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Exercice et l'index glycémique du Petit déjeuner: effet combiné chez l'adolescent sur les fonctions cognitives



 
INTRODUCTION
 
         Il existe un consensus dans la littérature sur la prise du petit déjeuner comparé à l'absence de petit déjeuner et ses bénéfices sur la fonction cognitive de l'adolescent [1-2-3]. Il apparait également que la composition joue un rôle déterminant, avec un intérêt particulier de l'index glycémique IG [4]. De précédentes recherches suggèrent que le faible IG lors du petit déjeuner est bénéfique pour les fonctions cognitives de la population générale, incluant enfants [5-6] et adultes [7]. A l'opposé, certaines études indiquent qu’un petit déjeuner à fort IG est plus bénéfique pour les fonctions cognitives de l'adolescent.[8-9]. Cependant, plusieurs études ont utilisés les IG haut et bas au petit déjeuner sans regarder les variables clefs comme les calories et le contenu glucidique; et ont mesuré seulement la fonction cognitive.
         Concernant l’exercice et les fonctions cognitives de l'adolescent, les études sont moins nombreuses. On retrouve quelques preuves sur les effets bénéfiques [10-11-12-13]. Cependant, une récente méta-analyse suggère que la comparaison entre les études est difficile en raisons de nombreuses relations entre exercice et effet cognitif, incluant intensité et durée de l'exercice ainsi que les différentes fonctions cognitives examinées [14].
         C’est pourquoi la combinaison de ces deux variables sur les fonctions cognitives de l'adolescent est particulièrement intéressante, non seulement parce qu'elle n'a pas encore été explorée mais aussi pour son impact sur la réussite scolaire.
 
METHODOLOGIE
 
Caractéristiques participants: 52 adolescents (11 à 13 ans) sont recrutés pour participer à cette étude.10 participants ont été retirés de l'étude (7 pour absence et 3 pour non suivi diététique).
Protocole: L'étude est en double aveugle sur le choix de l'IG au petit déjeuner, et chaque groupe réalise les deux expérimentations: exercice et repos. Le déroulement est décrit  ci dessous (figure 1)

Contrôle diététique: Les participants sont seulement autorisés à s’hydrater après le petit déjeuner.

Questionnaire sur l’humeur: Deux tests sont utilisés; L’activation-desactivation check list (AD ACL) qui comporte 20 items divisé en 4 composantes: énergie (actif-vigoureux), la tension (agité-excité), la fatigue (endormi-somnolent) et le calme (repos-tranquilité). Les scores obtenus sont regroupés en un score global de l'humeur. Et le test comportant 3 échelles visuelles analogiques (VAS) pour mesurer la concentration, la faim, et la plénitude.

Les tests de la fonction cognitive: Deux tests sont utilisés: test de Stroop et le test de Steinberg. L'intérêt des tests de la fonction cognitive est d’analyser le temps de réponse et la proportion de réponse correct.

Echantillon Sanguin: On y extrait les données de la concentration en glucose sanguin ainsi que la concentration d’insuline plasmatique.

Le petit déjeuner: Le contenu du petit déjeuner à haut et bas IG contient le même nombre de calorie, de glucide, de protéine et de lipide.

Exercice: L’exercice du protocole dure 10min et consiste à la répétition de 10 fois de 7 x 20m en navette à 8km/h avec 30 secondes de pause entre chaque répétition. On arrête la course si le participant atteint plus de 90% de la FCM soit environ 190BPM, et on demande de marcher.
 
RESULTATS
 
Exercice: Il n'y a pas de différence significative entre: les IG du petit déjeuner, les temps de course ou marche, et les battements cardiaques par minutes.

Humeur: Il n'y a pas de différence entre l’IG du petit déjeuner et l’exercice. Néanmoins, nous retrouvons des variations d’humeur en fonction du temps pour les IG haut et bas.

Fonction cognitive:
Le test de Stroop, après un petit déjeuner faible en IG a de meilleurs temps de réponse après l’exercice, comparativement au haut IG (repos et exercice). Nous n’avons pas de différence significative entre haut et bas IG, et le repos. Les IG haut ont de meilleurs temps de réponse au test au repos que les IG haut après exercice. (Cf figure 2)
Le Test Steinberg a de meilleurs temps de réponse pour un faible IG après exercice ou repos que le haut IG associé au repos. L’exercice n’affecte pas le temps de réponse pour le faible IG. Mais pour le haut IG l’exercice augmente les temps de réponse comparativement au repos. (cf figure 3)

Concentration de glucose sanguin et concentration insuline plasmatique: Les courbes confirment la nature des IG haut et bas des petits déjeuners. On observe une tendance élevée de concentration de glucose et insuline plasmatique après l'exercice pour le groupe à haut IG.
 
DISCUSSION

Les mécanismes des effets du petit déjeuner à faible IG et de l’exercice sur les fonctions cognitives reste inconnus, bien que de sérieuses pistes soient suggérées. Notamment que le faible IG soit bénéfique sur les fonctions cognitives du à une meilleurs stabilité du glucose dans les cellules nerveuses ce qui est favorable à la modulation hormonale de l’insuline et du cortisol, et aux neurotransmetteurs [17], ceci entrainant une réponse en insuline et glycémique bénéfiques aux fonctions cognitives de l'adolescent. Le mécanisme des effets de la médiation suggère qu'après l'exercice, nous améliorons nos fonctions cognitives du à l'augmentation du flux sanguin qui améliore la délivrance du glucose et l'oxygène dans les tissus nerveux [18]. Cependant, le mécanisme exact de médiation post-effort sur la cognition est inconnu et certainement nous en découvrirons plus dans les investigations futures. Cette étude nous ouvre la voix pour de futures études et ainsi comprendre quel pourrait être le moment optimal pour la prise du petit déjeuner et l’exercice, ou encore quels seraient les effets du petit déjeuner en fonction des paramètres tels que le type ou la durée de l’effort.
 
CONCLUSION
 
Ce qui ressort de cette étude est qu’en fonction des tests cognitifs réalisés on obtient des résultats différents. Cette étude suggère qu’après un petit déjeuner faible en IG et exercice, nous augmentons le temps de réactivité au test de Stroop. Tous comme l’ont démontré les études précédentes [15]. Le test de Steinberg nous indique que les temps de réponses sont meilleurs après exercice pour le petit déjeuner à haut IG. Ce qui amène du poids à ce que d’autres études avaient publiées [16].
 
Texte traduit par Tanguy Fleury.
 
 
Article original: Breakfast glycaemic index and exercise: Combined effects on
adolescents' cognition Simon B. Cooper, Stephan Bandelow, Maria L. Nute, John G. Morris,  Mary E. Nevill; Physiology & Behavior 139 (2015) 104–111
 
Bibliographie:
[1]:Cooper SB, Bandelow S, Nevill ME. Breakfast consumption and cognitive function in adolescent schoolchildren. Physiol Behav 2011;103:431–9.
[2]:Hoyland A, Dye L, Lawton CL. A systematic review of the effect of breakfast on the cognitive performance of children and adolescents. Nutr Res Rev 2009;22:220–43.
[3]:Widenhorn-Müller K, Hille K, Klenk J, Weiland U. Influence of having breakfast on cognitive performance and mod in 13- to 20-year-old high school students: results of a crossover study. Pediatrics 2008;122:279–84.
[4]:Jenkins DJA, Wolever TMS, Taylor RH, Barker H, Fielden H, Baldwin JM, et al. Glycemic index of foods: a physiological basis for carbohydrate exchange. Am J Clin Nutr 1981;34:362–6.
[5]:Ingwersen J, Defeyter MA, Kennedy DO, Wesnes KA, Scholey AB. A low glycaemic index breakfast cereal preferentially prevents children's cognitive performance from declining throughout the morning. Appetite 2007;49:240–4.
[6]:Mahoney CR, Taylor HA, Kanarek RB, Samuel P. Effect of breakfast composition on cognitive processes in elementary school children. Physiol Behav 2005;85:635–45.
[7]:Benton D, Ruffin MP, Lassel T, Nabb S, Messaoudi M, Vinoy S, et al. The delivery rate of dietary carbohydrates affects cognitive performance in both rats and humans. Psychopharmacology (Berl) 2003;166:86–90.
[8]:Micha R, Rogers PJ, Nelson M. Glycaemic potency of breakfast predicts cognitive function and mood in adolescent schoolchildren. Proc Nutr Soc 2008;67:E364.
[9]:Smith MA, Foster JK. The impact of a high versus a low glycaemic index breakfast cereal meal on verbal episodic memory in healthy adolescents. Nutr Neurosci 2008;11:219–27.
[10]:Budde H, Voelcker-Rehage C, Pietraβyk-Kendziorra S, Ribiero P, TidowW. Acute coordinative exercise improves attentional performance in adolescents. Neurosci Lett 2002;441:219–23.
[11]:McNaughten D, Gabbard C. Physical exercise and immediate mental performance of sixth-grade children. Percept Mot Skills 1993;77:1155–9.
[12]:Travlos AK. High intensity physical education classes and cognitive performance in eighth grade students: an applied study. Int J Sport Exerc Psychol 2010;8:302–11.
[13]:Zervas Y, Dabis A, Klissouras V. Influence of physical exertion on mental performance with reference to training. Percept Mot Skills 1991;72:1215–21.
[14]:Chang YK, Labban JD, Gapin JJ, Etnier JL. The effects of acute exercise on cognitive performance: a meta-analysis. Brain Res 2012;1453:87–101.
[15]:Cooper SB, Bandelow S, Nute ML, Morris JG, Nevill ME. Breakfast glycaemic index and cognitive function in adolescent school children. Br J Nutr 2012;107:1823–32.
[16]: Wesnes KA, Pincock C, Richardson D, Helm G, Hails S. Breakfast reduces declines in attention and memory over the morning in schoolchildren. Appetite 2003;41: 329–31.
[17]:Philippou E, Constantinou M. The influence of glycaemic index on cognitive functioning: a systematic review of the evidence. Adv Nutr 2014;5:119–30.
[18]:Querido JS, Sheel AW. Regulation of cerebral blood flow during exercise. Sports Med 2007;37:766–82.
 




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