, comme un cancer ou une maladie cardiaque. Si nous lions tout cela ensemble, l’une des caractéristiques de toutes ces maladies est l’inactivité physique, et l’autre est l’inflammation chronique. »

Il y a environ dix ans, Pedersen a mené une expérience dans laquelle elle a demandé à de jeunes hommes en bonne santé de réduire leur nombre de pas quotidiens d’environ 10 000 à seulement 1 500. En deux semaines, les hommes ont présenté une augmentation de 7 % de la masse graisseuse abdominale. Parallèlement à ce changement, les hommes ont montré des signes de réduction de la sensibilité à l’insuline, un changement également observé dans le diabète de type 2.

L’interleukine-6 semble être au cœur de l’effet de l’exercice sur la graisse viscérale et l’inflammation. Dans une expérience récente, Pedersen et ses collègues ont soumis 27 volontaires ventrus à un programme de 12 semaines de vélo d’exercice, tandis que 26 autres volontaires sont restés inactifs. La moitié des participants de chaque groupe a également reçu un médicament qui bloque l’action de l’IL-6. À la fin des 12 semaines, les personnes qui faisaient de l’exercice avaient perdu de la graisse abdominale, comme prévu, mais seulement si elles n’avaient pas reçu le médicament bloquant l’IL-6. (Curieusement, l’IL-6 est généralement considérée comme une molécule pro-inflammatoire, car elle est plus abondante chez les personnes obèses présentant une inflammation systémique. Mais Pedersen a quelques preuves que chez ces personnes, l’élévation de l’IL-6 est un effet, et non une cause, de l’inflammation.)

Rx for movement

A mesure que les chercheurs démêlent davantage de détails sur la façon dont l’activité physique est bénéfique pour la santé, le moment approche rapidement où l’exercice ne sera plus simplement « une bonne chose à faire », mais un médicament à part entière, tout comme les médicaments pharmaceutiques. Plusieurs études vont déjà dans ce sens. Par exemple, selon Pedersen et son équipe, plus de la moitié des 64 adultes atteints de diabète de type 2 ont pu arrêter de prendre des médicaments pour abaisser leur taux de glycémie dans l’année qui a suivi le début d’un programme d’exercice régulier. Et une étude portant sur plus de 300 essais contrôlés randomisés a révélé que l’exercice était tout aussi efficace que les médicaments pour les personnes présentant un risque de maladie cardiaque et de diabète, et qu’il était plus efficace que les médicaments pour la réadaptation après un accident vasculaire cérébral.

Mais si l’exercice doit vraiment devenir un médicament comme un autre, les cliniciens devront apprendre quelle quantité prescrire pour maximiser ses avantages. « Se contenter de dire ‘soyez physiquement actif’, c’est comme dire aux gens ‘mangez mieux’ – cela ne nous dit pas ce que nous devrions faire », déclare Kirk Erickson, psychologue de l’exercice à l’Université de Pittsburgh. Mais il est difficile d’élaborer des recommandations de dosage plus précises, car il existe de très nombreuses façons de faire de l’exercice, qui varient en termes de durée, d’intensité, de fréquence et de type. (L’adaptation aux risques de maladie individuels – dire à une personne de faire X parce qu’elle présente un risque de diabète, et à une autre de faire Y en raison d’antécédents familiaux de démence – est un objectif encore plus lointain.)

Les chercheurs en sont encore à déterminer ce qui compte dans ce domaine complexe. Les exercices qui impliquent plus de groupes musculaires génèrent plus d’IL-6, de sorte que les exercices pour tout le corps comme la course à pied ont un effet anti-inflammatoire plus important que les exercices qui ne ciblent que quelques groupes musculaires, dit Pedersen. Et les effets bénéfiques disparaissent en quelques jours, ce qui suggère qu’il est important de faire des exercices fréquents. « Si cela fait 48 heures que vous n’avez pas fait d’exercice, il est temps de recommencer », déclare Jill Barnes, physiologiste de l’exercice à l’Université du Wisconsin-Madison.

Une série d’essais randomisés à venir pourrait bientôt apporter plus de certitude à la question du dosage. L’un des plus importants, auquel Bamman participe à l’Université d’Alabama, verra près de 2 000 volontaires entreprendre soit 12 semaines d’exercices d’endurance, soit 12 semaines de musculation, soit aucun programme d’exercice. Les chercheurs mesureront l’activité des gènes, la signalisation moléculaire et d’autres changements dans l’organisme, ce qui pourrait leur permettre de déterminer exactement comment ces deux modes d’exercice diffèrent dans leurs effets. L’étude étant de grande envergure, les chercheurs devraient également être en mesure d’explorer pourquoi certaines personnes réagissent plus fortement que d’autres à la même dose d’exercice.

Une autre grande étude à laquelle Bamman participe, financée par le ministère américain de la Défense, vise à comparer les gènes activés par un exercice modéré à ceux activés par un exercice de haute intensité chez de jeunes volontaires en bonne santé.

Erickson essaie de décortiquer les détails avec une étude qui évaluera l’effet du volume d’exercice sur le vieillissement du cerveau. Les chercheurs mesureront l’inflammation, les molécules de signalisation, la composition corporelle et d’autres marqueurs, ainsi que l’acuité mentale, sur plus de 600 volontaires âgés de 65 à 80 ans, avant et après une année d’exercice. Certains des volontaires feront 150 minutes par semaine d’exercice modéré supervisé, d’autres 225 minutes par semaine, tandis qu’un troisième groupe fera plutôt des étirements légers.

Bien sûr, même après les résultats de ces essais et d’autres à venir, la « bonne » quantité d’exercice pour une personne donnée dépendra probablement de sa situation personnelle. « Pour une personne diabétique qui veut améliorer le contrôle de la glycémie, même 10 minutes sont probablement très bien », dit Barnes. « Mais pour le risque cardiovasculaire ou la santé du cerveau, cela peut être différent. »

Bamman est d’accord. « Il n’y a pas un seul système organique dans le corps qui ne soit pas affecté par l’exercice », dit-il. « Une partie de la raison pour laquelle l’effet de l’exercice est si cohérent et si robuste est qu’il n’y a pas une seule voie moléculaire – ce sera une combinaison de toutes ces choses. Ainsi, à la fin de tous ces essais, nous allons regarder en arrière et énumérer non pas un ou deux mécanismes, mais un certain nombre d’entre eux. Au final, la réponse sera compliquée. »