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• 1ère partie : Maladies neurodégénératives
Maladies du système • 2ème partie: Autres atteintes du SNC
nerveux & Activité
Physique
Cours Elsa HEYMAN
Master 1 APA
ère1 partie : Maladies neurodégénérativesMaladies du système
I- Rappels sur la mémoire
nerveux & Activité II- Le vieillissement cérébral
III- Les neurones peuvent se régénérer chez l’adultePhysique
IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
V- Maladie d’Alzheimer & autres démences
VI- Maladie de Parkinson’s
ère VII- Maladie de Huntington1 partie
ème2 partie: Autres atteintes du SNCLes maladies dégénératives
du SNC
I- La mémoire
I- Rappels sur la mémoire
"La mémoire est nécessaire à toutes les opérations de l'esprit".
Pascal
Capter
CoderInformations
Conserver
Restituer

I- La mémoire I- La mémoire
Mémoire à court terme vs. à long terme
Mémoire à Mémoire à
ENTREE court terme long terme
Récepteurs
Mémoire à long terme
Mémoire Mémoire Mémoire
épisodique verbale procéduraleTraitement centralRépétition Contexte Consolidation
Conscient Apprentissage Mémoire sémantique
Evénements vécus Concepts, sens des mots & des moteur
Mémoire à court terme Contexte affectif symboles, mémoire explicite des Effecteurs «p ar c œ u r»
informations & faits généraux Inconscient
Mémoire lexicale Augmentation de
Forme des mots, prononciation la vitesse avec les
Morris 1996SORTIE répets
I- La mémoire I- La mémoire
Mémoire procédurale vs. déclarative Tests de mémoire
Eichenbaum 2000 Morris 1996
La mémoire à court termeComment faire ?Mémoire implicite procédurale
Apprentissage moteur, « par cœur » Savoir-faire Wechsler 1997Digit Span
Inconscient
de l’efficacité/vitesse avec les répétitions
Mémoire explicite déclarative Quoi ?
Processus conscient de se souvenir Savoir-dire
d’événements ou d’expériences antérieures 5 9 6 8 7 1 3 235186972(évaluation, comparaison, déduction)
Importante pour l’information épisodique
& la connaissance sémantique
I- La mémoire I- La mémoire
La mémoire épisodique
(hippocampe)
Chez l’homme
Test de mémorisation – rappel – reconnaissance
30min après la mémorisation:
tâche de rappel libre et de reconnaissance d’images
Cian et coll. 2001

Ò
I- La mémoire I- La mémoire
NChez l’animal
Mécanismes moléculaires de la mémoire
Morris Water Maze liée à l’hippocampe
WE
Lumière
Indice
visuel
S
Plateforme
cachée
Gerlai 2001
I- La mémoire
Fibres commissurales NA
Fibres efférentes Une configuration unique d’activitéUn souvenir5-HT de réseaux de neurones
Collatérales de Ach
Schaffer Mise en durable de l’efficacitéCA1
mémoire d’un synaptiqueCollatérales
souvenirrécurrentes =
Fibres moussues Potentialisation à long terme
Glutamate DendateCA3
+ Gyrus Activation de la Mécanismes Changements
synapse moléculaires morphologiques GABA
dans les durables
─ Voie neurones
Plasticité synaptique
perforante
Cortex entorhinal
I- La mémoire
Potentialisation à long terme
Fonctionnement exécutif
NO
Série d’habiletés cognitives pour organiser, coordonner, et NOS
séquencer les comportements
CA1
2+Ca
dendrite
NMDA Régions cérébrales concernées: cortex frontal+ Transcription
de gènes
+Glu Influence ++ l’efficacité de la mémoire & d’autres processus CA3
cognitifs
AMPA
PPSE
3RAPPELS
I- La mémoire I- La mémoire
Fonction exécutive
3 composantes: Fonctionnement visuospatial
-Mémoire de travail (habileté à se représenter des informations
changeantes et à intégrer l’information sensorielle avec les
Processus cognitif de la perception, compréhension, expériences passées)
interprétation des informations spatiales & visuelles
-Contrôle inhibiteur: supprimer un comportement ou une
information non pertinente pour la tâche en question
-Préparation: habileté à organiser & coordonner des comportements
dirigés vers un but
prise de décision, inhibition des comportements, s’arrêter,
transfert de tâche à une autre, compatibilité de la réponse,
planification, mémoire de travail, gérer les distractions et les
tâches multiples
I- La mémoire I- La mémoire
Les structures de la mémoire
Amnésie
Lobe pariétal
Corps calleuxMémoire
procéduraleAmnésie rétrograde (effet rétroactif): ne se souvient plus des
Hémisphère cérébralchoses apprises avant la lésion Lobe frontal
Thalamus
ème(renferme 3 ventricule)Corps striés
AmygdaleAmnésie antégrade (effet proactif): ne se souvient plus des Mémoire à
Mémoire choses apprises après la lésion court terme émotionnelle
Cortex préfrontal ème4 ventriculeHypothalamus- Mémoire
de travail Hippocampe Cervelet Arbre de vie du
cerveletMémoire Lobe temporal
déclarative Pont Cortex temporal cervelet
Bulbe rachidien inférieur: stockage
(Consolidation) des souvenirs
sensoriels
ère1 partie : Maladies neurodégénérativesCortex
ème Lobe pariétal3 ventricule I- Rappels sur la mémoire
Corps calleux
II- Le vieillissement cérébral
Plexus choroïde (épithalamus)
III- Les neurones peuvent se régénérer chez l’adulteLobe occipitalLobe frontal
Thalamus
ème IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau(renferme 3 ventricule)
Corps pinéal (épithalamus) V- Maladie d’Alzheimer & autres démences
Mésencéphale (une partie)
VI- Maladie de Parkinson’s
ème4 ventriculeHypothalamus VII- Maladie de Huntington
Arbre de vie du
èmecervelet 2 partie: Autres atteintes du SNCLobe temporal
Pont cervelet èmeBulbe rachidien 3 partie: Diabète - Neuropathie - SNC
Moelle épinière

)
Altération des fonctions motricesII- Le vieillissement cérébral
Altération de l’équilibre, la force musculaire, la coordination
Baisse de la rapidité des réponses (favorise chutes, pbs dans
tâches de la vie de tous les jours) mesure du temps de
réaction
Causes: altération du système dopaminergique striatal & du
cervelet (dégénerescence ++ striatum & cervelet avec âge)?
Altération des fonctions cognitives • Les performances cognitives des adultes jeunes
prédisent leur déclin cognitif futur
Fonctions cognitives • Les déficits cognitifs chez les sujets âgés sont
Hof & Morrison 2004 spécifiques à certains types de tâche:
– Tâches requièrent la résolution de pb
– Tâches nécessitant de la rapidité
– Tâches reposant sur les processus exécutifs
Alzheimer
– Tâches évaluant l’acquisition & la mémorisation
d’habiletés nouvelles
Age
Altération des fonctions synaptiques
Mort neuronaleMort neuronale
• Déficits mémoire: notamment
• Variabilité interindividuelle ++ dans le déclin des -mémoire et apprentissage spatial
performances cognitifs-Stockage d’infos nouvellement acquises
• Selon certains: le ralentissement psychomoteur observé avec
• Au contraire, maintien de: avance en âge pourrait être lié à une baisse de l’activation
phsyiologique, éveil-Mémoire à long terme
-Capacité à faire des tâches moins exigeantes en terme • D’autres au contraire: personnes âgées ont hyper-éveil
d’attention activité excessive & anxiété

Ò
Ö
Ö
9
Ö
9
Ò
Ö
Ö
Ö
Riddle et coll. 2003Mécanismes contribuant au
La vascularisationvieillissement cérébral
• Altération de la circulation microvasculaire & Riddle et coll. 2003
disponibilité en glucoseLe stress oxydant
– le SNC est ++ vulnérable au SO Facteurs endocriniens
Wooley, 1998
– Cette vulnérabilité augmente avec avance en âge: causes:
[oestrogènes] Altération du fonctionnement synaptique• Altération du microenvironnement membranaire (rigidité)
• Altération de la capacité de tamponner le Calcium (augmentation
Oestrogènesdu calcium cytosolique activation de la xanthine oxydase…)
ÖÒ récepteurs NMDA dans neurones CA1 de hippocampe
• …
antioxydants
La neurotransmissionRiddle et coll. 2003
• Altération de l’intégrité de systèmes de Les réactions inflammatoires
neurotransmetteurs (Ach, NA, Dopamine, Sérotonine)
Augmentation de l’expression de la protéine acide fibrillaire
Altération à la fois des synapses excitatrices & inhibitricesgliale, même en absence de stimulus inflammatoire chez la
personne âgée
• Altération de la sensibilité des récepteurs Production + importante de TNF- α pendant les réactions
cytotoxiques chez les personnes âgées (adrénergiques, dopaminergiques, muscariniques, opioïdes)
Niveaux + élevés de TNF- α et Il6 dans le sérum de personnes âgées
Le calcium
Up-régulation de Protéine C Réactive pourrait contribuer au • Altération de l’homéostasie calcique
vieillissement
Effets de l’hygiène de vie sur
Cannabis (inhibe libération Ach…) l’hippocampe
Stress chronique (cortisol)
Cortisol sanguin cortisol dans cytoplasme des neurones
active entrée de Ca2+ Surcharge de Ca2+ mort neuronale
Cortisol baisse de facteurs neurotrophiques comme BDNF
69
9
RAPPELS
Alcoolisme (syndrome de Korsakoff) Troubles sévères de la mémoire:
-Premiers stades de la maladie: Amésie antérograde (ne peut plus
A un stade avancé:
acquérir de nouvelles données, mais souvenirs anciens préservés) -Difficultés sensorielles & motrices
-Etat de confusion concernant les souvenirs explicites épisodiques (Difficulté
-Changement de personnalité (voir psychose) d’encodement au moment de l’apprentissage)
-Décés par problèmes gastro-intestinaux ou cardiaques
-Baisse de volume de l’hippocampe
Examens post-mortem: lésions pathologiques au sein de
-Progression de la maladie: amnésie rétrogradel’hypothalamus et du thalamus (appartenant au diencéphale) et
dans le néocortex, l’hippocampe & le cervelet
ère1 partie : Maladies neurodégénératives III- Les neurones peuvent
I- Rappels sur la mémoire se régénérer chez l’adulte
II- Le vieillissement cérébral
III- Les neurones peuvent se régénérer chez l’adulte
IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
V- Maladie d’Alzheimer & autres démences
VI- Maladie de Parkinson’s
VII- Maladie de Huntington
ème2 partie: Autres atteintes du SNC
Rappel II- Les neurones peuvent se régénérer
ORGANISATION DU SYSTEME NERVEUX
Système Nerveux Central (SNC)
Encéphale et moelle épinière
Centres de régulation et d’intégration homme adulte: neurogenèse dans hippocampe (DG)
Système Nerveux Périphérique (SNP)
Eriksson et coll. 1998 (étude post-mortem)Nerfs crâniens et nerfs spinaux
Ligne de communication entre le SNC et l’organisme
Voie sensitive Voie motrice Et aussi production continuelle de nouveaux neurones dans le
(afférente) (efférente)
bulbe olfactifNeurofibres sensitives, Neurofibres motrices
somatiques et viscérales
Propagation des influx Propagation des influx
Système Nerveux somatique
Neurofibres motrices somatiques
SySy stèstè m me Nere Ner vevueux x AViutscono éralme (volontaire)
Récépteurs Neurofibres motrices viscérales Propagation des influx ( Σ et para Σ)
(involontaire)ibres motrices viscérales
(involontaire)
Propagation des influxMuscles squelettiques
Muscle cardiaque, muscles lisses, glandes

Ò
)
II- Les neurones peuvent se régénérer
Ebadi et coll. 1997
La plasticité cérébrale Les facteurs neurotrophiques
Flexibilité des projections dans le SNC Neurotrophines (cytokines) : BDNF, NGF, NT-3-NT-6, GDNF
Changements de structure & fonction neuronale
effet sur SNS
Expression de gènes, réorganisation des circuits neuronaux, Δ synapses Actions: croissance, différenciation & survie des neurones;
(neurotransmetteurs, densité/affinité des récepteurs)…
synaptogenèse ; Au niveau du SNC et SNP
Facteurs neurotrophiques BDNF : (isolé par Barde et coll. 1982)BDNF
Ebadi et coll. 1997 Différenciation des neurones?
Augmente l’efficacité synaptique & la plasticité
Pourrait atténuer le SO (Kirschner et coll. 1996)Contraintes environnementales
Participe au LTP
Etats pathologiques Développement Apprentissage
(épilepsie, réparations après L’expression de BDNF est régulée par l’activité neuraleExercicenormal Mémoire attaque cérébrale)
Latash et coll. 2003; Kesslak et coll. 1998Rhodes et coll. 2003 Seitz et coll. 2004
Ex: Rôle du Brain-Derived NeurotrophicRappel: Mémorisation &
Factor BDNFPotentialisation à long terme Neurotrophique et neuroprotecteur
transmission synaptiqueNO
NOS
CA1 TrkB
2+Ca
dendrite
NMDA+ TrkBTranscription
de gènes
Glutamate + Glutamate
CA3
BDNF
AMPA
Transcription NMDAPPSE de gènes
Black, 1999 ; Kohara et coll. 2001; Cotman & Berchthold, 2002
ère1 partie : Maladies neurodégénérativesBDNF & Apprentissage
I- Rappels sur la mémoire
II- Le vieillissement cérébral
III- Les neurones peuvent se régénérer chez l’adulte
Apprentissage IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
(reflet de la plasticité cérébrale)
V- Maladie d’Alzheimer & autres démences
Kesslak et coll. 1998 VI- Maladie de Parkinson’sTokuyama et coll. 2000
VII- Maladie de Huntington
Augmente expression du gène codant pour BDNF
ème2 partie: Autres atteintes du SNC

Ö
Ö
IV- Effets de l’exercice
physique sur le cerveau
Remarque: ACSM recommande 30min de marche /j chez
les personnes âgées …
Livre – Exercise & its mediating effects on cognition
A. Kraemer & coll. (1999-2002)
IV-1- Exercice & Cognition
Entraînement & cognition chez personnes âgées
Etudes transversales: Amélioration de tâches supposées dépendantes des
Les personnes âgées + actives ont une perf. cognitive > processus de contrôle exécutif (s’arrêter, changement/transfert de
Les adultes avec aptitude aérobie > ont meilleures performances aux tâche à une autre, compatibilité de la réponse, planification, mémoire de
tests cognitifs travail, gérer les distractions et la coordination de tâches multiples)
+ d’effets sur les tâches qui soulignent la vitesse de
réponse que la validité de la réponse
Amélioration des tâches qui requièrent une
identification & sélection rapide de l’information et
une mobilisation rapide de l’action
IV-2- Mécanismes impliqués dans
Autres effets bénéfiques de l’entraînement chez personne âgée:
-Dépression les effets de l’exercice sur la
-Qualité du sommeil cognition ?-Cognition
-Capacités d’attention
A) Mécanismes physiologiques
Attention: Exercice aigu excessif (chaleur & Revues de littérature
Kramer AF et coll. TRENS in cognitive sciences, 2007déshydratation) (Cian et coll. 2001, Maughan RJ et coll. J Am Coll Nutr,
Dishman RK et coll. Obesity, 20062007) et surentraînement peuvent produire les effets
inverses sur la santé mentale (Peluso et Guerra de Andrade)

Ò
Ò
Ö
ère1 partie : Maladies neurodégénératives
1- Effets des catécholamines (A, NA) (exo. Aigu)IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
IV-1- Exercice & cognition
A & NA à l’exercice aiguIV-2- Mécanismes impliqués dans les effets de l’exercice sur cognition
1) Méca. Physiologiques A ÖÒ le niveau d’éveil,mobilise les réserves d’énergie
1- Catécholamines (glucose sanguin) et flux sanguin vers le cerveau (cerveau en
bénéficie car très fort consommateur d’énergie surtout en 2- Neurotransmetteurs
situation de stress)3- Vascularisation – facteurs neurotrophiques
3a- Effets de exercice sur plasticité cérébrale
3b- Rôle de la vascularisation – angiogenèse
3c- Facteurs neurotrophiques (BDNF) !! Exercice intense & prolongé accompagné de déshydratation
3d- BDNF + oestrogènes altération de cognition
3e-méca. Sous-jacents aux effets de exercice sur BDNF)
Neurotransmetteurs ? IGF1? SO?
ère1 partie : Maladies neurodégénératives
2- Neurotransmetteurs
IV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
IV-1- Exercice & cognition Augmentation de activité des systèmes NA, Dopamine &
Sérotonine avec exerciceIV-2- Mécanismes impliqués dans les effets de l’exercice sur cognition
1) Méca. Physiologiques
1- Catécholamines
2- Neurotransmetteurs
3- Vascularisation – facteurs neurotrophiques
3a- Effets de exercice sur plasticité cérébrale
3b- Rôle de la vascularisation – angiogenèse
3c- Facteurs neurotrophiques (BDNF)
3d- BDNF + oestrogènes
3e-méca. Sous-jacents aux effets de exercice sur BDNF)
Neurotransmetteurs ? IGF1? SO?
ère1 partie : Maladies neurodégénératives 3- VASCULARISATION
– FACTEURS NEUROTROPHIQUESIV- Effets de l’exercice physique sur le cerveau
IV-1- Exercice & cognition
3a- Effets de l’exercice sur la plasticité cérébrale
IV-2- Mécanismes impliqués dans les effets de l’exercice sur cognition
Entraînement augmentation du volume de substance grise 1) Méca. Physiologiques
du cortex temporal & frontal chez des personnes âgées
1- Catécholamines (Imagerie Résonance Magnétique) (Colcombe et coll. 2006)
2- Neurotransmetteurs
3- Vascularisation – facteurs neurotrophiques Fox et coll. Semin Speech Lang 2006
3a- Effets de exercice sur plasticité cérébrale - Activité intense potentialise la plasticité synaptique
3b- Rôle de la vascularisation – angiogenèse
- Les activités complexes favorise une plus grand adaptation structurale3c- Facteurs neurotrophiques (BDNF)
3d- BDNF + oestrogènes
3e-méca. Sous-jacents aux effets de exercice sur BDNF)
Neurotransmetteurs ? IGF1? SO?
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