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Les biomarqueurs systémiques montrent des bienfaits d'exercice d'aérobic sur la fonction cérébrale dans des adultes plus âgés

La preuve croissante prouve que la formation d'activité matérielle et d'exercice peut retarder ou éviter le début de la maladie d'Alzheimer (AD). Dans les êtres humains vieillissants, la formation d'exercice d'aérobic augmente le volume de question grise et blanche, accroît le flux sanguin, et améliore le fonctionnement de mémoire. La capacité de mesurer les effets de l'exercice sur des biomarqueurs systémiques liés au risque pour l'AD et les associer à l'altération metabolomic principale peut promouvoir la prévention, la surveillance, et les efforts de demande de règlement. Cependant, les biomarqueurs systémiques qui peuvent mesurer des effets d'exercice sur la fonction cérébrale et qui lient aux réactions métaboliques appropriées manquent.

Pour aborder cette édition, Henriette van Praag, Ph.D., de l'université de Schmidt de l'université atlantique de la Floride de l'institut de médicament et de cerveau et de l'Ozioma Okonkwo, Ph.D., centre de recherche de maladie d'Alzheimer du Wisconsin et service de médecine à l'université de Wisconsin-Madison et de leurs collaborateurs, a évalué les hypothèses que trois biomarqueurs spécifiques, qui sont impliqués en apprenant et la mémoire, augmenteraient dans des adultes plus âgés suivant la formation d'exercice et marqueraient avec des bornes de cognition et de metabolomics de la santé de cerveau. Elles ont examiné la cathepsine B (CTSB) de myokine, le facteur neurotrophic dérivé par cerveau (BDNF), et le klotho, ainsi que le metabolomics, qui sont devenues de plus en plus utilisées pour comprendre les voies biochimiques qui peuvent être affectées par l'AD.

Les chercheurs ont exécuté une analyse de metabolomics dans les prises de sang de 23 défunts adultes d'âge moyen asymptomatiques, avec familial et le risque génétique pour l'AD (âge moyen 65 années, femelle de 50 pour cent) qui a participé au « exercice d'aérobic et à l'étude pilote cognitive de santé (EXTENSION) » (NCT02384993) à l'université du Wisconsin. Les participants ont été divisés en deux groupes : activité matérielle habituelle (UPA) et activité matérielle améliorée (EPA). Le groupe d'EPA a subi 26 semaines de formation dirigée de tapis roulant. Des prises de sang pour les deux groupes ont été prélevées à la ligne zéro et après 26 semaines.

Les résultats de l'enquête, publiés dans les frontières de tourillon en endocrinologie, prouvée que des niveaux du plasma CTSB ont été augmentés après cette semaine 26 ont structuré la formation d'exercice d'aérobic dans des adultes plus âgés en danger pour l'AD. Apprendre verbal et mémoire marqués franchement avec le changement de CTSB mais n'ont pas été liés à BDNF ou à klotho. La corrélation actuelle entre CTSB et apprendre verbal et mémoire propose que CTSB puisse être utile comme borne pour les changements cognitifs concernant le fonctionnement hippocampal après exercice d'une population en danger pour la démence.

Les niveaux du plasma BDNF ont diminué conjointement avec les modifications metabolomic, y compris des réductions des céramides, le sphingo- et les phospholipides, ainsi que les changements des métabolites de microbiome d'intestin et de l'homéostasie redox. En effet, des métabolites multiples de lipide concernant l'AD ont été modifiées par l'exercice en quelque sorte qui peut être neuroprotective. Le klotho de sérum était sans modification mais a été associé à la forme physique cardiorespiratoire.

Nos découvertes positionnent CTSB, BDNF, et klotho comme biomarqueurs d'exercice pour évaluer l'effet des interventions de mode de vie sur la fonction cérébrale.  Les études humaines utilisent souvent les analyses chères et inférieures d'imagerie cérébrale de débit qui ne sont pas pratiques pour de grandes études de la taille de la population. Des biomarqueurs systémiques qui peuvent mesurer l'effet des interventions d'exercice sur des résultats liés à l'Alzheimer rapidement et à bas pris pourraient être employés pour aviser la progression de la maladie et pour développer les objectifs thérapeutiques nouveaux. »

Henriette van Praag, Ph.D., auteur correspondant, professeur agrégé de la science biomédicale, université de Schmidt de FAU de médicament, et un membre de l'institut de cerveau de FAU et de l'institut de FAU pour l'intervention de santé des personnes et de maladie (I-HEALTH)

CTSB, une enzyme lysosomal, est sécrété du muscle dans la circulation après exercice et est associé au fonctionnement de mémoire et au neurogenesis hippocampal adulte. Des adultes plus âgés avec le handicap cognitif ont des niveaux plus bas de sérum et de cerveau CTSB. BDNF est une protéine qui upregulated dans le hippocampe et le cortex de rongeur par l'utilisation et est important pour le neurogenesis adulte, la plasticité synaptique, et le fonctionnement de mémoire. Klotho est une protéine de diffusion qui peut améliorer la cognition et le fonctionnement synaptique et est associé à la résilience à la maladie neurodegenerative, probablement en supportant des structures cérébrales responsables de la mémoire et en apprenant.

« L'association positive entre CTSB et cognition, et la modulation considérable des métabolites de lipide impliquée dans la démence, supportent les bienfaits de la formation d'exercice sur la fonction cérébrale et santé de cerveau dans les personnes à risque asymptomatiques pour la maladie d'Alzheimer, » a dit van Praag.

Source:
Journal reference:

Gaitán, J.M., et al. (2021) Effects of Aerobic Exercise Training on Systemic Biomarkers and Cognition in Late Middle-Aged Adults at Risk for Alzheimer’s Disease. Frontiers in Endocrinology. doi.org/10.3389/fendo.2021.660181.