Le déclin lié à l'âge de la matière grise et blanche du cerveau va de pair avec l'épuisement cognitif. Pour influencer le fonctionnement cognitif des personnes âgées, plusieurs types d'exercices physiques et d'interventions nutritionnelles ont été réalisés. Cet article examine systématiquement les effets additifs et complémentaires potentiels de la nutrition/des suppléments nutritionnels et de l'exercice physique sur la cognition. La stratégie de recherche a été développée pour les bases de données EMBASE, Medline, PubMed, Cochrane, CINAHL et PsycInfo et s'est concentrée sur la question de recherche : « La combinaison de l'exercice physique avec la nutrition/la supplémentation nutritionnelle est-elle plus efficace que la nutrition/la supplémentation nutritionnelle ou l'exercice physique seul dans affectant la structure, le métabolisme et/ou la fonction du cerveau ? » Des études sur des mammifères et sur des humains ont été incluses. Chez l'homme, des essais contrôlés randomisés évaluant les effets de la nutrition/des suppléments nutritionnels et de l'exercice physique sur le fonctionnement cognitif et les paramètres associés chez des personnes âgées en bonne santé (> 65 ans) ont été inclus. La recherche systématique a inclus la littérature en anglais et en allemand sans aucune limitation de la date de publication. La stratégie de recherche a donné un total de 3 129 références dont 67 études répondaient aux critères d'inclusion ; 43 études chez l'homme et 24 chez les mammifères, principalement des rongeurs. Trois des 43 études chez l'homme ont étudié une combinaison nutrition/exercice physique et n'ont signalé aucun effet additif. Dans les études sur les rongeurs, des effets additifs ont été trouvés pour la supplémentation en acide docosahexaénoïque lorsqu'elle est associée à l'exercice physique. Bien que des combinaisons possibles d'exercice physique/suppléments nutritionnels soient disponibles pour influencer le cerveau, seules quelques études ont évalué quelles combinaisons possibles de nutrition/supplémentation nutritionnelle et d'exercice physique pourraient avoir un effet sur la structure, le métabolisme et/ou la fonction du cerveau. La raison de l'absence d'effets clairs des approches combinatoires chez l'homme pourrait s'expliquer par l'inadéquation entre les combinaisons de méthodes nutritionnelles et les interventions physiques dans le sens où elles n'ont pas été sélectionnées sur le partage de mécanismes neuronaux similaires. Sur la base des résultats de cette revue systématique, les futures études humaines devraient se concentrer sur l'effet combiné de la supplémentation en acide docosahexaénoïque et de l'exercice physique qui contient des éléments d'apprentissage (moteur). La raison de l'absence d'effets clairs des approches combinatoires chez l'homme pourrait s'expliquer par l'inadéquation entre les combinaisons de méthodes nutritionnelles et les interventions physiques dans le sens où elles n'ont pas été sélectionnées sur le partage de mécanismes neuronaux similaires. Sur la base des résultats de cette revue systématique, les futures études humaines devraient se concentrer sur l'effet combiné de la supplémentation en acide docosahexaénoïque et de l'exercice physique qui contient des éléments d'apprentissage (moteur). La raison de l'absence d'effets clairs des approches combinatoires chez l'homme pourrait s'expliquer par l'inadéquation entre les combinaisons de méthodes nutritionnelles et les interventions physiques dans le sens où elles n'ont pas été sélectionnées sur le partage de mécanismes neuronaux similaires. Sur la base des résultats de cette revue systématique, les futures études humaines devraient se concentrer sur l'effet combiné de la supplémentation en acide docosahexaénoïque et de l'exercice physique qui contient des éléments d'apprentissage (moteur).
introduction
Trente pour cent des personnes âgées de 65 ans et plus vivant dans la communauté subissent au moins une chute par année, et cette proportion augmente considérablement avec l'âge ( Tromp et al., 2001 ). L'incidence élevée des chutes chez les personnes âgées n'est qu'un des nombreux dysfonctionnements physiques qui peuvent être rencontrés avec l'âge avancé ( Iosa et al., 2014 ). Les personnes âgées subissent une réduction de la vitesse de marche, une variabilité accrue de la synchronisation des pas, une baisse de la stabilité de la marche et sont compromises dans leur capacité d'apprentissage ( Cai et al., 2014 ; Iosa et al., 2014 ). Ces réductions de la fonctionnalité de mouvement se développent souvent déjà au milieu de la vie ( Tomey et Sowers, 2009 ) et ont été décrites comme des détériorations du fonctionnement physique liées à l'âge (Pichierri et al., 2011 ). Le fonctionnement physique peut être défini comme la capacité de mener des activités nécessaires à une vie autonome et pouvant affecter la qualité de vie, comme marcher et monter des escaliers ( Painter et al., 1999 ; Pichierri et al., 2011 ). Les limitations du fonctionnement physique ont été associées à la dépression, à un risque accru de chutes et de blessures, à une qualité de vie réduite, à une augmentation des coûts des soins de santé et à la mortalité ( Tomey et Sowers, 2009 ). Dans un avenir proche, le nombre de personnes âgées souffrant de dysfonctionnements physiques augmentera en raison des changements démographiques ( Kluge et al., 2014 ).
Divers facteurs ont été proposés à l'origine du déclin du fonctionnement physique de la population âgée. La perte de masse musculaire, de force et la dégradation des articulations ont été associées à l'instabilité de la marche et aux chutes ( Mithal et al., 2013 ; Iosa et al., 2014 ). En plus des réductions du système musculo-squelettique, les troubles de la vision, du temps de réaction et de l'équilibre jouent un rôle important ( Iosa et al., 2014 ). Cependant, l'aggravation du système sensorimoteur n'est probablement pas la seule cause expliquant les détériorations du fonctionnement physique : la réduction des fonctions cognitives jouerait également un rôle important ( Cai et al., 2014 ; Iosa et al., 2014). Les fonctions cognitives sont « … tout processus mental qui implique des opérations symboliques, par exemple la perception, la mémoire, la création d'images et la pensée… » ( Concise Dictionary of Modern Medicine, 2002 ).
Une diminution des performances cognitives à un âge avancé est prédominante chez la plupart des individus. Le déclin cognitif associé au vieillissement a un taux de prévalence de 28 % chez les personnes de 65 à 84 ans ( Scafato et al., 2010 ). Un autre 17% de la population étudiée ( n = 4785) a montré des preuves objectives de déclin cognitif sans plaintes cognitives, ce qui représente un total de 45% des personnes présentant une sorte de déficience cognitive sans démence. Le vieillissement cognitif se caractérise par un déclin mental ( Cotman et al., 2007 ), des troubles de la mémoire ( Gunning-Dixon et al., 2009 ; van Praag, 2009 ; Cai et al., 2014 ), une diminution de la capacité d'apprentissage ( van Praag, 2009 ;Cai et al., 2014 ), une plus grande anxiété et une attention moindre ( Cai et al., 2014 ), une vitesse de traitement plus lente ( Gunning-Dixon et al., 2009 ; Clouston et al., 2013 ; Cai et al., 2014 ), et la réduction des compétences exécutives ( Gunning-Dixon et al., 2009 ). D'autres études ont montré que les participants en bonne santé et les participants souffrant de troubles cognitifs ou de lésions cérébrovasculaires subcliniques présentaient une stabilité de la marche et un contrôle postural réduits pendant la marche à double tâche, ce qui suggère que les capacités cognitives affectent la performance de la marche ( Pichierri et al., 2011 ; Choi et al., 2012 ; Iosa et al., 2014 ).
Des études portant sur le vieillissement cognitif soutiennent l'idée que les changements neuroanatomiques, tels que la perte de tissu cérébral et les déconnexions corticales, pourraient expliquer les performances cognitives plus faibles des personnes âgées en bonne santé ( Colcombe et al., 2003 ; Resnick et al., 2003 ; Raz et al., 2005 ; Gunning-Dixon et al., 2009 ). Les changements structurels dépendant de l'âge comprennent la perte de volume de matière grise (lobes frontaux et temporaux), la vulnérabilité de la matière blanche préfrontale, la perte de l'intégrité microstructurale de la matière blanche et la diminution des volumes de l'hippocampe et du cervelet ( Raz et al., 2005 ; Gunning-Dixon et al., 2009). Par exemple, la substance blanche du lobe frontal a été proposée pour arbitrer l'association de l'âge et de la performance dans les tâches évaluant les compétences exécutives et la mémoire ( Brickman et al., 2006 ). Les altérations structurelles pourraient expliquer en partie les déclins cognitifs observés en fonction de l'âge ( Gunning-Dixon et al., 2009 ). En plus des changements neuroanatomiques, les processus neurochimiques changent au cours du vieillissement ( Mora, 2013 ). Chez les rongeurs, par exemple, une diminution en fonction de l'âge des facteurs neurotrophiques, tels que le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), pourrait contribuer aux troubles cognitifs liés à l'âge ( Gooney et al., 2004 ; Adlard et al., 2005 ; Mora et al., 2007 ).
Étant donné que le déclin cognitif menace potentiellement l'indépendance et la qualité de vie des personnes âgées, la prévention et le traitement des troubles cognitifs chez les personnes âgées revêtent une importance croissante ( Williams et Kemper, 2010 ). Deux facteurs pouvant avoir un effet positif sur la cognition sont l'activité physique ( Gomez-Pinilla et Hillman, 2013 ) et la supplémentation nutritionnelle ( Gómez-Pinilla, 2008 ; Figure 1 ). L'exercice physique a été décrit comme le moyen le plus efficace de maintenir un corps et un esprit sains ( van Praag, 2009). L'exercice physique abaisse la tension artérielle, augmente la sensibilité à l'insuline, contribue à la perte de poids, retarde le déclin cognitif lié à l'âge, améliore l'apprentissage et la mémoire et réduit le risque de neurodégénérescence ( Shephard et Balady, 1999 ; Cotman et Berchtold, 2002 ). Les mécanismes proposés par lesquels l'exercice physique affecte la cognition tournent autour des changements dans les neurotransmetteurs, les neurotrophines et le système vasculaire ( Cotman et al., 2007 ). La neurogenèse dans l'hippocampe est associée à une amélioration de la cognition, et le stimulus neurogène le plus puissant semble être l'exercice physique ( van Praag, 2009). De plus, l'exercice physique semble affecter les propriétés des épines dendritiques, améliorer la potentialisation à long terme, influencer le système vasculaire cérébral par l'action du facteur de croissance analogue à l'insuline (IGF) et du facteur de croissance endothélial vasculaire, et affecter le BDNF qui joue un rôle essentiel dans la synaptique. plasticité et genèse cellulaire, croissance et survie ( van Praag, 2009 ).
FIGURE 1
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Figure 1. Interaction des fonctions cognitives et physiques . Les fonctionnements physique et cognitif s'influencent mutuellement (flèche orange). À leur tour, les deux peuvent être influencés par l'exercice physique et la nutrition (flèches vertes). Le système moteur et sensoriel régule le fonctionnement physique (flèches bleues).
La nutrition et les suppléments nutritionnels peuvent également avoir des effets positifs sur la santé du cerveau ( van Praag, 2009 ). Des études ont montré que la restriction calorique (RC) et les suppléments nutritionnels tels que l'huile de poisson, les thés, les fruits, le folate, les épices et les vitamines ont le potentiel d'avoir un effet positif sur le fonctionnement cognitif ( Gómez-Pinilla, 2008 ). Les recherches sur les effets de la nutrition sur la fonction cérébrale se sont généralement concentrées sur les propriétés neuroprotectrices des suppléments nutritionnels ( van Praag, 2009 ). Des études récentes se sont concentrées sur des mécanismes sous-jacents comme la signalisation neuronale ( van Praag, 2009 ). En fait, la supplémentation nutritionnelle et la RC semblent affecter des voies cellulaires et moléculaires similaires à celles de l'exercice physique ( van Praag, 2009 ).
D'après ce qui précède, l'hypothèse selon laquelle l'exercice physique et la nutrition pourraient avoir des effets additifs sur les structures et les fonctions cérébrales pouvant entraîner de plus grands avantages sur la cognition pour les interventions combinatoires semble justifiée ( Gómez-Pinilla, 2011 ). « Additif » signifie lorsque deux interventions sont combinées intentionnellement (l'exercice physique et la nutrition font partie intégrante d'une intervention) pour améliorer les effets et « complémentaire » au cas où chaque intervention serait autonome. Des études récentes indiquent que l'exercice est capable de renforcer les effets sur la santé de certains régimes et que des facteurs alimentaires sélectionnés peuvent avoir la capacité de compléter les effets de l'exercice ( Gómez-Pinilla, 2011). Cependant, les revues existantes sur ces effets sont soit narratives, soit, lorsqu'elles sont effectuées systématiquement, sont limitées dans le sens où elles se concentrent sur l'effet isolé de l'exercice physique ou de la nutrition ( Gómez-Pinilla, 2008 ; van Praag, 2009 ; Voss et al., 2013). Quelle combinaison de facteurs alimentaires sélectionnés peut-être le mieux devrait être ajoutée à l'exercice physique pour les effets additifs de l'exercice sur la cognition chez l'homme reste donc indéfinie. À notre connaissance, aucune revue systématique axée sur les effets additifs possibles de l'exercice physique et de la nutrition/supplémentation nutritionnelle sur le cerveau des personnes âgées n'a été réalisée. Par conséquent, une revue systématique a été réalisée sur l'effet des interventions physiques et nutritionnelles combinées dans le but de clarifier la relation entre le type d'intervention combinée et les effets d'une telle intervention sur la structure et la fonction liées au cerveau dans les études sur les mammifères et les humains. La question de recherche suivante a guidé cette revue systématique :