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 mitochon-drial).

! 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 (O2

- - OH°) issus du métabolisme de l�oxygène.

! Puissants agents oxydants.

Radicaux libres et oxydation.

noyau

Oxydation de l�ADN

Oxydation des acides grasmembranaires

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 :

! 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.

protéines

glucoseAGE products (advanced glycation end products)

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 c�ur 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 c�ur 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 àl�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 O2 du sang artériel (PaO2).

1/4

Vieillissement du système nerveux.

Nombreuses modifications neuropathologiques et neurobiologiques du système nerveux central :

� % du nombre de neurones corticaux,

� % de la substance blanche,� % de certains neurotransmetteurs

intracérébraux (acétylcholine ++).

front

2/4

Vieillissement du SN central.

! % 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.

! " 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.

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.

! �il :� 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

créatinineCL créat. = x k

poids en kg � créatinine en µmol/l.

k = constante :1,04 chez la femme1,25 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 (�strogènes),� & 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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