Effet de l’exercice aigu sur les fonctions cognitives et les marqueurs sanguins de plasticité cérébrale chez le consommateur régulier de cannabis

L’exposition prolongée au cannabis ou au ∆-9-tetrahydrocannabinol (∆-9-THC) a un effet néfaste sur la santé cérébrale (fonctions cognitives, humeur). L’exercice physique est une arme thérapeutique pour faire diminuer la consommation de cannabis chez des populations présentant des troubles de l’usage au cannabis. Au-delà de cela, l’exercice peut être une contre-mesure aux altérations sur la santé cérébrale. Il a été montré chez l’homme que l’exercice améliorait les fonctions cognitives et l’humeur en stimulant la plasticité cérébrale. Néanmoins, il semble que ces effets positifs soient limités chez l’usager de cannabis. Le peu d’études existantes sur les liens entre les niveaux d’activité physique, la consommation maximale d’oxygène (VO2max) et des altérations moindres des fonctions cognitives ou des marqueurs de plasticité cérébrale tels que certaines neurotrophines (BDNF, NGF) ne sont pas concluantes sur les effets bénéfiques de l’exercice.
La baisse de l’activité du Système Endocannabinoide (SEC) suite à la stimulation chronique des récepteurs endocannabinoïdes par le ∆-9-THC pourrait en partie expliquer cette difficulté à observer un effet de l’activité physique sur la santé cérébrale dans cette population. En effet, il a été montré chez l’animal que le SEC, et plus particulièrement les récepteurs CB1 et l’anandamide (AEA, un endocannabinoïde) étaient fortement impliqués dans la plasticité cérébrale induite par l’activité physique (Hill et al. 2010, Ferriera-Viera et al.2014). Chez l’homme, ces résultats semblent se confirmer puisqu’il existe au niveau sanguin des corrélations significatives entre les augmentations d’AEA induites par l’exercice et celle de neurotrophines comme le BDNF (Heyman et al.2012). Il semble donc évident qu’une altération du SEC à l’exercice pourrait être délétère aux effets bénéfiques de l’activité physique sur la santé cérébrale. A cette baisse de l’activité du SEC pourrait également s’ajouter le relargage à l’exercice du ∆-9-THC dans l’organisme, qui pourrait entrer en compétition avec l’AEA au niveau des CB1 et altérer la fonction du SEC dans la plasticité cérébrale.

L’objectif principal de cette étude est de comparer les évolutions à l’exercice aigu entre une population saine et une population consommatrice régulière de cannabis :
1) des taux plasmatiques d’endocannabinoïdes
2) des marqueurs sanguins de la plasticité cérébrale (BDNF, Irisine, Cathepsin B)
3) des fonctions cognitives
4) de l’oxygénation cérébrale et musculaire.

Un objectif secondaire sera d’évaluer l’impact de l’activité physique sur les marqueurs de santé cérébrale chez ces consommateurs au travers des corrélations de ces marqueurs avec le niveau d’activité physique habituelle et l’aptitude aérobie (VO2max) des participants.

Méthodes

Un groupe de sujets consommateurs chroniques de cannabis et un groupe de sujets sains (n = 30 par groupe) réaliseront une épreuve d’effort maximal et un exercice rectangulaire de 30 minutes à une intensité correspondant à 50% de la puissance maximale aérobie. Ces sujets porteront également, sur 1 semaine, un accéléromètre afin de déterminer les niveaux d’activité physique.
Lors des 2 exercices, la consommation d’oxygène (par calorimétrie indirecte), l’oxygénation cérébrale (cortex prefrontal) et musculaire (vaste latéral) seront mesurées en continu et de manière non-invasive par spectroscopie dans le proche infrarouge. Des prélèvements sanguins au moyen d’un cathéter veineux seront également réalisés avant, pendant et après les exercices afin d’apprécier le relargage du ∆-9-THC et de ses métabolites et les évolutions des concentrations d’endocannabinoïdes (AEA, 2-AG, OEA, PEA, 2-OG), des marqueurs sanguins de plasticité cérébrale (BDNF, Irisine, NGF, Cathepsin B) et des régulateurs des endocannabinoïdes (insuline, cortisol). Avant et 10 minutes après chaque exercice, les sujets réaliseront des tests cognitifs (test de Stroop et N-back tests, 15 mots de REY) afin d’apprécier l’évolution des fonctions cognitives suite à l’exercice.

Résultats en termes de santé publique
Les résultats de cette étude permettront de confirmer l’intérêt de l’exercice dans la prise en charge des individus présentant des troubles de l’usage au cannabis. Nous pourrons également savoir quelles sont les différentes variables à prendre en compte dans la construction d’un programme d’activité physique adapté.

Perspectives
Ce projet est le socle d’un projet global sur la consommation de cannabis et les adaptations bénéfiques liées à l’exercice. Pour la suite, nous planifions d’étudier l’effet du cannabis sur un tissu largement impliqué dans les adaptations cérébrales induites par l’exercice : le muscle squelettique. Cela se fera par des études in vitro avec des cultures cellulaires.
Nous mettrons en place un essai clinique sur l’effet de l’entraînement physique sur la santé cérébrale chez les consommateurs de cannabis. Les résultats de l’étude présentés dans ce document permettront de définir les paramètres de l’entraînement.