Enseignement National DES de Médecine Physique et de Réadaptation DIU de Rééducation Module Douleur Oncologie Sida Soins Palliatifs 2010 Muscle et nutrition Nutrition et handicap Vieillissement Pr Isabelle Bourdel-Marchasson Médecine interne-gériatrie Bordeaux
La sarcopénie Perte de la masse de la qualité de la force des muscles squelettiques liée au processus de sénescence
IMC Années après années, l IMC varie 31 29 27 25 23 21 19 IMC (hommes) IMC (femmes) 17 15 15-24 25-34 35-44 45-54 55-64 65-74 75-84 > 85 classes d'âge Kyle Nutrition 2001;17(7-8):534-41
% Obésité / Population française (OBEPI) 60 50 40 30 Obepi surpoids H Obepi obésité H Entred surpoids H Entred obésité H Obepi surpoids F Obepi obésité F Entred surpoids F Entred obésité F 20 10 0 65-70 70-79 >80 âge
Modifications de la composition corporelle avec l âge Masse maigre Kyle Nutrition 2001, 17: 534
Modifications de la composition corporelle avec l âge Masse grasse Kyle Nutrition 2001, 17: 534
Force musculaire et vieillissement Hommes Extenseurs du genou (vitesse lente) Femmes
Efficience Musculaire Évolution avec l'âge
La diminution de la force musculaire a un retentissement fonctionnel d autant plus important que la force initiale est faible Buchner et al Age and Ageing 1996
Le muscle squelettique humain I IIa IIb Lipides ++ enzymes de la glycolyse--- phosphorylation oxydative+++ Lipides et Glycogène ++ phosphorylation oxydatives ++ enzymes glycogénolytiques++ Glycogène ++ enzymes oxydatives -- enzymes glycogénolytiques++ Activité soutenue faible puissance efforts prolongés d intensité moyenne + efforts supra maximaux < 60 s efforts supra maximaux < 60 s
Métabolisme énergétique musculaire
Métabolisme énergétique aérobie d une fibre IIa CO2 + H2O O2 Pyr Krebs Pyr box glycogène glyc H + ADP+Pi O2 lipides ATP
La mitochondrie musculaire Une machinerie de production d énergie s adaptant à différents régimes de travail
Métabolisme énergétique de la créatine musculaire Créatine phosphate + Créatine phosphatase Créatine + ATP ADP CPK
La mitochondrie musculaire Une capacité de production d énergie diminuée pour les efforts de la vie quotidienne et les efforts intenses alors que le rendement lui-même de la phosphorylation est conservé G Gouspillou, BBA sous presse
La mitochondrie musculaire O 2- * O 2- * O 2- * H 2 O 2 OH* O 2- * Hypothèse : Carbonylation possible du translocateur ATP/ADP due au stress oxydant G Gouspillou, en cours
Métabolisme énergétique musculaire
Métabolisme énergétique musculaire anaérobie 2 ADP + 2 Pi 2 pyruvates 2 ATP 2 lactates
Insuffisance cardiaque Artérite des membres inférieurs Muscles périphériques Fibres de type I (oxydatives) Fibres de type IIb (anaérobies) Endurance
Carence énergétique Mise en situation d épargne Activité physique Utilisation des lipides par rapport aux glucides: moins bonne efficacité Force Consommation du tissu musculaire
Force et masse musculaire Évolution avec l avancée en âge Modulée par Activité physique État nutritionnel Pathologies chroniques et aiguës
Altération du muscle au cours du vieillissement Origine ou origines? Inactivité Insulinorésistance Génétiqu Maladies e Apoptose Stress oxydant Mutations DNA mitochondrial
Métabolisme protéique et vieillissement Altération du renouvellement protéique Perte des capacités d adaptation à des apports protéiques faibles
Taux de synthèse protéique musculaire Indépendamment des apports nutritionnels Altération de la protéosynthèse au moins pour les protéines myofibrillaires (actine et myosine) mitochondries? Phénomène adaptatif ou initial?
Taux de synthèse protéique musculaire: anabolisme post-prandial Après un repas physiologiquement synthèse protéique musculaire catabolisme En relation avec l insulinémie post-prandiale Au cours du vieillissement résistance à l insuline pas de modification importante de la synthèse protéique réduction de l effet inhibiteur du repas sur la protéolyse
Insulino-résistance Une particularité du vieillissement : l insulinorésistance POST-PRANDIALE Action de l insuline sur le métabolisme protéique après un repas : transport des acides aminés dans les cellules (+) protéosynthèse (+) en présence d acides aminés alimentaires protéolyse (-) surtout Effet maximum sur le foie Si insulino-résistance, altération des capacités d inhibition de la protéolyse en post-prandial
Apport protéique alimentaire et muscle 12 femmes (69-79 ans) Régime iso calorique contenu variable en protéines : 0.45g/kg/j (P) 0.92 g/kg/j (2P) durée 6 semaines Mesures anthropométriques et fonctionnelles mesure du taux de renouvellement protéique (leucine) Castaneda Am J Clin Nut 1995 62:30 62: 40
Apport protéique alimentaire et muscle Groupe P Groupe 2P base 3 sem 6 sem base 3 sem 6 sem Poids (kg) 68.6 68.2 67.9 66.0 66.1 65.5 Masse maigre (kg) 41.3 41.3 40.6 40.0 40.4 40.5 Eau totale (L) 31.1 30.3 30.1 30.6 30.1 30.0 Albumine (g/l) 39 40 39 42 Force main (kg) 21.6 23.2 23.4 17.7 20.3 21.4
Apport protéique alimentaire et muscle Renouvellement protéique lorsque l apport protéique
Apport protéique alimentaire et muscle Renouvellement protéique lorsque l apport protéique
Pas de différence selon le régime pour la force la composition corporelle contenu musculaire en créatine, phosphocréatine, créatine totale Haub Am J Clin Nut 2002, 76: 511 Apport protéique alimentaire et muscle Y a t-il une différence d efficacité selon la source de protéine? Régime lacto ovo végétarien contre régime carné Exercice contre résistance Hommes de plus de 60 ans mais moins de 70 ans 15 semaines
Apport protéique alimentaire et muscle Y a t-il une différence d efficacité selon la source de protéine? Il semble que l important est de fournir un apport correct en acides aminés essentiels hommes âgés (70 ans) Complémentation : 18g d acides aminés essentiels versus 40g d acides aminés dont 18 g d aa essentiels similaire dans les 2 groupes des taux de synthèse protéique Volpi Am J Clin Nut 2003, 78: 250
Apport protéique conseillé chez les sujets âgés Besoin protéique OMS : 0,65 g/kg/j Apport indépendant de l équilibre énergétique Apport recommandé ou conseillé (couvrant les besoins de tous les individus) ; 1g/kg/j Chez la personne âgée, l apport protéique conseillé est de 1.2 g/kg/j En cas de dénutrition 1.5g/kg/j?
Réduction d activité physique Effets variables Habituellement réduction des fibres II sauf si immobilisation totale (plâtre) atrophie fibre I
Les effets métaboliques de l exercice physique Gain de force obtenus après entraînement chez la personne âgée même au delà de 85 ans ++ Protéosynthèse myofibrillaire Différents effets selon le type d exercice: endurance : pas d effet sur la masse contre-résistance : masse fonction? Autres effets métaboliques de l exercice transporteur du glucose (chez l adulte)
La personne âgée malade? Les pathologies inflammatoires La dénutrition L insuffisance cardiaque (respiratoire) L artérite des membres inférieurs La dépression ont une traduction commune : l altération de la fonction musculaire selon différents mécanismes
Les états inflammatoires En réponse à une agression : infectieuse +++ auto-immune rhumatologique cancéreuse Ensemble d événements métaboliques liés à la défense de l organisme Un syndrome inflammatoire a une durée une intensité et des conséquences en proportion
Métabolisme de l albumine (homme 70kg) Synthèse dans le foie (~8 g/j) Compartiment Vasculaire 40% Retour lymphatique Échange capillaire Compartiment Tissulaire 60% Pool échangeable D après Benoît Ruot Pertes Obligatoires (?) Unité de Nutrition et du Métabolisme Protéique INRA de Clermont-Ferrand / Theix CRNH Auvergne
L albumine Protéine viscérale dont la concentration sanguine est majoritaire dans le sang valeur normale 42 +/- 2 g/l Origine hépatique Renouvellement lent Si acides aminés (jeune prolongé) synthèse protéique hépatique
L albumine et le muscle squelettique Acides aminés Albumine
Chez le volontaire âgé... Corrélation entre masse musculaire et albumine sérique: 108 hommes âgés Baumgartner RN, Am J Clin Nut 1996, 64 : 552
Volume du jumeau interne (cm3) Chez le patient âgé convalescent (CRP<10mg/l) Volume du muscle jumeau interne et albumine R 2 = 0,4856 120 100 80 60 40 20 0 15 25 35 45 Albumine sérique (g/l)
Force musculaire max du jumeau interne (Nm) Chez le patient âgé convalescent (CRP<10mg/l) Force musculaire et albumine 160 140 120 100 80 60 40 20 0 15 25 35 45 Albumine (g/l)
Glycogène musculaire (mm) 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 Moment de force maximal (Nm) Relation entre la force maximale et le contenu musculaire en glycogène
Évènements Pendant stress et états inflammatoires... Liquides extra-cellulaires Tissus adipeux Masse cellulaire active Conséquences Poids Pertes fonctionnelles : Force musculaire Réponse immunitaire
Pendant stress et états inflammatoires... synthèses protéiques hépatiques protéines de la phase aiguë turn-over de l Albumine Dès la régression du syndrome inflammatoire synthèse protéines de la phase aiguë (CRP) Adaptation de la synthèse d Albumine à la masse cellulaire active
CRP (mg/l) poids (kg) Albumine (g/l) 45 40 35 30 25 20 15 1/3 16/3 31/3 15/4 30/4 15/5 date 450 Homme 74 ans, pneumopathie atypique bilatérale hypoxémiante début des signes le 13/3/03 400 350 300 79 77 75 250 73 200 71 150 100 69 67 50 65 1/3 16/3 31/3 15/4 30/4 15/5 date 0 1/3 16/3 31/3 15/4 30/4 15/5 date
La dénutrition Peut se définir par : Une masse corporelle inférieure à la norme pour l âge : par exemple IMC<20 IMC=poids (kg)/taille 2 (m) Une atteinte d un compartiment de l organisme masse cellulaire active muscle : fonte musculaire protéines viscérales : hypoalbuminémie masse grasse (réserve énergétique)
La dénutrition Peut se définir aussi par : Une atteinte fonctionnelle : immunité force musculaire dépression? Les conséquences de carences spécifiques vitamines du groupe B (état mental) anémie par carence en B12, folates carence en vit D, fer, calcium, vitamines antioxydantes etc...
La dénutrition est associée à un pronostic péjoratif Perte de poids Hypoalbuminémie Mortalité Affections nosocomiales Infections nosocomiales Perte fonctionnelle Escarres Durée de séjour hospitalier Entrée en institution
Malnutrition et muscle? Faiblesse musculaire Masse Energie utilisation préférentielle des lipides? Fibres IIb? Force musculaire maximale
Imagerie du proton de mollet de personnes âgées non dénutries Homme 83 ans Femme 75 ans
Imagerie du proton de mollet de personnes âgées dénutries Femme 86 ans IMC 17 Femme 78 ans IMC18
Glycogen (mm) Absence de relation entre Force et contenu musculaire en glycogène chez les patients dénutris 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 Maximal isokinetic torque (Nm)
La dénutrition Les patients âgés dénutris sont aptes à positiver leur balance azotée en présence de suppléments protéiques La balance protéique est positivement corrélée à l apport protéique Bos Am J Clin Nut 2000 71:1129
La dénutrition carence en vitamine D augmentation du risque de chute le traitement prévient les chutes pour un chuteur sur 10 Nutrition artificielle Attention au re-feeding syndrome Phosphore, K, Magnésium etc Contrôle des concentrations plasmatiques en micronutriements++++
Le sujet âgé fragile Habituellement dénutri Polypathologique Inefficacité de la supplémentation protéique sans activité physique Fiatarone N Eng J Med 1994, 330: 1769
Conclusion La fonction musculaire est essentielle à la qualité de vie au cours du vieillissement Les interactions nutrition-fonction sont multiples Des interventions mixtes : exercice physique et intervention nutritionnelle (compplémentation protéique) ont montré leur efficacité tant chez le sujet sain que le sujet dénutri ou fragile