Les bienfaits du sport sur la santé

Faire du sport est bon pour la santé. Sans doute, puisque cette « vérité » nous est régulièrement rappelée. Mais pourquoi ? Pourquoi une activité physique régulière améliorerait-elle notre santé et nous maintiendrait-elle en forme ? Avant d’expliquer pourquoi, rappelons que diverses études ont montré, entre autres, que bouger régulièrement réduit le risque de développer un diabète, de mourir d’un accident vasculaire cérébral ou d’une crise cardiaque, prévient certains cancers, améliore le moral, fortifie les os, renforce les muscles, augmente les capacités respiratoires, réduit les risques de chutes et de fractures chez la personne âgée, aide à contrôler l’excès de poids, etc. !

Ces dernières années, les recherches dans ce domaine ont explosé, étendant encore ces observations. Entre autres, l’exercice stimulerait le cerveau – et surtout l’aptitude à mener à bien des tâches qui exigent de l’attention, de l’organisation, de la planification – et réduirait les symptômes de la dépression et de l’anxiété chez certaines personnes. De plus, les biologistes commencent à comprendre les mécanismes déclenchés à l’échelle des cellules et des molécules par une activité physique régulière.

150 minutes d’activité modérée par semaine

Des études sont aussi menées pour savoir comment les divers systèmes de l’organisme – cardiovasculaire, digestif, endocrinien, nerveux, etc. – sont modifiés par l’exercice physique. Elles suggèrent que les bénéfices résulteraient d’une petite amélioration de nombreux aspects physiologiques et non d’un effet important limité à quelques processus biologiques.

On s’est aussi aperçu qu’il n’est pas besoin d’être un adepte du triathlon pour recueillir les fruits de l’exercice physique. Il y a 20 ans, les experts en médecine préventive ne prônaient que l’activité intense. Aujourd’hui, ils insistent aussi sur les bénéfices de séances régulières et modérées. L’une d’entre nous (JoAnn Manson) a contribué à démontrer les bienfaits comparables, sur la santé, de l’exercice physique intense ou non, dans le cadre d’études à grande échelle. Conduites de 1976 à 1989, ces études, réalisées sur 238 000 infirmières volontaires, sont parmi les plus vastes menées sur les facteurs influant sur la santé des femmes. À partir de leurs données et d’autres, les dernières directives relatives à l’exercice physique de l’Organisation mondiale de la santé, publiées en 2010, recommandent de pratiquer au moins deux heures et demie d’activité modérée par semaine (la marche rapide, par exemple) ou une heure et quart d’une activité d’endurance soutenue, tel le jogging, une fois par semaine, ainsi que des exercices de renforcement musculaire au moins deux jours par semaine.

Examinons quelques-unes de ces découvertes et des multiples voies par lesquelles l’exercice physique protège et entretient l’organisme. Mais auparavant, rappelons comment le corps réagit à une activité physique accrue. Randonnée en raquettes, natation, marche rapide sur la plage, faire de l’exercice peut prendre de multiples formes et se pratiquer de façon plus ou moins soutenue. L’aérobic, par exemple, fait partie des sports qui augmentent considérablement la quantité d’oxygène consommée par les muscles et exigent, par conséquent, un intense travail des poumons. Mais des activités physiques plus statiques – le lever de poids, les exercices d’équilibre – ont aussi leur utilité.

Les scientifiques ont mis au point des méthodes rigoureuses pour mesurer l’intensité des exercices d’aérobic. Il existe aussi un moyen efficace et moins coûteux d’évaluer l’effort produit : le test de la parole. Si votre cœur bat un peu plus vite, qu’il vous est plus difficile de respirer, mais que vous pouvez encore parler ou réciter un poème tout en bougeant, c’est que votre activité reste modérée. Au contraire, si vous ne parvenez plus qu’à balbutier un ou deux mots, c’est que l’exercice est devenu intense. Enfin, si vous pouvez chanter, cela indique que l’exercice est de faible intensité.

Quand on accélère la cadence, le système nerveux prépare les organes à l’action. La conscience est plus aiguisée, le rythme cardiaque accélère, la respiration se fait plus rapide et on transpire légèrement. Le flux sanguin diminue vers les organes qui ne contribuent pas au mouvement, tels que l’appareil digestif et les reins, tandis que les vaisseaux sanguins des muscles sollicités se dilatent, entraînant un afflux de sang riche en oxygène vers ces tissus.

Dans les cellules musculaires, l’oxygène migre vers les mitochondries, des compartiments qui fournissent leur énergie aux cellules. Le carburant des mitochondries est le glucose que l’organisme produit à partir des aliments. Combiné au glucose, l’oxygène déclenche une combustion très efficace, produisant presque 20 fois plus d’énergie par molécule de glucose qu’en l’absence d’oxygène.

Bon pour la mémoire

Dans un premier temps, l’organisme brûle les molécules de glucose stockées dans le foie et les muscles sous forme d’un composé nommé glycogène. Au cours de l’activité physique, le stock de glycogène disponible diminue et les molécules de triglycérides (ils contiennent des acides gras) deviennent la source principale de carburant. La combustion donne certains sous-produits, tels l’acide lactique et le dioxyde de carbone, qui, des muscles, passent dans le sang. La concentration accrue de ces composés provoque des réactions biochimiques dans le cerveau, les poumons et le cœur, lesquelles facilitent leur élimination.

Les bienfaits de l’exercice se font sentir quand celui-ci devient une routine. L’organisme s’adapte aux exigences accrues dont il fait l’objet et acquiert de l’endurance à mesure que la personne devient plus performante. Par exemple, les poumons absorbent davantage d’oxygène à mesure que la respiration devient plus profonde et que le cœur pompe plus de sang à chaque battement. Les modifications biologiques qui en résultent améliorent la santé à long terme.

De nombreuses données confirment les effets de l’exercice physique sur l’organisme, qu’il s’agisse des mécanismes physiologiques ou de l’activité de certains gènes. Nous nous concentrerons ici sur quelques mécanismes récemment découverts qui contribuent à expliquer pourquoi l’exercice physique accroît les capacités cognitives, améliore le contrôle de la concentration de glucose dans le sang et renforce le système cardiovasculaire.

Depuis longtemps, les athlètes savent que le sport est bon pour le moral et améliore la santé psychique. Mais ce n’est qu’en 2008 que l’on a pu mesurer l’état d’euphorie des sportifs après un effort prolongé. On a montré que le cerveau libère plus d’endorphines (des hormones comparables aux opiacés qui procurent un sentiment de plaisir) durant une course de fond que pendant un exercice de courte durée, et que ces substances sont actives dans des régions du cerveau responsables des émotions fortes.

Plus récemment, des neuroscientifiques se sont intéressés aux modifications chimiques du cerveau associées à l’exercice et qui améliorent la capacité de concentration, de réflexion et de prise de décision. En 2011, une étude réalisée sur 120 personnes âgées de 55 à 80 ans par Kirk Erickson, de l’Université de Pittsburg, aux Etats-Unis, a montré que l’exercice physique augmente la taille de l’hippocampe, une région du cerveau impliquée dans la mémoire. La région modifiée par l’exercice serait celle qui permet de se souvenir de son environnement familier. Il s’agirait aussi de l’une des rares zones du cerveau qui fabriquent de nouveaux neurones – du moins chez le rat. Les nouveaux neurones aideraient à distinguer des événements et des objets qui se ressemblent. Des études réalisées sur des animaux ont aussi montré que l’exercice physique augmente la concentration du composé responsable du déclenchement de leur croissance – le facteur neurotrophique dérivé du cerveau ou BDNF.

Les travaux sur la façon dont l’exercice physique prévient les maladies cardiaques, quant à eux, remettent en question les mécanismes envisagés. On pensait qu’une activité régulière réduisait les risques cardiovasculaires, notamment en diminuant la pression sanguine et en abaissant la concentration de « mauvais cholestérol », la particule  LDL (low density lipoprotein ou lipoprotéine de basse densité), dans le sang, tout en augmentant celle du « bon cholestérol », la particule  HDL (high density lipoprotein). Ce n’était vrai qu’en partie. Si l’exercice physique réduit la pression sanguine chez certaines personnes, pour la plupart des gens, ce bénéfice reste assez limité. De plus, l’exercice physique, en particulier les exercices de résistance tels que la musculation, peut augmenter la concentration de HDL dans le sang – un changement qui se révèle au bout de plusieurs mois –, mais l’effet est limité.

Un meilleur transport du cholestérol

D’autres analyses ont montré que l’exercice physique agit sur les lipoprotéines LDL davantage en modifiant leurs propriétés qu’en diminuant leur concentration dans le sang. En fait, les lipoprotéines LDL (et HDL) sont des particules constituées de protéines et de lipides qui transportent le cholestérol, un lipide, dans le sang. Produites dans le foie, les particules LDL acheminent le cholestérol jusqu’aux tissus, où il participe à la fabrication des membranes cellulaires (les particules HDL, quant à elles, transportent le surplus de cholestérol vers le foie, d’où il est excrété dans la bile). Les particules de LDL peuvent présenter différentes tailles.

Plusieurs biologistes ont récemment découvert que les particules LDL les plus petites sont les plus néfastes. Par exemple, elles ont tendance à perdre des électrons qui, au sein des vaisseaux, percutent d’autres molécules ou des cellules et les endommagent. En revanche, les grosses particules LDL, beaucoup plus stables, flottent dans le sang sans entrer en collision avec d’autres molécules.

Or des études montrent aussi que l’exercice physique augmente le nombre de grosses molécules LDL, les moins nocives, tout en diminuant le nombre des petites. Leur proportion est modifiée par la stimulation de l’activité d’une enzyme, la lipoprotéine lipase, dans le tissu adipeux et les muscles. Ainsi, deux personnes ayant des concentrations sanguines de cholestérol similaires ne courent pas les mêmes risques de développer une maladie cardiovasculaire. Une personne inactive, plus susceptible d’avoir une proportion importante de petites particules LDL, aura plus de risques d’être victime d’une crise cardiaque que celle qui pratique un sport régulier.

Une activité physique régulière a une incidence favorable sur un autre composant essentiel du sang : le glucose. Le foie, le pancréas et les muscles squelettiques – qui font bouger la tête, les bras, les jambes et le torse – travaillent de conserve afin d’assurer à chaque partie du corps la dose de sucre dont il a besoin, que l’on soit au repos ou actif. L’exercice physique demandant un travail important des muscles squelettiques, ceux-ci nécessitent un apport accru de glucose. Sur le long terme, les fibres musculaires utilisent le glucose de façon plus efficace, ce qui les rend plus robustes.

Le foie répond à une demande croissante en carburant en libérant des molécules de glucose dans le sang, et le pancréas sécrète l’insuline, une hormone qui favorise l’entrée du glucose sanguin dans les cellules. La glycémie (la concentration de glucose dans le sang) reste ainsi comprise entre 0,7 et 1,4 gramme par litre – du moins chez les personnes non diabétiques. Le maintien de la glycémie est vital : une concentration trop faible en glucose peut entraîner le coma, voire la mort en quelques minutes, et trop de sucre dans le sang perturbe le fonctionnement des cellules.

Un moyen de lutter contre le diabète

Quand l’exercice physique est quotidien, les muscles deviennent plus sensibles aux effets de l’insuline. Le pancréas travaille donc moins à la régulation de la glycémie : une concentration plus faible d’insuline fournit les mêmes résultats que les quantités supérieures auparavant. Diverses études suggèrent en outre que l’activité physique favoriserait l’absorption du glucose par une autre voie, indépendante de l’insuline.

Faire plus avec moins d’insuline est particulièrement utile pour les individus souffrant de diabète de type 2. Leur organisme ne parvient plus à réguler la glycémie, souvent parce qu’il est devenu résistant aux effets de l’hormone. L’activité physique est ainsi devenue un élément clé de la gestion du diabète de type 2. Il est aussi maintenant bien établi que l’activité physique régulière, en améliorant le contrôle de la glycémie, peut prévenir ou retarder la survenue d’un diabète de type 2.

Une concentration importante d’insuline dans le sang – comme c’est le cas chez les personnes diabétiques de type 2 – serait aussi associée à un risque supérieur de développer un cancer, en particulier du sein ou du côlon. Un des rôles de l’insuline serait en effet de déclencher la prolifération de cellules. En réduisant la concentration d’insuline dans le sang, une pratique sportive régulière diminuerait ainsi le risque de développer un cancer.

On a également constaté que les personnes diabétiques semblent retirer davantage de bénéfices de l’activité physique si elle est diversifiée : deux vastes essais cliniques ont montré que la combinaison d’aérobic et d’exercices de résistance améliore plus la régulation de la glycémie que la pratique d’une seule de ces disciplines. La première étude, réalisée en 2007, ne permettait pas de déterminer si les bénéfices étaient dus à la pratique des deux types d’exercices ou au fait que les personnes concernées s’entraînaient plus longtemps que celles qui ne pratiquaient qu’une seule activité physique. Mais la seconde étude, menée par l’un d’entre nous (Timothy Church), a levé l’incertitude. Quatre groupes ont été constitués à partir de 262 hommes et femmes diabétiques, jusque-là sédentaires : l’un s’adonnant à l’aérobic (tapis roulant), un deuxième à des exercices d’endurance (rameur, par exemple), le troisième pratiquant les deux. Le quatrième – le groupe de contrôle – a enchaîné chaque semaine des séances de stretching et de relaxation.

Les trois premiers groupes ont fourni le même effort sur une même durée (environ 2 heures et 10 minutes par semaine pendant neuf mois). Ils ont tous perdu quelques centimètres de tour de taille, et les deux groupes ayant pratiqué l’aérobic ont amélioré leur forme physique. Mais seuls les participants ayant pratiqué à la fois l’aérobic et un exercice d’endurance ont obtenu une baisse notable de leur glycémie moyenne. Ces bénéfices supplémentaires suggèrent que les exercices d’aérobic et d’endurance agissent via des mécanismes différents – une hypothèse que diverses équipes, notamment au Centre de recherche biomédicale Pennington, à Baton Rouge en Louisiane (États-Unis), tentent d’exploiter.

De fait, les mécanismes d’adaptation à l’exercice physique régulier sont multiples, comme le suggère la découverte récente d’un ensemble de voies de signalisation et de molécules régulatrices impliquées dans la coordination des réponses adaptatives à l’exercice. La pratique d’un sport régulier, par exemple, renforce les muscles en modifiant la production de protéines régulatrices ou en activant diverses enzymes, les unes stimulant la transformation des fibres musculaires, les autres la reprogrammation du métabolisme musculaire, et d’autres encore, la formation de nouvelles mitochondries, les « usines » de production de l’énergie. Plus ces dernières sont nombreuses, plus les cellules peuvent convertir de glucose en énergie, augmentant ainsi la force et la résistance à la fatigue des muscles.

Rester assis est risqué

Malgré les multiples bienfaits de l’exercice physique, même d’intensité moyenne, les recommandations de l’Organisation mondiale de la santé sont loin d’être suivies. Aux États-Unis, seuls 52 pour cent des adultes suivent les directives en matière d’exercice aérobic et 29 pour cent font travailler leurs muscles 30 minutes, deux fois par semaine, comme il est préconisé. Seul un Américain sur cinq pratique à la fois de l’aérobic et des exercices de résistance musculaire. Les Européens et les Français ne font pas mieux.

La difficulté de modifier les habitudes des personnes sédentaires a conduit les scientifiques à s’interroger sur les bienfaits éventuels de séances d’exercices plus brèves et peu intenses, avec l’espoir que des résultats positifs convaincraient les plus réfractaires de changer leurs habitudes. Les premières analyses suggèrent que même un minimum d’exercices quotidien peut prolonger un peu la durée de vie. En 2012 ont été analysées les données de six études ayant suivi pendant environ dix ans un total de 655 000 adultes vivant aux États-Unis. Les personnes consacrant ne serait-ce que 11 minutes par jour à des activités telles que la marche, le vélo, la montée d’un escalier ou du jardinage gagneraient 1,8 année de vie après l’âge de 40 ans, comparées à leurs congénères inactifs. Les participants ayant pratiqué une activité physique modérée telle qu’elle est recommandée par les directives ont quant à eux une espérance de vie supérieure de 3,4 années. Et ceux qui accomplissent entre une heure et une heure et demie d’exercices physiques par jour peuvent espérer 4,2 années de vie en plus.

En revanche, rester assis plus de six heures par jour peut être néfaste pour la santé – et ce, même si l’on pratique quelques séances intenses d’entraînement par ailleurs. Le problème vient-il de la position assise ou de l’absence de mouvement associée ? La question reste ouverte.

Le message de l’ensemble de ces études est clair : bouger de façon régulière et prolongée – tout en gérant le niveau d’intensité de l’activité avec les précautions requises – doit faire partie des habitudes de chacun. Campagnes de santé publique, prescriptions médicales lors de visites de routine, aménagements urbains facilitant l’activité physique, c’est en attaquant la sédentarité par tous les fronts que l’on parviendra à modifier les habitudes.