LE VIEILLISSEMENT CELLULAIRE. LE VIEILLISSEMENT DES ORGANES ET FONCTIONS. Philippe CAILLET Département de Médecine Interne et Gériatrie. Hôpital Albert Chenevier Créteil
Le vieillissement.! Détérioration progressive des capacités et du vieillissement d un «objet» avec le temps.! Ensemble des processus physiologiques et psychologiques qui modifient la structure et les fonctions de l organisme à partir de l âge mûr.! Processus lent et progressif maladies.! Phénomène complexe et multifactoriel.! Tous les mécanismes ne sont pas élucidés!
PLAN de l exposé :! Vieillissement cellulaire.! Vieillissement des organes et des fonctions de l organisme.
Rappel : la CELLULE.
VIEILLISSEMENT CELLULAIRE. 2 HYPOTHÈSES :! Génétique : Les gènes s expriment de façon différente au cours du temps = «programme» de développement et de vieillissement.! Somatique : Accumulation d erreurs, au hasard : réplication et transcription de l ADN, oxydation des protéines, des lipides, selon l environnement, le mode de vie,
Hypothèse génétique. 1. Programmation génétique. 2. Altération de l ADN. 3. Différents types de cellules. 4. Télomères = «horloges biologiques» 5. Conséquences.
1. Programmation génétique.! Les durées de vie diffèrent selon chaque espèce animale.! Les «vrais» jumeaux (monozygotes) ont des durées de vie plus proches que les «faux» jumeaux (dizygotes).! Chez les centenaires, certains génotypes sont plus fréquents que chez des sujets plus jeunes.! Il existe des syndromes de vieillissement accéléré liés à certains gènes.
2. Altération de l ADN.! " importante de la fréquence des altérations de l ADN (délétions, mutations) et des anomalies de réparation de l ADN avec l âge (ADN mitochondrial).! Nombreux facteurs : radiations, radicaux libres, division cellulaire,
3. Différents types de cellules.! Cellules à faible capacité de renouvellement (neurones, cellules musculaires ), qui ont l âge de la personne : Accumulation de pigment (lipofuschine), résultat de la dégradation d organites intracellulaires.! Cellules renouvelables dont les possibilités de renouvellement ne sont pas illimitées : Elles sont proportionnelles à la longévité de l espèce, avec des écarts entre les individus d une même espèce.
4. Les télomères = «horloge biologique».! Séquence de nucléotides (TTAGGG) pouvant se répéter plusieurs milliers de fois.! Marquent la fin des chaînes d ADN! Permettent la stabilité de l ADN et évitent la fusion entre les chromosomes.! A chaque réplication de l ADN, perte de nucléotides terminaux # raccourcissement des télomères.! Lorsque le télomère a une longueur minimale # divisions impossibles.
5. Conséquences de l altération de l ADN.! Modifications de l expression de certains gènes.! Modifications de la synthèse des protéines commandée par ces gènes.! Perturbation du cycle cellulaire.
Hypothèse somatique. 1. Radicaux libres et stress oxydatif. 2. Glycation non enzymatique des protéines.
1. Radicaux libres.! Atomes ou molécules instables avec électron libre (O 2 - - OH ) issus du métabolisme de l oxygène.! Puissants agents oxydants.
Radicaux libres et oxydation. Oxydation de l ADN noyau Oxydation des acides gras membranaires
Radicaux libres et stress oxydatif.! La production des radicaux libres augmente avec le métabolisme.! Il existe des systèmes anti-oxydants : Vitamines : A, E, C ; Nombreuses enzymes (SOD, ). $ Le vieillissement se traduit par : - " radicaux libres (mitochondries ++), - % systèmes anti-oxydants.
2. Glycation non enzymatique des protéines.! Les protéines de demi-vie longue subissent des modifications au contact du glucose : protéines glucose AGE products (advanced glycation end products)! Les protéines de la matrice extra-cellulaire (de durée de vie très longue) sont très touchées par la glycation # résistance à la protéolyse, & du renouvellement.
Au total :! Le vieillissement cellulaire résulte des effets intriqués de facteurs génétiques et environnementaux auxquels est soumis l organisme.! Le vieillissement touche l ensemble des constituant de la cellule : ADN, membranes et protéines.
VIELLISSEMENT DES ORGANES ET FONCTIONS.! Les modifications biologiques s accompagnent d une diminution des capacités fonctionnelles de l organisme.! Cette diminution des réserves fonctionnelles induit une réduction de la capacité de l organisme à s adapter aux situations d agression : # augmentation de la susceptibilité aux maladies, aboutissant au décès.
Vieillissement des organes et des fonctions : Vieillissement : 1. cardiovasculaire. 2. de l appareil respiratoire. 3. du système nerveux. 4. de l appareil locomoteur. 5. du métabolisme. 6. de l appareil digestif. 7. des organes des sens. 8. de l appareil urinaire. 9. des organes sexuels. 10. de la peau et des phanères. 11. du système immunitaire.
1/4 Vieillissement cardiovasculaire. Le vieillissement des artères se caractérise par :! modifications de l élastine,! rigidification du collagène (glycation),! altération de la vasomotricité artérielle. Conséquences :! " de la rigidité des artères (= % compliance),! " de la pression artérielle systolique avec l âge.
2/4 Vieillissement cardiovasculaire. Le vieillissement du cœur se caractérise par :! % du nombre de cellules musculaires cardiaques,! plages de fibrose disséminées en dehors de tout infarctus du myocarde,! modifications qualitatives du collagène (glycation).! % de la sensibilité du cœur aux catécholamines.
3/4 Vieillissement cardiovasculaire. Conséquences anatomiques :! " de la masse cardiaque globale,! " de l épaisseur de la paroi ventriculaire (= hypertrophie ventriculaire gauche ++).
4/4 Vieillissement cardiovasculaire. Conséquences fonctionnelles :! défaut de relaxation du ventricule gauche,! moins bon remplissage du ventricule gauche, # débit cardiaque : stable au repos, un peu % à l effort.! Réduction de la fréquence cardiaque maximale à l effort.
Vieillissement de l appareil respiratoire. Se caractérise par :! % compliance pulmonaire,! % compliance de la paroi thoracique,! % des muscles respiratoires. # réduction de la capacité ventilatoire. On note aussi une % de la capacité de diffusion de l oxygène et donc une % de la pression partielle en O 2 du sang artériel (PaO 2 ).
1/4 Vieillissement du système nerveux. front Nombreuses modifications neuropathologiques et neurobiologiques du système nerveux central : % du nombre de neurones corticaux, % de la substance blanche, % de certains neurotransmetteurs intracérébraux (acétylcholine ++).
2/4 Vieillissement du SN central.! " des temps de réaction.! % modérée des performances mnésiques (acquisitions d informations nouvelles), qui n explique pas les troubles de la mémoire ayant un retentissement sur la vie quotidienne.! % et déstructuration du sommeil (% sécrétion de la mélatonine # désorganisation des rythmes circadiens).! % sensibilité des récepteurs de la soif (osmorécepteurs) # % de la sensation de soif des SA.
3/4 Vieillissement du SN périphérique. % du nombre de fibres fonctionnelles, # " des temps de conduction des nerfs périphériques, # % de la sensibilité proprioceptive (hypopallesthésie), # instabilité posturale et risque de chute.
4/4 Vieillissement du SN autonome.! Hyperactivité sympathique (" taux plasmatique des catécholamines);! Mais réduction des réponses sympathiques en raison d une diminution de la sensibilité des récepteurs aux catécholamines. Ex. : la tachycardie normalement induite par l effort est moins marquée chez les SA.
1/3 Vieillissement de l appareil locomoteur.! Muscles squelettiques : Sur le plan microscopique : % de la densité des fibres musculaires ; Sur le plan anatomique : % de la masse musculaire (= sarcopénie). # % de la force musculaire.
2/3 Vieillissement de l appareil locomoteur.! Squelette = os : % de la densité minérale osseuse (= ostéopénie), surtout chez la femme = ostéoporose. % de la résistance mécanique osseuse. # " du risque de fracture.
3/3 Vieillissement de l appareil locomoteur.! Cartilage articulaire : % du contenu en eau, % du nombre des chondrocytes. # amincissement du cartilage et altération de ses propriétés mécaniques # fragilité.! fragilité " avec l arthrose.
1/2 Vieillissement du métabolisme.! Modification de la composition corporelle : à poids constant : % réduction de la masse maigre " augmentation de la masse grasse! Besoins alimentaires qualitatifs et quantitatifs similaires à ceux des sujets jeunes, à niveau d activité physique identique : 30 à 40 kcal / kg de poids / jour 1 à 1,5 g de protides / kg de poids / jour
2/2 Vieillissement du métabolisme.! Réduction de la tolérance à la charge en glucose, témoignant d un certain degré de résistance à l insuline.! Réduction de la capacité de l organisme à s adapter aux situations de stress.
Vieillissement de l appareil digestif.! Modifications bucco-dentaires.! % du flux salivaire.! % de la production d acide chlorhydrique par l estomac.! Ralentissement du transit intestinal par % du péristaltisme.
Vieillissement des organes des sens.! Œil : Réduction de l accommodation = presbytie. Opacification progressive du cristallin = cataracte.! Audition : Perte progressive de l audition (sons aigus) = presbyacousie.! Les modifications du goût et de l olfaction sont plus controversées.
1/3 Vieillissement de l appareil urinaire. Concerne surtout le rein : % modérée de la taille des reins, % du nombre de néphrons fonctionnels, $%de la filtration glomérulaire, % des capacités d élimination du rein. Production d urine : % le jour, " la nuit.
2/3 Vieillissement de l appareil urinaire. Un sujet âgé est un insuffisant rénal jusqu à preuve du contraire. # Toujours penser à adapter la dose des médicaments à la fonction rénale, (estimée par le calcul de la clairance de la créatinine formule de Cockroft). (140 âge) x poids CL créat. = créatinine poids en kg créatinine en µmol/l. x k k = constante : 1,04 chez la femme 1,25 chez l homme
3/3 Vieillissement de l appareil urinaire. Ex. : créatinine 80 µmol/l et poids = 60 kg : # Femme de 40 ans : CL = 78 ml/mn ; # Femme de 85 ans : CL 43 ml/mn. Insuffisance rénale sévère si CL < 30 ml/mn.
Vieillissement des organes sexuels.! Chez la femme : à la ménopause : & de la sécrétion ovarienne (œstrogènes), & des cycles menstruels, Involution de l utérus et des glandes mammaires.! Chez l homme : % progressive de la sécrétion de testostérone persistance de la spermatogénèse " du volume de la prostate.
1/2 Vieillissement de la peau et des phanères.! Peau : altération du tissu élastique, épaississement fibreux du derme, aplanissement de la jonction dermo-hypodermique, % du nombre de mélanocytes. Ces modification sont plus prononcées sur les zones découvertes, exposées aux rayons UV.
2/2 Vieillissement de la peau et des phanères.! Phanères : % de la croissance des cheveux et des ongles avec l âge. % des mélanocytes # grisonnement des cheveux.! Glandes : % de l activité des glandes sébacées et sudoripares # sécheresse de la peau.
Vieillissement du système immunitaire.! Retard de la réponse immunitaire par rapport au sujet jeune.! Réponse moins spécifique de l agent infectieux.! L immunisation par vaccination n est pas altérée chez le sujet âgé «en bonne santé», même si les taux d anticorps produits sont inférieurs à ceux produits chez le sujet jeune.
CONCLUSION (1/2).! Les mécanismes à l origine du vieillissement restent encore mal connus.! Le vieillissement résulte des effets intriqués de facteurs génétiques et environnementaux auxquels est soumis l organisme tout au long de sa vie.
CONCLUSION (2/2).! La connaissance du vieillissement permet : de mieux comprendre les symptômes, de mieux connaître l évolution de certaines maladies, de mieux adapter la prise charge thérapeutique, et d améliorer la prise en charge globale des sujets âgés. MERCI DE VOTRE ATTENTION!
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