vieilissement musculaire
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8/22/2019 Vieilissement Musculaire
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Vieillissement musculaire
Professeur Pierre Kaminsky
Mdecine Interne Maladies Orphelines etSystmiques CHU de Nancy
Centre de Rfrence des Maladies Neuromusculairesde Nancy Reims Strasbourg
Centre de Rfrence des Maladies Hrditairesdu Mtabolisme de Nancy
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Vieillissement musculaire Vieillissement musculaire:
Perte quantitative (diminution de la masse musculaire) =
sarcopnie Perte de qualit Sarcopnie
Perte progressive et inluctable de la masse musculaire lie lavancement en ge
On peut dfinir lIndex de masse musculaire : IMM = masse / taille (en kg/m) Sarcopnie = - 2 DS
Prvalence
15 25% entre 65 et 70 ans 30 60% > 80 ans Consquence : augmentation de la masse grasse
En pourcentage Et en valeur absolue
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Rappels
physiologiques
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Deux types de fibres musculaires
Fibres de type I
lentes : slow twitch fibres : rsistantes lexercice Utilise un mtabolisme oxydatif Petit motoneurone
Fibres de type II rapides (fast twitch) plus puissantes mais moins
rsistantes mtabolisme glycolytique Gros motoneurone Deux types de fibres II
II A II B, II C
Mosaque des fibres musculaires
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Units motrices
Unit motrice = 1 motoneurone dans la corne antrieure innerve un certain nombre de fibres musculaires
10 - 20 fibres pour un muscle oculomoteur 2000 fibres pour un quadriceps
Toutes les fibres musculaires innerves par lemme motoneurone sont du mme type Motoneurone de type II :
correspond aux fibres de type II
Motoneurone de type I correspond aux fibres de type I
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Distribution des fibres
musculaires
Dtermination : Fonction de la diffrentiation des chanes lourdes de la myosine Chanes lourdes : codes par une superfamille de gnes MHC
Dtermination gntique Facteurs environnementaux contrlables
Chane lourde de la myosine Dtermine le type de contraction Dtermine la biochimie ncessaire
Variation Interindividuelle Sexe Entranement ou inactivit Hormones ge
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Distribution des fibres
musculaires
Pas identique dun muscle lautre
Ni dun individu lautre Modifiable par lentranement et lactivit physique Fibre de type I :
Fibres utilisant le mtabolisme oxydatif (glycognolyse et AGL) Surtout activit dendurance = arobie Muscles anti-gravidiques Riches en mitochondries
Fibre de type II Peu endurantes mais contraction puissante et rapide Mtabolisme essentiellement anarobie Exercice explosifs Muscles de la coordination
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Mtabolisme nergtique
musculaire Deux sources de carburant :
Glucose Circulant Stock (glycogne)
Acides gras Deux voies de raffinage
Glycogne et glucose :
glycognolyse et glycolyse oxydation : acide gras
Un site de productionnergtique : la mitochondrie Mtabolisme arobie : 12 fois
plus efficace que mtabolismeanarobie Lieu de la oxydation Voie finale nergtique
commune : cycle de Krebs etchane respiratoire
Un vhicule nergtique : ATPUn site principal de consommationnergtique : linteraction actine -myosine
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Vieillissement musculaire
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Diminution de la masse
musculaire avec lge Diminution progressive
ds la 4me dcade
Atteint 20 30% de lamasse musculaire
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Correspond : Une rduction du nombre
de fibres musculaires Une rduction du nombre
dunits motrices
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Diminution de la masse musculaire
atrophie des muscles
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Consquence :
Rduction de la force
musculaire 10 15%/an Asymtrie entre muscles
antagonistes
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Diminution plus
importante de latranscription de la MHCII que la MHC I
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Modification du type de fibre musculaire avec lge Diminution du nombre de fibres de type II Augmentation relative du nombre de fibres de type I
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Vieillissement musculaire :
synthse protique
Quels mcanismes ? Diminution de la synthse protique
Probablement en rapport avec : Une rduction dactivit physique
du sujet g Une drgulation hormonale (cf
infra) diminution de la synthse :
MHCII > MHC I Quelles consquences directes ?
Risque de chute
Par diminution de la forcemusculaire Par diminution prdominante sur
les fibres de type II (impliquesdans la coordination)
Contraction moins puissante et
retarde
Meilleure rsistance ??? (puisquefibre de type I prdominante) NON !!! car diminution des
capacits oxydatives (cf infra)
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Vieillissement musculaire :
mtabolisme nergtique
Diminution de lactivitenzymatique Glycognolyse Glycolyse
Pyruvate decarboxylase Cycle de Krebs Complexes chanes
respiratoires
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Vieillissement musculaire :
altrations mitochondriales
Diminution du nombre
de copies de lADNmt Mutations de lADNmt
Nombre augmente avec
lge
Activit de la chane
respiratoire diminution de la
production dATP
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Activit enzymatique mitochondriale
Enzymes mitochondriaux
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Vieillissementmusculaire et stress
oxydatif
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Balance oxydative
Biomolcules Antioxydants
Oxydants
Triangle dor
de la balance oxydative
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Balance oxydative
Biomolcules Antioxydants
Oxydants
Fragmentation des protinesLiaisons inter-protinesOxydation des chaines latrales des AAGnration de drivs carbonyls
O2.-
.
OH
Altration de lADN
H2O2
Glutathione peroxydaseSuperoxyde dismutaseCatalaseVitamines A, C, E
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Vieillissement musculaire
= Stress oxydatif
Biomolcules Antioxydants
Oxydants
Fragmentation des protinesLiaisons inter-protinesOxydation des chaines latrales des AAGnration de drivs carbonyls
O2.-
.
OH
Altration de lADN
H2O2
Glutathione peroxydaseSuperoxyde dismutaseCatalaseVitamines A, C, E
Production
ATP
+
+
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Vieillissement musculaire
Pour rsumer dans le muscle vieillissant : Augmentation des radicaux libres Pas de diminution des antioxydants
Altration de lADN nuclaire diminution des synthses protiques
Altration des protines
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Cercle vicieux
Radicaux libres
Altration ADNmtmusculaire
synthse
protiquemitochondriale
activitenzymatique
mitochondriale
production ATPmitochondriale
VO2 max etendurance
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Vieillissement musculaire
Contenu ionique musculaire
Diminution du Ca++ sarcoplasmique
Modification des canaux calciques du rticulum sarcoplasmique du systme T
Diminution de la conduction du canal chlore Fibres de type I plus affectes que type II Rduction du pic Ca++ Prolongation du taux de Ca dans le sarcoplasme Augmentation du temps de contraction
Exposition oxydative des protines et altration du rticulumsarcoplasmique
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Effet de lenvironnement
systmique
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Altrations musculaires lies lgeHormones
Testostrone cellules satellites effet post-transcriptionnel Entre 26 et 85 ans
: 64%
: 28% Hormone de croissance
aprs 30 ans
th protique transcription protines
mitochondriales
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Altrations musculaires lies lgeHormones
IGF-1/Insulino-rsistance IGF-1 ( GH) effet survie du motoneurone Effet anabolique
Hormones thyroidiennes
Contrlent la transcription desisoformes de MHC Contrlent lexpression des
Ca++ ATPase
Catcholamines adrnaline et noradrnaline masse musculaire (FT 1)
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Altrations musculaires lies lgeEffet des cytokines
Altrations des fibres musculaires Ca++ intracellulaire Apoptose Scrtion de cytokines proinflammatoires
TNF IL-6 : scrte petites concentrations lors de lexercice :
effet protecteur vieillissement : concentrations plus leves
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Altrations musculaires lies lgeEffet des cytokines
Altrations des fibres musculaires Ca++ intracellulaire Apoptose Scrtion de cytokines proinflammatoires
TNF IL-6
synthses protiques
Sarcopnie
Explique aussi la cachexie des tats inflammatoires
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Effets indirects de la
sarcopnie
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Effets indirects de la
sarcopnie
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Fatigabilit
Faiblesse
musculaire
Capacit
dendurance
Amyotrophie
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Fatigabilit
Faiblesse
musculaire
Capacit
dendurance
Amyotrophie
Rduction delactivit physique
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Fatigabilit
Faiblesse
musculaire
Capacit
dendurance
Amyotrophie
Rduction delactivit physique
Dpense nergtique
Obsit, graisse abdominale
Insulinorsistance
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Fatigabilit
Faiblesse
musculaire
Capacit
dendurance
Amyotrophie
Rduction delactivit physique
Hypertension
Diabte type 2Dyslipidmie
Dpense nergtique
Obsit, graisse abdominale
InsulinorsistanceGntique
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Involution graisseuse
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Effets de lexercice
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?
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Effet de lexercice
Augmentation de lasynthse des protines Myosine autres
Vi illi t l i
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Vieillissement musculaire :
effet de lexercice
Activit physique : Stimule la synthse
des ARNm
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Exercice physique Activits enzymatiques nergtiques
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Activit physique
Deux types dactivit physique Activit contre rsistance Activit arobie
Intervient En augmentant les facteurs de croissance
En augmentant les capacits oxydatives
Vieillissement m sc laire
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Vieillissement musculaire :
effet de lexercice
Activit physique : Augmente aussi les
capacits oxydatives
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Pour rsumer
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Synthse protique
Facteurs neurologiquescentraux
Inactivit
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Sarcopnie
Synthse protique
Facteurs neurologiquescentraux
Inactivit
S h i
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Sarcopnie
Synthse protique
Facteurs neurologiquescentraux
Inactivit
Cytokines
Radicaux libresApoptose
GH, IGF-1TestostroneS th ti
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Sarcopnie
Testostrone(oestrognes)
DHEAMyostatine
Cellules satellites
Synthse protique
Hormones
Facteurs neurologiquescentraux
Inactivit
Cytokines
Radicaux libresApoptose
GH, IGF-1TestostroneS th ti
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Sarcopnie
Testostrone(oestrognes)
DHEAMyostatine
Cellules satellites
Synthse protique
Hormones
Facteurs neurologiquescentraux
Inactivit
Cytokines
Radicaux libresApoptose
Carencevitaminique
Troubles
microcirculatoiresMalnutrition
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Contrle central de
lactivit physique
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Vieillissement musculaire :
Contrle de lactivit physiqueDysfonction mitochondrialecomme dterminant du niveau delactivit physique
Altration ADNmtmusculaire
production ATPmitochondriale Inhibition des centres
de lactivit
Rduction delactivit physique
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Vieillissement musculaire :
Contrle de lactivit physiqueDysfonction mitochondrialecomme dterminant du niveau delactivit physique
Altration ADNmtmusculaire
production ATPmitochondriale Inhibition des centres
de lactivit
Rduction delactivit physique
Rduction de la biognsemitochondriale
Rduction de la synthse desprotines contractiles
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Vieillissement musculaire :
Contrle de lactivit physiqueDysfonction mitochondrialecomme dterminant du niveau delactivit physique
Altration ADNmtmusculaire
production ATPmitochondriale Inhibition des centres
de lactivit
Rduction delactivit physique
Rduction de la biognsemitochondriale
Rduction de la synthse desprotines contractiles
Rduction de la masse musculaire
Rduction de la force musculaireRduction de lendurance
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Contrle cognitif
Production ATPmitochondriale
Centre rgulateur delactivit
Hypothalamus
Niveaudactivit physique
spontan
volontaire
Contrle central de lactivit
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Consquences de la
sarcopnie
Capacit det f t
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Accidents de la
vie quotidienne
transfert
Monte de marchesdescalier
Qualit dela marche
Sarcopnie
Chute
Fragilit
Surmortalit
Surcot
Infections
(nosocomiales)
Perte
dautonomie
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Quelles solutions ?
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Renforcement musculaire le plus efficace : contre rsistance
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Renforcement musculaire Protocoles variables
2 5 sries dexercice
4 20 rptitions De 50 80% de la RM Type dexercice
Isomtrique Dynamique excentique ou concentrique
Isocintique (vitesse variable) Quels muscles ? Membre infrieur Extenseurs du genou +++ Extenseurs et stabilisateurs de la hanche
Dure et rythme : 2 4 sances/ semaine
Source : P. Dehail, Cofemer 2008
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Renforcement musculaire Rsultats
Amlioration de la force musculaire : + 20% 200% en fonction des tudes + 10 + 30% en isocintisme
Amlioration de la puissance musculaire Consquences :
vitesse de marche Temps de transfert assis-debout Risque de chute
Source : P. Dehail, Cofemer 2008
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Traitements hormonaux Testostrone
3 tudes randomises versus PCB masse maigre masse grasse force musculaire
Effets secondaires : HTA, risque athrogne Cancer prostate
GH et IGF 1 8 tudes randomises
masse maigre
Modification des MHC Force musculaire : Effets secondaires : insulinorsistance, rhumatologique, HTA,
cphales, oedme, cardiopathie, cancrognse
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Traitements DHEA
Pas deffet sur la force musculaire(Pecheron et al Arch Intern Med 2003)
Vitamine D Carence sarcopnie Traitement : pas deffet sur la force musculaire
Inhibiteur de lenzyme de conversion ?
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Conclusions Sarcopnie
Mcanismes complexes et multifactoriels Problme majeur
Traitement Renforcement musculaire +++