LA SARCOPENIE. Christian AUSSEL

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1 LA SARCOPENIE Christian AUSSEL Unité de Nutrition, GH Henri-Mondor Département de Biologie Expérimentale, Métabolique et Clinique Laboratoire de Biologie de la Nutrition, Université Paris-Descartes 25 mars 2013

2 PLAN Modification de la composition corporelle avec l âge La sarcopénie Causes de la sarcopénie Conséquences de la sarcopénie Comment prévenir la sarcopénie Apports quantitatifs en protéines Apports qualitatifs en protéines ou en AA Chrononutrition Exercices physiques

3 VIEILLISSEMENT ET COMPOSITION CORPORELLE Kg Influence de l'âge sur la composition corporelle Ages (ans) Masse grasse Muscles Autres tissus

4 RMN

5 DEFINITION DE LA SARCOPENIE - Baumgartner 1998 Perte de masse musculaire appendiculaire [Kg/Taille 2 ], mesurée par DEXA (± 2 ET d une population américaine de référence) - Goodpaster 2006 [Masse musculaire totale /poids corporel] x 100, mesurée par impédancemétrie - Etats Unis Perte de masse musculaire = Sarcopénie Perte de force = Dynapénie - Europe Perte de la masse et des fonctions physiques = sarcopénie

6 DEFINITION DE LA SARCOPENIE Consensus européen EWGSOP Perte de masse musculaire + perte de fonction musculaire (force et/ou performance) Premier consensus pour une définition standardisée de la sarcopénie EWGSOP distingue 3 degrés de sarcopénie Présarcopénie Sarcopénie Sarcopénie sévère Diminution de la masse Diminution de la masse de la force et des performances Diminution de la masse et diminution sévère de la force et des performances EWGSOP ; European Working Group on Sarcopenia in Older People, Age an Ageing 2010;39:412-23

7 PREVALENCE DE LA SARCOPENIE DEXA et MMSA Prévalence de la sarcopénie (personnes âgées vivant à domicile); - 60 à 70 ans = 10 à 30 % - > 80 ans = 20 à 50 % - Hétérogénéité due au différentes populations et méthodes de mesure - Etude Française femmes à domicile (n=1458) > 70 ans, MMSA [ ], moyenne 6.4 ±0.8, prévalence 9.5 % Rolland Y., JAGS,2003;51:1120 Newman AB, JAGS,2003;51:1602

8 PREVALENCE DE LA SARCOPENIE Impédancemétrie et MM Indice de masse musculaire = Masse musculaire* / poids corporel x 100 *Mesuré par impédancemétrie Classe I entre -1 et 2 SD des adultes jeunes Classe II <2SD adultes jeunes Population : National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES III) n= Janssen I, JAGS, 2002

9 DIAGNOSTIC DE LA SARCOPENIE Masse musculaire - Scanner, IRM, coupe de scanner en L3 - DEXA - Impédancemétrie (bon marché, transportable, utiliser des équations de prédiction de la population, mesure des volumes d eau) - Circonférence musculaire (Circonférence du mollet < 31 cm) Expression des résultats Indice de masse maigre = masse maigre/taille 2 Indice de masse musculaire = masse musculaire /poids corporel x 100

10 SARCOPENIE ET INDEX MUSCULAIRE L3 (IML3) Patients cancéreux (poumon gastrointestinal) Obèses (BMI >30). Le cut off sarcopénie (IML3 Index Musculaire de L3) associée à la plus grande mortalité C. Prado, Lancet oncol 2008;9:629 Patients cancéreux (poumon, gastrointestinal) Le cut off sarcopénie IML3 est relié au cut off sarcopénie par DEXA (Baumgartner) M. Mourtzakis, Appl Physiol Nutr Metabol 2008,33:

11 DIAGNOSTIC DE LA SARCOPENIE Masse musculaire - Scanner, IRM, coupe de scanner en L3 - DEXA - Impédancemétrie (bon marché, transportable, utiliser des équations de prédiction de la population, mesure des volumes d eau) - Circonférence musculaire (Circonférence du mollet < 31 cm) Expression des résultats Indice de masse maigre = masse maigre/taille 2 Indice de masse musculaire = masse musculaire /poids corporel x 100

12 Force musculaire - Force et fatigue musculaire sont souvent corrélées à la masse mais non systématique, - Evaluation de la force ne peut se substituer à l évaluation de la masse, - La force musculaire est souvent sous estimée (faible motivation du patient). Force de préhension DIAGNOSTIC DE LA SARCOPENIE - Hand grip (il serait souhaitable de mesurer la force des membres inférieurs comme la force ou puissance des muscles extenseurs du genou, mais plus difficile ) - Force de préhension, mesurée au dynamomètre est corrélée avec le couple de force d extension du genou, Lauretani F. 2003, J Appl Physiol < 30 Kg (H) et <20 Kg (F) - Relation force de préhension /performance Faible force de préhension faible mobilité Faible force de préhension Risque d accidents dans les activités de la vie quotidienne, Al Snih S. 2004,Aging Clin Exp Res

13 DIAGNOSTIC DE LA SARCOPENIE Mesure de la performance physique - Vitesse de marche sur 6 mètres (< 1 m/s), Cesari M. J Am Geriatr Soc, Vitesse de marche sur 4 mètres (< 0,8 m/s), Laurentani F Le score SPPB, (Short Physical Performance Battery), Trois tests (notés de 0 à 4 points) : ➀ Equilibre, tenir debout pied côte à côte, en décalé, l un devant l autre, ➁ Marche sur 8 pas, ➂ Lever et s asseoir d une chaise 5 fois Si score SPPB < 8 sarcopénie, Guralnik JM. 2008, JGABSMS - Get up and Go (TUG), Lever d un chaise, marche sur 6 mètres, demi tour et s asseoir (échelle de 1 à 5 si <3 sarcopénie). Mathias S. 1986, Arch Phys Med Rehabil

14 PERTE DE LA MASSE MUSCULAIRE - Diminution de 25 à 35 % de la surface de section transversale des quadriceps entre 30 est 70 ans par scan, Young Diminution de 40 % section transversale des quadriceps en post mortem, Lexell 1988 PERTE DE LA FORCE - En raison de l importance fonctionnelle c est surtout la force d extension du genou qui est importante à considérer : ans diminution de la force 20 à 40 %, > 80 ans diminution de la force 50 % - Etudes longitudinales, perte de 1 à 3% par an à partir de 45 ans Short K, J Endocrinol 2000

15 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Masse musculaire Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

16 DIMINUTION DES APPORTS PROTEIQUES 15 % des sujets âgés > 60 ans consomment < 75 % des ANC en France. - Cette diminution des apports est multifactorielle : Polymédication, hospitalisation, douleur, perte d autonomie, états hypercataboliques, troubles de la mastication, troubles de la déglutition Comportement anorexique (satiété rapide, pas d hyperphagie compensatrice, perte du goût) Perte activité physique, etc.

17 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Masse musculaire Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

18 HORMONES ANABOLIQUES Le vieillissement est associé à des modifications de nombreuses hormones anabolisantes -Testostérone de la concentration avec l âge (diminue à partir de 40 ans), De nombreuses études ont relié sa diminution au déclin fonctionnel du muscle et de la masse musculaire, Administration de testostérone augmente modestement la masse musculaire et peu d étude ont montré une efficacité sur la force musculaire. - Hormone de croissance (GH) de la concentration avec l âge Effet bénéfique d un traitement par la GH sur la masse et la force musculaire surtout chez le sujet jeune, chez le sujet âgé peu d action et effet secondaires importants, - Insuline L action de l insuline seule n a pas été démontrée formellement Par contre, l action concomitante des acides aminés et de l insuline sur l augmentation de la synthèse protéique est perturbée chez les sujets âgés

19 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Activité physique Masse musculaire Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

20 INACTIVITE PHYSIQUE Comparaison population âgée sédentaire (SO) ou active physiquement (AO) moins de force et performance meilleure chez les actifs. Safdar A, 2010, PLoS One

21 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Activité physique Inflammation Masse musculaire Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

22 - Corrélation entre TNFα/ IL-6 et masse ou force musculaire o Etude prospective, quand IL6 > 5pg/ml et CRP > 60 mg/l X3 le risque de perdre 40% de force musculaire, Payette 2003, o Etude Framingham heart study étude de cohorte ; augmentation de la production IL6 avec l âge, facteur de risque de sarcopénie chez la femme, Dirks 2006 o TNF α limite l augmentation de force musculaire induit par l entraînement, Schaap 2006 o Inflammation affecte le métabolisme protéique en stimulant la protéolyse o Il-6 et TNFα activent le système ubiquitine protéasome, Altun M. 2010, J Biol Chem o Chez des rongeur l ibuprofène restaure la synthèse protéique, Rieu J. 2009, J Physiol

23 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Activité physique Inflammation Masse musculaire Vitamine D Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

24 RELATION VITAMINE D SARCOPENIE Etude longitudinale sur trois ans (n=1008) : Prévalence de perte de force (> 40 %) et de la masse (>3%) en fonction de la concentration sérique de vitamine D. Visser M, JCEM 2003

25 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Activité physique Inflammation Cellules satellites Masse musculaire Vitamine D Force musculaire SARCOPENIE Incapacité Chutes Dépendance

26 CAUSES DE LA SARCOPENIE Apports protéiques Hormones anaboliques Activité physique Inflammation Cellules satellites Vitamine D Masse musculaire Force musculaire SARCOPENIE Anabolisme post-prandial Incapacité Chutes Dépendance

27 CAUSES DE LA SARCOPENIE MODIFICATIONS DU METABOLISME PROTEIQUE Synthèse protéique Dégradation protéique Perte régulière de protéines avec l âge Deux situations différentes : Le jeûne et l état post-prandial

28 SYNTHESE PROTEIQUE A JEUN u m o le s le u c in e.j-1.kg M M ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Dégradation des protéines Jeune Agé Synthèse des protéines Boirie et Coll. Am. J. Clin. Nutr Volpi et Coll.. JAMA, 2001;286:1206 A jeun, le turn-over protéique n est pas modifié entre sujets âgés et jeunes il ne permet pas d expliquer la perte de masse musculaire.

29 SYNTHESE PROTEIQUE A L ETAT POST-PRANDIAL Bilan net de phénylalanine nmol/min-1.100ml leg P < 0.01 Post-prandial Jeune Agé -60 A l état post-prandial il existe un défaut de la stimulation anabolique chez le sujet âgé Volpi E J Clin Endocinol Metabol

30 Extraction de leucine : deux fois plus élevée dans l aire splanchnique chez le sujet âgé (Boirie et coll, Am J Clin Nutr, 1997) * % 20 0 SUJET AGÉ ADULTE Séquestration splanchnique des acides aminés Diminution de la disponibilité des AA en périphérie associée avec un perte du contrôle de l action anabolique de l insuline Diminution de la stimulation postprandiale de la synthèse protéique

31 CONSEQUENCES DE LA SARCOPENIE Fonction musculaire Réservoir d AA rapidement disponibles Site d oxydation lipidique Ostéoporose Chutes Baisse de l activité physique Perte d autonomie Fatigabilité Défenses contre les infections et les agressions Adiposité centrale Développement insulino-résistance Morbidité et mortalité Qualité de vie

32 PREVENTION DE LA SARCOPENIE L apport protéique alimentaire est le facteur le plus puissant pour stimuler l anabolisme protéique. Mais différents facteurs limitent la biodisponibilité des AA: - Réduction des apports protéiques, - Extraction splanchnique, - Résistance à l action de l insuline, - Répétition des épisodes cataboliques, - Impact de l inflammation, - Réduction de l activité physique. Les stratégies nutritionnelles, visent à améliorer la biodisponibilité post-prandiale des AA, combinées à l exercice physique

33 PREVENTION DE LA SARCOPENIE Apports quantitatifs en protéines - Utilisation d une stratégie nutritionnelle * Augmenter les ingesta * Facteurs spécifiques à prendre en compte chez les sujets âgés Apports qualitatifs en protéines ou en AA - Protéines lentes et rapides - Leucine - Citrulline Chrononutrition Exercices physiques

34 APPORTS QUANTITATIFS EN PROTEINES CHEZ LE SUJET AGE - ANC ; 0,8 g de protéines/kg/j chez l adulte, - L ANC en protéines de bonne qualité chez le SA est de 1 g/kg/j chez le sujet âgé, - Population âgée très hétérogène, pas d ANC pour les sous-groupes de population âgée, PA fragiles 1,3 à 1,5 g/kg/j, - Différentes études ont bien montré que l augmentation du contenu protéique du repas augmentait le bilan azoté chez les sujets âgés ou l index de masse musculaire.

35 UTILISATION D UNE STRATEGIE NUTRITIONNELLE Augmenter les ingesta - Diversifier la nourriture, apporter une ration plus énergétique sous un faible volume, (enrichir avec du lait ou des protéines de lait, utiliser des compléments oraux de l industrie sous différentes formes), - Lutter contre l anorexie [partager le repas, privilégier le goût et le plaisir, les régimes doivent être nuancés (sans sel strict, sans fibres, sans sucres, sans graisses)]. Facteurs spécifiques des sujets âgés à prendre en compte - Modification du goût, Seuil de perception des saveurs à 70 ans 30 % pour le sucre, 70 % pour le salé (Aromatiser, mode de cuisson) - Problèmes dentaires et prothèse plus ou moins bien supportée et trouble de la déglutition; il faut modifier la texture. Efficacité de la supplémentation protéique en pratique est limitée pour plusieurs raisons - Les sujets âgés sont souvent anorexiques, - Les sujets âgés consommant des compléments nutritionnels diminuent la prise alimentaire spontanée.

36 INTERETS DES PROTEINES LENTES ET RAPIDES Protéines lentes (Caséine) et protéines rapides (Lactosérum) Optimisation de la vitesse de digestion des protéines Caséine Lactosérum Précipitation

37 INTERETS DES PROTEINES LENTES ET RAPIDES Lactoserum Caseine mg d N 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 p< ,60 Jeune Agé Chez les sujets âgés les protéines rapides au cours d un repas entraînent un meilleur bilan protéique que les protéines lentes. Les protéines du lactosérum entraînent une hyper aminoacidémie plus importante. Dangin M, J Physiol 2003, Boirie Y, Amer J Physiol 1996

38 APPORTS QUALITATIFS EN AA CHEZ LE SUJET AGE Leucine Effet de la leucine sur le métabolisme protéique - La leucine stimule la synthèse protéique, - La leucine inhibe la protéolyse, - La leucine stimule la libération d insuline. Efficacité de la leucine en supplément nutritionnel - Chez le rat âgé la supplémentation en leucine de l apport alimentaire permet de réduire la dégradation protéique et stimuler la synthèse protéique, - Augmentation de la proportion de Leu (41%) dans un mélange d AAE stimule la synthèse protéique des sujets âgés. Attention pas d effet à long terme sur la masse musculaire Katsanos CS, Am J Physiol Endocrinol Métabol,2006

39 APPORTS QUALITATIFS EN AA CHEZ LE SUJET AGE Citrulline Longtemps sous-estimée pas dans la composition des protéines, considérée uniquement en tant qu intermédiaire du cycle de l urée. Joue un rôle majeur dans l homéostasie azotée = élément clé de la disponibilité des AA en périphérie Contrairement à la leucine, la citrulline n est pas captée par l aire splanchnique

40 LA PISTE DE LA CITRULLINE AA Stimulation de la synthèse protéique CITRULLINE

41 EFFETS DE LA CITRULLINE Muscle isolé incubé Synthèse protéique fractionnaire Moinard C, SFNEP 2011 Contenu protéique musculaire Synthèse protéique absolue Citrulline Rat âgé Osowska et al. Am J Physiol 2006 Adulte jeune Synthèse protéique musculaire Jourdan M, SFNEP PHRC ; en cours Sujet âgé

42 CIPROAGE : Supplémentation en citrulline du sujet âgé dénutri hospitalisé, effets sur le métabolisme protéique Montrer l efficacité de la citrulline au cours d une renutrition chez des sujets âgés dénutris hospitalisés, en mesurant la synthèse protéique corps entier par dilution isotopique CITREX : Effet de la citrulline sur la force musculaire dans le cadre d un programme d exercice physique en établissement d hébergement pour personnes âgées dépendantes Evaluer le bénéfice sur la force musculaire de la supplémentation orale de 10 g/j de citrulline, dans le cadre d un programme d exercice physique (12 semaines) dans une population âgée institutionnalisée.

43 Protéines de l alimentation CHRONONUTRITION CHEZ L ADULTE Acides aminés dans le sang CHEZ LE SENIOR Résistance à la renutrition Biodisponibilité des acides aminés Stimulation de la synthèse des protéines du muscle Défaut de stimulation de la synthèse des protéines du muscle 43 Volpi et al. J Clin Endocrinol Metab 2000

44 CHRONONUTRITION Protéines de l alimentation Régime protéique pulsé CHEZ L ADULTE Acides aminés dans le sang CHEZ LE SENIOR Biodisponibilité Acides aminés Stimulation de la synthèse des protéines du muscle Stimulation de la synthèse des protéines du muscle 44

45 PROPULSE : Evaluation de l efficacité d un régime protéique pulsé chez le sujet âgé dénutri PHRC Régional 2004 Hypothèse 80% de la ration protéique en un seul repas permet de saturer la séquestration splanchnique et stimule la synthèse protéique Type d essai Prospectif, randomisé, ouvert, monocentrique Comparaison de 2 groupes parallèles

46 PROTOCOLE DE L ETUDE Groupe chrononutrition protéique n = 24 Évaluation diététique des ingesta Patients âgés hospitalisés dénutris n = 68 randomisation Groupe témoin n = 31 Régime contrôlé pendant 42 jours Masse maigre Eau extracellulaire Eau intracellulaire Protéines Masse osseuse Masse grasse jour 1 jour 42 Mesure de la composition corporelle Critère principal de jugement : = masse cellulaire active = masse métabolique active de l organisme

47 RESULTATS Evaluation diététique 80 Ingesta Régime contrôlé: Préparé par la cuisine de l hôpital Utilisation des produits habituels Même apport quotidien: Suppléments protéiques (Protifar plus ) Energie 35 kcal/kg poids/j Protéines 15,3% de l énergie (1,33 g/kg poids/j) % de la ration protéique quotidienne Régime étalé Régime pulsé 8h 12h 16h 19h

48 RESULTATS MCA (kg) 2 1 ** p < 0,01 Régime témoin Chrononutrition protéique 0-1 Hommes Femmes Bouillanne O. 2012, Clin Nutr

49 PROJET D UNE NOUVELLE OFFRE ALIMENTAIRE POUR LES SENIORS

50 Recueil des ingesta 24 NOVEMBRE 2010 MENU NORMAL Asperges Tripes à la mode de Caen Pommes de Terre vapeur St Paulin Clémentines 25 NOVEMBRE 2010 MENU SENIOR Sardines Roti de porc Haricots blancs Edam Flan Pâtissier 7 DECEMBRE 2010 MENU NORMAL Salade verte Hachis Parmentier Camembert Clémentines 6 DECEMBRE 2010 MENU SENIOR Sardines Sauté d agneau Flageolets Gouda Crème renversée Ingesta protéines 31,4 g 42,5 g (+11,1 g + 35%)

51 COMMENT PREVENIR LA SARCOPENIE? ROLE DE L EXERCICE PHYSIQUE La pratique d une activité physique régulière chez le sujet âgé Exercice en endurance Exercice en résistance ou renforcement musculaire Exercices d assouplissement Exercices d équilibre Idéal Coupler endurance et renforcement musculaire - ralentir la perte d autonomie - diminuer le nombre de chutes - améliorer la qualité de vie Exemple le Taï Chi, méta analyse de Chang JT, BMJ, 2004 La perte d autonomie est un problème crucial, en France, 1 million de personnes dépendantes.

52 ROLE DE L EXERCICE PHYSIQUE Exercices en aérobie, endurance - Maintenir ou améliorer lavo 2max du sujet âgé même chez les plus âgés ( 10% par décennie de 20 à 75 ans), - Maintenir l autonomie (14 ml/min/kg niveau minimum d aptitude physique pour accomplir les activités motrices de la vie quotidienne). - Types d exercice - 70% de la Fc max, 20 à 60 min par session, 2 à 3 fois par semaine - Effets significatifs sur l évolution delavo 2max dès le 3 ème mois Ces exercices n ont pas d effet sur la masse ou la force Exercices en résistance pour le renforcement musculaire et osseux - Prévenir et améliorer la sarcopénie, réduction du risque de chute.

53 EXERCICES EN RESISTANCE RESULTATS DE LA LITTERATURE; 30 articles, âge ans Fréquence : 2 à 3 /semaines Durée : 12 semaines minimum (12 à 25 semaines) Intensité : Haute intensité à privilégier car hypertrophie musculaire toujours présente; 80% 1-RM à 40% 1-RM, Pour les sujets âgés fragiles ; 40-60% 1-RM le gain de force possible en augmenter les répétitions (durée plus longue, baisse de motivation). Réalisation de répétitions de 8 à 10 exercices Types d exercice : Flexion/extension debout; élévation latérale de jambe; levé de chaise; levé de genoux debout ou assis; exercices isométrique des quadriceps.

54 EXERCICES EN RESISTANCE Méta analyse Latham NK, 2004, JGBSM Méta analyse; 62 articles, n=3674 Amélioration aire des fibres musculaires + 5 à 20% Amélioration de la force musculaire Gain de force variable selon la méthode de mesure + 20 % à % RM + 10 % à + 30 % en isocinétisme Amélioration de la puissance musculaire Bénéfices fonctionnels Vitesse de marche (n= 798) Vitesse de transfert assis-debout (n= 185) Risque de chute Résultats positifs même chez les sujets les plus âgés 90 ans

55 CONCLUSION Sarcopénie : conséquences multiples et graves, Certaines causes de la sarcopénie sont accessibles à la thérapeutiques, Certaines thérapeutiques ou exercices physiques vont ralentir le déclin des performances fonctionnelles, Sarcopénie peut être, en partie, prévenue par la renutrition et activité physique : objectif, restaurer la mobilité et la dépendance pour assurer une meilleure qualité de vie, A faire précocement avant que les limitations fonctionnelles ne limitent les possibilités d intervention (exercices physiques), Exercice physique, le plus étudié et le plus efficace pour prévenir la perte de force et de masse musculaire, Pistes nouvelles de stratégies nutritionnelles qui restent à étudier.