Vieilissement Musculaire

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 :

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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synthse protique

Correspond : Une rduction du nombre

de fibres musculaires Une rduction du nombre

dunits motrices


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synthse protique

Diminution de la masse musculaire

atrophie des muscles


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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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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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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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mtabolisme nergtique

Diminution de lactivitenzymatique Glycognolyse Glycolyse

Pyruvate decarboxylase Cycle de Krebs Complexes chanes

respiratoires


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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


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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= Stress oxydatif


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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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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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


Dpense nergtique

Obsit, graisse abdominale

Insulinorsistance


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Fatigabilit

Faiblesse

musculaire

Capacit

dendurance

Amyotrophie


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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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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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


Inactivit

S h i


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Sarcopnie

Synthse protique


Inactivit

Cytokines

Radicaux libresApoptose

GH, IGF-1TestostroneS th ti


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Sarcopnie

Testostrone(oestrognes)

DHEAMyostatine

Cellules satellites

Synthse protique

Hormones


Inactivit

Cytokines


GH, IGF-1TestostroneS th ti


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Sarcopnie

Testostrone(oestrognes)

DHEAMyostatine

Cellules satellites

Synthse protique

Hormones


Inactivit

Cytokines


Carencevitaminique

Troubles

microcirculatoiresMalnutrition


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Contrle central de

lactivit physique


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Contrle de lactivit physiqueDysfonction mitochondrialecomme dterminant du niveau delactivit physique


production ATPmitochondriale Inhibition des centres

de lactivit



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de lactivit


Rduction de la biognsemitochondriale

Rduction de la synthse desprotines contractiles


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de lactivit


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 +++

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