sarcopénie et vieillissement musculaire : mécanismes, … · phase de fatigue fibres de type ii...

1

DES : Médecine physique et de réadaptationDIU : Médecine de rééducationModule : MPR et Personnes âgéesLille : 10 et 11 janvier 2008

Coordonnateur : Pr André Thévenon

Titre : Sarcopénie et vieillissement musculaire : mécanismes, conséquences fonctionnelles,possibilités thérapeutiques

Auteurs : Patrick DEHAIL

© Cofemer 2008 et l’auteur

Sarcopénie et vieillissement musculaireSarcopénie et vieillissement musculaire ::mécanismes, conséquencesmécanismes, conséquences

fonctionnelles,fonctionnelles,possibilités thérapeutiquespossibilités thérapeutiques

Patrick DEHAILPatrick DEHAILService Médecine Physique et RéadaptationService Médecine Physique et RéadaptationPôle GérontologiquePôle GérontologiqueCHU de BordeauxCHU de Bordeaux

SARCOPENIE et VIEILLISSEMENT MUSUCLAIRESARCOPENIE et VIEILLISSEMENT MUSUCLAIRE

Thème de recherche récent

Prise en compte partielle en pratique clinique

104

3747

Nombre de publication

0

20

40

60

80

100

120

140

160

1995-1996 2000-2001 2005-2006

pro

gre

ss

ion

(%

)

"Sarcopenia"

"Alzheimer"

Publications

NOTION DE SARCOPENIENOTION DE SARCOPENIE

« Perte progressive et inéluctable de la masse musculaire

squelettique avec l’avancée en âge » Evans 1995

Rosenberg 1997

Définition quantitative Baumgartner 1998

IMM = Masse Musculaire Kg / Taille m²

Seuil : - 2SD par rapport à une population de référence

Prévalence :

13 à 24 % entre 65 et 70 ans

30 à 60 % après 80 ans

Témoin des modifications de la composition corporelle liées à l’âge

NOTION DE SARCOPENIENOTION DE SARCOPENIE

10

15

20

25

30

35

40

20 30 40 50 60 70 80

age

% c

om

po

sit

ion

co

rpo

rell

e

Masse Grasse

Masse Musculaire

Réduction du nombre de fibres musculaires

• perte du ¼ des fibres entre 30 et 70 ans Lexell 1983

• type II > I (?)

Atrophie des fibres de type IIa et IIx Aniansson 1986

MODIFICATIONS DU TISSU MUSCULAIREMODIFICATIONS DU TISSU MUSCULAIRE

Sujetde 27 ans

Fibre I

Fibre IIaFibre IIx

Sujetde 77 ans

D’après Lee WS et al. 2006

Cofemer DES MPR 03/09/2008

Sarcopénie et vieillissement musculaire P. Dehail 1/8

2

/ Composition moléculaire des fibres

• expression de MHC IIa et IIx

• expression constante de MHC I

• ™ du nombre de fibres hybrides I / IIa et IIa / IIb


Cf. pour revue, Le Page C et al. Vieillissement du muscle squelettique. Age & nutrition 2002

/ Nombre et la structure des Unités Motrices

• Réduction du nombre de motoneurones α (de 25 à 50 %)

• Réduction du nombre d’UM (- 1 % an à partir de 30 ans)

⇒ Remodelage des UM


Corne antérieure Muscle squelettique

Motoneurones α

Fibre I

Fibre II

Corne antérieure Muscle squelettique

EFFETS DE LEFFETS DE L’’AGE SUR LA FORCE ET LAAGE SUR LA FORCE ET LAPUISSANCE MUSCULAIRESPUISSANCE MUSCULAIRES

20

40

60

80

100

20

ans

30

ans

50

ans

70

ans

90

ans

Déclin de la force musculaire maximale

• 10 à 15 % / décennie après 50 ans

• ++ isocinétique

• ++ concentrique

• ++ membres inférieurs

• déclin asymétrique entre muscles

antagonistes


• Dégradation de la qualité musculaire (Force / unité de masse musculaire)

• Pour certains NON (Overendt TJ 1992, Hakkinen K 1996, Kent-Braun JA 1999)

• Pour d’autres OUI (Jubrias 1997, Lynch NA 1999, Morse CI 2004)

• Déclin de la puissance musculaire maximale

• 2 à 3 fois plus importante / perte de force Skelton DA 2002

• de la vitesse de contraction +++

• retentissement fonctionnel majeur

Effets sur la fatigue et l’endurance musculaire

• controverses

• « fatigue paradox » Narici MV 1991



3


Dégradation de la qualité musculaire (Force / unité de masse musculaire)

• Pour certains « non » (Overendt TJ 1992, Hakkinen K 1996, Kent-Braun JA 1999)

• Pour d’autres OUI +++ (Jubrias 1997, Lynch NA 1999, Morse CI 2004)

Déclin de la puissance musculaire maximale

• 2 à 3 fois plus importante / perte de force



Effets sur la fatigue et l’endurance musculaire

• controverses



Dégradation de la qualité musculaire (Force / unité de masse musculaire)

• Pour certains NON (Overendt TJ 1992, Hakkinen K 1996, Kent-Braun JA

1999)

• Pour d’autres OUI (Jubrias 1997, Lynch NA 1999, Morse CI 2004)• Pour d’autres OUI (Jubrias 1997, Lynch NA 1999, Morse CI 2004)Effets sur la fatigue musculaire

• controverses


Déclin de la puissance musculaire maximale

• 2 à 3 fois plus importante / perte de force



Number of repetitions

20151050

MP

T (

Nm

)

80

70

60

50

40

30

20

10

young (N = 25)

COM (N = 28)

HOSP T1 (N = 30)

HOSP T0 (N = 43)

Coef Endurance patients hospitalisés1.00 ± 0.21 Hosp T01.03 ± 0.26 Hosp T1

CE sujets âgés COM0.92 ± 0.12

CE sujets jeunes0.85 ± 0.13

EFFETS DE LEFFETS DE L’’AGE SUR LA FATIGUEAGE SUR LA FATIGUE(Force soutenue)(Force soutenue)

Muller F, Dehail P et al. Muscle & Nerve 2007.

MPTNm

Nombre de répétition20

Phase de fatigueFibres de type II

Phase d’enduranceFibres de type I

Jeunes

COM

Hosp

Fugl-Meyer 1985, Lindstrom 1997


Autres facteurs du déclin de la fonction musculaire

• altération de la commande centrale

• des co-contractions des muscles antagonistes

• du temps de contraction et du temps de demi-relaxation

• de la raideur tendineuse Sarcopénie

MECANISMES IMPLIQUES DANS LE VIEILLISSEMENTMECANISMES IMPLIQUES DANS LE VIEILLISSEMENTMUSCULAIREMUSCULAIRE

Dérégulation de la synthèse protéique

Facteurs nerveux

Inactivité



4

Membrane cellulaire

Protéines musculaires

Acides aminés libres

ProtéosynthèseDégradation protéique

Acides aminés

Séquestration splanchnique: Hyperaminoacidémie

Post-prandiale leucine

--

Insulino-résistance

+

-

-

GH-IGF1 Testostérone(oestrogènes)

DHEA

-

™ Il6 & TNF α

+

Sarcopénie


Cellules satellites

_

Facteurs nerveux

Inactivité

Synthèse protéique

Facteurs hormonaux GH – IGF 1- MGF

Testostérone (oestrogènes) DHEAS

_

™ Cytokines _ +

Radicaux libresApoptose

™ Myostatine

Source : Dupont-Versteegden EE 2005. Exp Gerontology.

Sarcopénie


Anorexie, Malnutrition

Vitamine D

Cellules satellites

_

Troubles de la microcirculation

Facteurs nerveux

Inactivité

Synthèse protéique

Facteurs hormonaux GH – IGF 1- MGF

Testostérone (oestrogènes) DHEAS

™ Myostatine

_

™ Cytokines _ +

Radicaux libresApoptose

Relation vit D et sarcopénieRelation vit D et sarcopénie

Source : Bischoff-Ferrari et al. J Bone Miner Research 2004


1000 sujets revus à 31000 sujets revus à 3ansans

Visser JCEM 2003, 88Visser JCEM 2003, 88 : 5766: 5766



5


Source : Bischoff-Ferrari etSource : Bischoff-Ferrari etalal. 2004. . 2004. AmAm J Clin J Clin NutrNutr 2004 2004

RETENTISSEMENT FONCTIONNEL DURETENTISSEMENT FONCTIONNEL DUVIEILLISSEMENT MUSCULAIREVIEILLISSEMENT MUSCULAIRE

Sarcopénie

Dégradation de laqualité de la marche

Dégradation descapacités de transfert

Difficultés à lamontée de marchesd’escalier


R = - 0,63 **

0

20

40

60

80

100

120

140

10 15 20 25 30 35 40 45

Trunk Flexion (degree)

Kn

ee

Ex

ten

so

rs.

MP

T (

Nm

)

P. Dehail, E. Bestaven et al. Clin Biomech 2007

• Seuil de retentissement fonctionnel de la sarcopénie :

- IMM (Kg/m²) < 5.75 (F) et < 8.5 (H) Janssenn 2004

- Circonférence du mollet < 31 cm (F) Rolland 2003

- Force isométrique de préhension Lauretani 2003

< 30 Kg (H)

< 20 Kg (F)


• Facteurs prédictifs :

Force et puissance musculaires > masse musculaire

Masse grasse > masse musculaire


Sarcopénie




Augmentation du niveau d’incapacité dans les AVQChute

FragilitéPerte d’autonomie


Sarcopénie




Surmortalité Infections nosocomiales

Augmentation du niveau d’incapacité dans les AVQChute

FragilitéPerte d’autonomie

Surcoûtde prise en charge



6

• Le plus efficace

• Élément central

• Tous les moyens sont bons

• Mais pas si simple en pratique !

STRATEGIES THERAPEUTIQUESSTRATEGIES THERAPEUTIQUES RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCE

(RCT)

Intensité : - 2 à 5 séries d ’exercices de 4 à 20 répétitions de 50 % à80 % de la 1RM- Progression variable

Types d ’exercice :- isométriques- Dynamiques excentriques ou concentriques- Isocinétiques (vitesses variables)

Quels muscles : Membres Inférieurs essentiellement- extenseurs du genou- extenseurs et stabilisateurs de la hanche

RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCEProtocoles très variables

Durée et rythme : 2 à 4 séances /sem (3) pendant 2 à 104 sem (12)

RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCEMécanismes d’adaptation

J o S 3 S 6 S 12

apprentissage

Facteurs nerveuxd’adaptation

™ recrutement UM™ fréquence d’activation ™ synchronisation ™ synergie musculaire

Facteurs musculairesd’adaptation

™ volume musculaire

Hypertrophie des fibres

™ synthèse protéique / ™ facteurs hormonaux MGF

Modif. Expression des MHC Fibres hybrides

entretien

Gain de force

RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCEEffets sur la synthèse protéique

Évolution du taux de synthèse protéique sous l’effet du RCT d’après Yarasheski 2003JGBSM.

RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCEBénéfices

Méta-analyse (Latham et al. 2004 . JGBSM)

Amélioration de la force musculaire : ++

996 sujets vs 959 contrôles : p < .0001

Gain de force variable / méthodes de mesure

+ 20 % à + 200 % / RM

+ 10 % à 30 % en isocinétisme

Amélioration de la puissance musculaire : ++

(Harridge et al 1999 ; Le Page et al 2003 ;hunter 2004)

RENFORCEMENT MUSCULAIRE CONTRE RESISTANCEBénéfices

Méta-analyse (Latham et al. 2004 . JGBSM)

Bénéfices fonctionnels

vitesse de marche (n = 798)

temps de transfert assis-debout (n =185)

risque de chute (Judge 94, Buchner 1997, Campbell 97, Fiatarone 90-93)

Effets sur le niveau d’incapacité dans AVQ et sur la Qualité de Vie ?



7

Testostérone

Traitements Hormonaux

AUTEURS POPULATION ETUDE PROTOCOLE RESULTATS

Morley

et al.1993

14 hommes

> 75 ans(T<70ng/dl)

Contrôlée Testostérone

énanthane IM (8)Ou placebo (6)

Durée 3 mois

Augmentation force

Augmentation hématocrite etostéocalcine

Snyder et al.

1999

108 hommes

> 65 ans

Randomisée

CP

Patch de

testostéroneOu placebo

Durée : 36 mois

Diminution masse grasse

Augmentation masse maigreForce Fle et Ext du genou : pas de

différence

Ferrando et

al.2002

12 hommes

> 60 ans(TT<17nmol/l)

Randomisée

CP

Testostérone

énanthate IMOu placebo

Durée : 6 mois

Augmentation masse maigre, volume

musculaire et force .

ä anabolisme protidique

Ly et al.2002

33 hommes> 60 ans

(T<15nmo/l)

RandomiséeCP

DHT gel 70mgOu Placebo

Durée 3 mois

Diminution masse grasseMasse maigre idem

Force améliorée au n° Flex du genouMarche, équilibre : idem

QDV (SF36) : idem


Testostérone

νν Modification composition corporelleModification composition corporelle

νν des paramètres physiques chez les sujets des paramètres physiques chez les sujets hypogonadiqueshypogonadiques

νν Pas dPas d’’effet sur les paramètres fonctionnelseffet sur les paramètres fonctionnels

νν Effets secondaires : HTA, Effets secondaires : HTA, ™™ hématocrite, risque hématocrite, risque athérogèneathérogène,,

troubles du comportementtroubles du comportement

νν CI : Cancer de la prostateCI : Cancer de la prostate

GH – IGF 1


AUTEURS POPULATION ETUDE PROTOCOLE RESULTATS

Rudman et al. 1990

21 hommes 61-81 ans

Randomisée 12 patients rhGH vs 9 sans TTT. Durée : 6 mois

Augmentation [IGF1] m.maigre : 8.8 % D. osseuse : 1.6 %

Holloway et al. 1994

27 femmes 66.7 ans (3)

Randomisée CP

13 rhGH vs 14 placebo

Durée : 6 mois

Augmentation IGF1 et IGFBP-3 Marqueurs turnover osseux Stabilité D. osseuse Effets secondaires+++

Papadakis et al. 1996

52 hommes 70-85 ans IGF1 bas

Randomisée CP

rhGH vs placebo Durée 6 mois

Augmentation m.maigre : 4.3 % Force (quad, hand grip) : pas de différence

Yarasheski et al.

1997

18 hommes 67 ans(1)

Randomisée CP

rhGH + ECR vs placebo +ECR

16 semaines

Augmentation IGF1 et ostéocalcine /rhGh Force : augmentation idem D. Osseuse : augmentation idem

Taaffe et al. 1994

18 hommes 65-82 ans

Randomisée CP

14 sem d’Exercices CR

puis rhGH ou placebo + 10 sem d’ECR

Augmentation IGF1et IGFBP-3 et masse maigre + dans groupe rhGH Pas de différence concernant la force

Lange et al. 2000

16 femmes 75 ans

Randomisée CP

12 sem d’endurance + rhGh ou placebo

VO2 max : + 18% dans les 2 groupes Augmentation enzymes oxydatives musculaires / groupe rhGH

Hennessey et al. 2001

31 sujets 71,3 ans (4,5) « modérément

fragiles »

Randomisée CP

(+ biopsies musculaires)

4 groupes : rhGH + ECR

rhGH Placebo + ECR

Placebo

A 6 mois : Augmentation IGF1 / rhGH Augmentation fibres 2 / rhGH Augmentation force / ECR

Lange et al. 2002

31 hommes 74 ans (1)

Randomisée CP

4 groupes : rhGH + ECR

rhGH Placebo + ECR

Placebo

A 3 mois : Modification composition ch. Lourde Myosine / rhGH Augmentation force et puissance / ECR.


GH-IGF1

θθ intérêt démontré dans le syndrome GHDintérêt démontré dans le syndrome GHD

θθ chez le sujet âgé sainchez le sujet âgé sain

νν modification composition corporelle et structure musculairemodification composition corporelle et structure musculaire

νν Peu dPeu d’’effets sur paramètres physiqueseffets sur paramètres physiques

νν pas de potentialisation des effets de lpas de potentialisation des effets de l ’ ’exercice physiqueexercice physique

νν effets sur paramètres fonctionnels : ?effets sur paramètres fonctionnels : ?

νν Effets secondaires : +++ Effets secondaires : +++ (arthralgies, canal carpien, (arthralgies, canal carpien, insulino-résistanceinsulino-résistance,,

céphalées, oedèmes, rôle cancérigène, HTA, myocardiopathiecéphalées, oedèmes, rôle cancérigène, HTA, myocardiopathie

hypertrophique)hypertrophique)

DHEA « Fontaine de jouvence »

Percheron G et al. Arch Intern Med 2003

DHEAge Study

• Mesure de la force isométrique (M sup et inf) et isocinétique (M

inf) et composition corporelle

• Résultats : pas de modification significative

Traitements hormonaux

Vitamine D

Réduction significative du risque de chute

Bischoff-Ferrari 2004-2006

Mais peu d’amélioration de la fonction musculaire

A suivre…

AUTRES TRAITEMENTS



8

IEC « traitement providentiel ? » Onder 2002 Lancet

•• Suivi prospectif de 641 femmes (78,9 ans Suivi prospectif de 641 femmes (78,9 ans ±± 8 8) hypertendues (sans IC)) hypertendues (sans IC)pendant 3 anspendant 3 ans

•• 4 groupes 4 groupes

•• Force isométrique des extenseurs du genou et vitesse de marche Force isométrique des extenseurs du genou et vitesse de marche

AUTRES TRAITEMENTS

Utilisation continue IEC (n=61)

Utilisation intermittente IEC (n=133)

P Utilisation autres drogues (n=301)

P Aucun traitement (n=146)

p

Force isomét. Kg

-1,0 (1,1) - 3,0 (0,7) 0,096 - 3,7 (0,5) 0,016 - 3,9 (0,7) 0,026

Vitesse de marche cm/s

- 1,7 (4,1) - 13,6 (2,7) 0,015 - 15,7 (1,8) 0,002 -17,9 (2,7) 0,001

Effet favorable sur la masse musculaire Di Barri 2004

. Problème majeur

. Physiopathologie incomplètement déterminée

. Multiplicité des mécanismes sous-jacents

. Réversibilité potentielle

. Rôle central du renforcement musculaire

. Autres traitements à découvrir (essais en cours)

CONCLUSION



sarcopénie et vieillissement musculaire : mécanismes, … · phase de fatigue fibres de type ii...

Documents