Le lactate produit lors d’un exercice régénère le cerveau

représentation numérique en 3D d'un cerveau et de l'activation des neurones

L’exercice physique n’est pas seulement utile à la construction musculaire, il est également en mesure de booster nos fonctions cérébrales. Une analyse compilant les résultats de 16 études ayant porté sur plus de 160 000 personnes âgées de 30 à 93 ans montrait par exemple que la pratique d’une activité physique réduit le risque de démence de 28 %, de maladie d’Alzheimer de 45 % et de maladie de Parkinson de 18%.

Cet effet positif du sport sur les fonctions cérébrales pourrait s’expliquer par la production de lactate. Cela indiquerait aussi que certaines manières de s’entraîner seraient meilleures pour le cerveau que d’autres.

Le sport stimule la production du facteur neurotrophique dérivé du cerveau

Cet effet positif du sport sur les capacités cérébrales est lié à sa capacité à activer la production d’un composé essentiel au fonctionnement, à la croissance et à la survie des neurones, le BDNF (Brain‐derived neurotrophic factor ou facteur neurotrophique dérivé du cerveau). Il contribue à la plasticité cérébrale, cette capacité que possède notre cerveau à établir de nouvelles connexions au gré des expériences et apprentissages.

Sa production décroît avec l’âge, et ses niveaux sont plus faibles en cas de maladie d’Alzheimer ou de troubles cognitifs. Des analyses sanguines menées chez 8 volontaires s’entraînant sur un rameur pendant 4 heures ont montré que les niveaux de BDNF augmentent de deux à trois fois par rapport à la période de repos. L’élévation des taux de BDNF dépend de l’intensité de l’effort : il augmente après un exercice à 100 % et 60 % du volume maximal d’oxygène, mais pas après un exercice de faible intensité équivalent à 40 % du VO2max.

Entraînement d’hypertrophie plus efficace que l’entraînement de force pour augmenter le lactate et le BDNF

Si la plupart des études menées chez l’être humain sur les effets d’un effort physique sur la production de BDNF se sont concentrées sur les activités aérobies (endurance), une équipe a cherché à déterminer si un autre type d’exercices, les exercices de résistance (musculation) , étaient en mesure d’augmenter la production de BDNF.

Pour le déterminer, ils ont soumis 16 volontaires à deux schémas d’entraînement de résistance :

  • de force, consistant en 5 séries de 5 répétitions, avec 180 secondes de récupération ;
  • d’hypertrophie, consistant en 3 séries de 10 répétitions, avec 60 secondes de récupération.

Ils ont quantifié les taux de BDNF après échauffement, immédiatement après l’effort puis après 30 minutes. Le taux de lactate, métabolite produit par le muscle qui reflète l’intensité de l’effort, était également mesuré.  

L’entraînement basé sur l’hypertrophie s’est avéré le plus efficace pour augmenter la production de BDNF et les chercheurs ont observé une relation positive entre le taux de lactate et le taux de BDNF pour ce type d’entraînement, contrairement à l’entraînement de force. Le temps de récupération plus court serait le facteur clé pour expliquer ce bénéfice.

Le lactate provoque la production de BDNF

Le lactate est-il directement responsable de la production de BDNF ? Une étude apporte la réponse : une autre équipe de recherche avait imaginé un protocole simple : administrer du lactate par voie intraveineuse à des volontaires en période d’inactivité physique et suivre l’évolution de la quantité de BDNF sanguin. Ils ont ainsi pu établir que le lactate régule bien la production du BDNF.

Une étude récente menée chez la souris montre que le lactate produit par le muscle, relargué dans la circulation sanguine, est capable de traverser la barrière hémato-encéphalique qui entoure le cerveau et de stimuler la production de BDNF au niveau de l’hippocampe, améliorant les processus d’apprentissages et de mémorisation.

Le lactate sera donc peut-être un futur traitement médical des pathologies neurodégénératives. En attendant, la pratique de sports comme la musculation avec des séries moyennes ou longues et la recherche de la brûlure musculaire sont donc les moyens les plus efficaces d’améliorer la santé du cerveau et du système nerveux.

BDNF et sclérose en plaques

Il est probable que les bienfaits du lactate diffèrent selon l’état de santé. Pour une personne sans problème particuleir, des séries longues et moyennes sont probablement idéales pour préserver la santé cérébrale. Mais dans le cadre de certaines maladies comme la sclérose en plaques, cela peut être différent.

En effet dans cette maladie la gaine de myéline est endommagée ce qui fait que l’influx nerveux ne parvient pas bien à destination. Pour pouvoir utiliser mieux les muscles il faut donc envoyer un signal électrique “plus fort” et cela ne se produit pas sans l’utilisation de charges plus lourdes. Dans cette maladie il est donc probable qu’un mélange des types de séries soit idéal, c’est d’ailleurs l’approche que j’ai adoptée pour ma femme Emilie dans notre livre Vaincre la sclérose en plaques.

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Références :

  1. Hamer M, Chida Y. Physical activity and risk of neurodegenerative disease: a systematic review of prospective evidence. Psychol Med. 2009 Jan;39(1):3-11.
  2. Lommatzsch M et al. The impact of age, weight and gender on BDNF levels in human platelets and plasma. Neurobiol Aging. 2005 Jan;26(1):115-23.
  3. Forlenza OV et al. Decreased Neurotrophic Support is Associated with Cognitive Decline in Non-Demented Subjects. J Alzheimers Dis. 2015;46(2):423-9.
  4. Rasmussen P et al. Evidence for a release of brain-derived neurotrophic factor from the brain during exercise. Exp Physiol. 2009 Oct;94(10):1062-9.
  5. Nofuji Y et al. Different circulating brain-derived neurotrophic factor responses to acute exercise between physically active and sedentary subjects. J Sports Sci Med. 2012 Mar 1;11(1):83-8. eCollection 2012.
  6. Marston KJ et al. Intense resistance exercise increases peripheral brain-derived neurotrophic factor. J Sci Med Sport. 2017 Oct;20(10):899-903.
  7. Schiffer T et al. Lactate infusion at rest increases BDNF blood concentration in humans. Neurosci Lett. 2011 Jan 25;488(3):234-7.
  8. El Hayek L. Lactate Mediates the Effects of Exercise on Learning and Memory through SIRT1-Dependent Activation of Hippocampal Brain-Derived Neurotrophic Factor (BDNF). J Neurosci. 2019 Mar 27;39(13):2369-2382.

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