Catherine Belzung, Université de Tours et Federica Comazzi

Pratiquer une activité physique est recommandé pour la santé physique et pour prévenir certaines pathologies. Mais les effets bénéfiques de l’activité physique sur le bien-être, les capacités cognitives (par exemple, la mémoire ou la prise de décision), la régulation des émotions et la santé mentale de façon plus générale sont également bien établis. Par exemple, la pratique du sport diminue les symptômes d’anxiété, de dépression, de stress et de solitude.

Cependant, nombre de questions restent ouvertes : les effets bénéfiques de l’activité physique sur la santé mentale et les capacités cognitives concernent-ils tous les types de sport, qu’ils soient intensifs ou plus modérés, individuels ou collectifs ? L’activité physique peut-elle être défavorable ? Quels sont les mécanismes biologiques par lesquels ces effets surviennent ? Sont-ils présents chez tous les sujets ? Le but de cet article est de fournir des éléments de réponse à ces questions.

Les effets bénéfiques du sport sur la santé mentale dépendent-ils de l’intensité de l’effort ?

Quand on prend en compte l’intensité de l’effort physique, on distingue deux catégories de sports. Les premiers, à l’image de la marche ou du jogging, mettent en jeu l’endurance. Ils mobilisent entre 65 % et 80 % de la fréquence cardiaque maximale (FCmax) du sujet. On dit que ces activités se situent dans des zones aérobies car l’organisme utilise de l’oxygène pour libérer l’énergie nécessaire à leur pratique.

Les seconds concernent des efforts plus intenses, comme le sprint. Ils mobilisent 85 à 90 % de la fréquence cardiaque maximale en produisant de l’acide lactique, un composé nécessaire pour le fonctionnement musculaire mais qui peut induire des crampes en cas d’excès. Ces sports se situent en zone anaérobie, c’est-à-dire sans consommation d’oxygène pour produire de l’énergie.

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Il est clairement établi qu’une activité aérobie, qui met donc en jeu l’endurance et qui dure une vingtaine de minutes, est suffisante pour améliorer les fonctions cognitives chez des adolescents. Mais les effets bénéfiques ne se limitent pas aux sports aérobies (d’endurance). En effet, l’entraînement en résistance, une technique populaire de musculation utilisée par les adeptes du « body building », induit des effets similaires sur la cognition.

D’autres études se sont intéressées à des sports plus spécifiques. Elles montrent que le karaté ou le taekwondo, par exemple, améliorent la concentration et ce que l’on appelle les fonctions exécutives (c’est-à-dire les processus cognitifs de haut niveau comme la planification, l’élaboration de stratégie, la flexibilité mentale), que le tennis de table joue sur l’anticipation de l’action et le temps de réaction, ou encore que la pratique de la danse favorise le bien-être. Ainsi, le sport est en général bénéfique, mais le type de sport pratiqué peut s’avérer déterminant pour développer certaines dimensions cognitives.

Dans certaines situations, l’activité physique peut-elle s’avérer défavorable ?

Cependant, le sport peut aussi exposer les personnes à des risques pour la santé. Ainsi, les sportifs de haut niveau et les adeptes de sports de haute intensité (marathon, triathlon, iron man, CrossFit…) s’entraînent pendant de nombreuses heures, amenant leur corps au seuil de ses limites. Ces pratiques peuvent également être un facteur de risque de conduites addictives, l’addiction à l’exercice physique augmentant le risque de développer une autre addiction, par exemple à une substance comme l’alcool.

Les sports individuels et collectifs ont-ils le même impact ?

Plusieurs études montrent que la participation à une équipe sportive pendant l’adolescence diminue le stress et améliore la santé mentale ainsi que l’insertion sociale des participants. Cet effet n’est pas retrouvé de façon systématique pour la pratique de sports individuels, certaines études rapportant même des effets négatifs. Ces travaux semblent suggérer que la participation à un sport collectif a un impact positif plus important sur la santé mentale que la pratique de sports individuels. Pour certains auteurs, l’un des mécanismes par lesquels le sport en équipe favorise la santé mentale est lié au fait que l’activité collective permet de construire des relations sociales et amicales, et de favoriser le sentiment d’appartenance à un groupe, ce qui est déterminant pour la santé mentale, en particulier au moment de l’adolescence.

Cependant, le contexte dans lequel ces activités s’exercent ainsi que des facteurs individuels jouent également un rôle important. En effet, certaines conditions, par exemple des contextes de compétition intense avec des entraînements extrêmes, des styles de coaching qui insistent sur le fait de gagner ou sur des moyens immoraux pour y parvenir, ont des effets défavorables sur la santé mentale, conduisant au stress, au burn-out, à l’addiction.

Par quels mécanismes biologiques le sport agit-il sur le bien-être et la santé mentale ?

Des études d’imagerie cérébrale ont établi une association positive entre exercice physique et augmentation du volume d’aires cérébrales spécifiques comme l’hippocampe, une région importante pour l’encodage mnésique (le processus par lequel s’effectue la mémorisation) et la gestion du stress. La pratique régulière du tennis, en particulier, améliore aussi le fonctionnement des régions préfrontales, une région cruciale pour les fonctions exécutives.

Si on considère ce phénomène à l’échelle cellulaire, on observe que les effets bénéfiques d’une activité d’endurance (aérobie) sont associés à une augmentation de ce que les spécialistes nomment la neurogenèse hippocampique adulte.

En effet, il a été démontré qu’au sein de l’hippocampe d’un sujet adulte, de nouveaux neurones étaient générés chaque jour. Ces derniers favorisent la mémoire et la résistance au stress. Lorsque l’on introduit une roue d’écureuil dans la cage d’élevage de souris, celles-ci se mettent spontanément à faire de l’exercice aérobie (d’endurance). Si on compare le cerveau de souris qui ont produit ce type d’effort, d’une façon régulière et soutenue, avec celui de souris sédentaires, on constate une augmentation importante des néoneurones de l’hippocampe.

Plusieurs mécanismes ont été proposés : l’exercice augmente le flux sanguin cérébral et l’apport en oxygène au niveau du cerveau. Il libère aussi des facteurs neurotrophiques, c’est-à-dire des facteurs qui favorisent la croissance et la survie des neurones. Par ailleurs, on peut imposer à des souris des efforts physiques intenses, interrompus par de courtes périodes de repos. Dans un premier temps, des études semblaient indiquer plutôt un effet défavorable de l’effort anaérobie. Mais des études plus récentes ont indiqué que ce type d’effort induisait lui aussi un effet positif sur la génération de nouveaux neurones par l’hippocampe (neurogenèse hippocampique), sans doute au travers de la libération de facteurs neurotrophiques par les muscles.

Ces effets existent-ils chez tout le monde ?

Dans les études chez l’animal mais aussi chez l’Homme, les effets bénéfiques de l’effort physique sur la cognition, le bien-être et la génération de nouveaux neurones par l’hippocampe (neurogenèse hippocampique) ne sont pas présents chez tous les sujets et varient en fonction de leur fond génétique. En effet, certains variants de gènes codant pour des facteurs neurotrophiques (comme la BDNF) ou des facteurs de croissance (comme le NGF) réduisent les effets bénéfiques du sport.

En conclusion, on retiendra que l’ensemble de ces études confirment et précisent les effets bénéfiques de l’activité physique sur la santé mentale et le bien-être. Ils soulignent à quel point le corps et les processus cognitifs, émotionnels, sociaux sont en constante interaction. En outre, l’exercice physique, souvent pratiqué en équipe, favorise aussi l’insertion sociale, en se faisant un puissant catalyseur d’une société plus inclusive.

Cet article est publié dans le cadre de la Fête de la science (qui a lieu du 6 au 16 octobre 2023 en métropole et du 10 au 27 novembre 2023 en outre-mer et à l’international), et dont The Conversation France est partenaire. Cette nouvelle édition porte sur la thématique « sport et science ». Retrouvez tous les événements de votre région sur le site Fetedelascience.fr.

Catherine Belzung, Professor, Université de Tours et Federica Comazzi, Doctoral candidate

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.