Vieillissement de l ’appareil locomoteur

1. Vieillissement de l ’appareil locomoteur Pr Ag Zohra Ben Salah Frih Service de Médecine Physique de Rééducation et de RéadaptationFonctionnelle CEC Gériatrie 27/02/2013

2. Définitions • Vieillissement: ensemble des processus physiologiques et psychologiques qui modifient la structure et les fonctions de l’organisme à partir de l’âge mûr. • Il est la résultante des effets intriqués de facteurs génétiques (vieillissement intrinsèque) et de facteurs environnementaux auxquels est soumis l’organisme tout au long de sa vie. • Il s'agit d'un processus lent et progressif qui doit être distingué des manifestations des maladies.

3. Définitions • Appareil locomoteur • « tissus de soutien et organes de la mobilité » • Tissu osseux • Articulations, • Muscles, • …….et organes de commande …..

4. Origine du vieillissement • Phénomène complexe et multifactoriel • Facteurs génétiques • (Altérations acquises du matériel génétique) : Fréquence des altérations des DNA (délétions, altérations), Anomalies de sa réparation augmente avec l’âge  modification expression de certains gènes et la synthèse des protéines et perturbation du cycle cellulaire • Accumulation de produits de dégradation • Radicaux libres à action oxydative altérer DNA et AG de la membrane cellulaire • Baisse de production des protéines HSP (HeatShock Protéines ) ( réparation et catabolismes des macromolécules endommagées

5. Origine du vieillissement

6. Vieillissement de l’appareil locomoteur Tissu osseux Articulations, Muscles,

7. Composition du tissu osseux :4 types de cellules • Les ostéoblastes • Les ostéocytes • Les cellules bordantes  • Les ostéoclastes élaborent les constituants organiques de la matrice extracellulaire participent au maintien de la matrice osseuse et contribuent à l'homéostasie de la calcémie. empêchent l'accès des ostéoclastes à la matrice vont dissoudre la matrice

8. Composition du tissu osseux :La matrice extracellulaire • Partie organique • fibres de collagène • protéines et facteurs de croissance intervenant dans le remodelage du tissu osseux et la minéralisation de la matrice • Partie minérale • cristaux de phosphate* et de carbonate de calcium (l'os contient 98 % du calcium de l'organisme) • hydroxy-apatite

9. La densité osseuse 20-25 ans 30 ans -3 à -5% / 10 ans Homme Ménopause Synthèse -25% 80 ans « Remodelage » par Ostéoblastes Ostéoclastes Femme -40% 1% par an ?

10. Remodelage osseux (1) • Le tissu osseux de l'os compact est en constant renouvellement • Le renouvellement s'effectue grâce à des unités fonctionnelles de remodelage où les ostéoclastes (résorption) et ostéoblastes (formation) sont étroitement associés • Un cycle de remodelage dure environ 4 mois chez l'adulte, la phase de formation étant plus longue que celle de résorption.

11. Remodelage osseux (2)Phases d'activation et de résorption La surface osseuse est normalement recouverte de cellules bordantes qui empêchent l'accès des ostéoclastes à la matrice. • Les cellules bordantes se rétractent et libèrent l'accès aux ostéoclastes qui peuvent adhérer à la matrice osseuse. • Chaque ostéoclaste se fixe à la matrice sur le lieu de résorption • dissolution de la phase minérale par acidification du compartiment de résorption, • dégradation de la matrice organique sous l'action d'enzymes

12. Remodelage osseux (3)Phases d ’inversion et de formation • Quand les ostéoclastes ont fini de creuser une lacune, ils meurent par apoptose et sont remplacés par des macrophages qui lissent le fond de la lacune. • Les ostéoblastes synthétisent une nouvelle matrice non encore minéralisée (substance pré-osseuse ou tissu ostéoïde) qui comble la lacune • La minéralisation de la matrice

13. Vieillissement osseux

14. Vieillissement osseuxMécanismes tissulaires et cellulaires • Altérations quantitatives :négativation de la balance osseuse • ↓formation osseuse et ↑résorption osseuse • Anomalies qualitatives et architecturales • Conséquences : • ↓masse osseuse et ↓compétence • biomécanique →fragilisation osseuse (risque de fracture)

18. Vieillissement: 1/conséquences osseuses • Globalement : • amincissement des travées • aggravation des conséquences de l’hyperremodelage

19. Vieillissement : 2/anomalies tissulaires • Dans l’os trabéculaire : • ↓épaisseur du mur ostéonique • ↓épaisseur des travées amincissement des travées • favorise les perforations et transforme les plaques en piliers  participation à la détérioration de la micro architecture trabéculaire • Dans l’os cortical : • ↑résorption et remodelage endocorticaux et endostéaux en relation avec l’hyperparathyroïdie secondaire chez les sujets âgés  amincissement et fragilisation des corticales.

20. Vieillissement : 3/anomalies cellulaires • ↓natalité et prolifération des ostéoblastes • ↑adipogenèse et ↓myélopoièse • ↓ostéoclastogenèse • ↑apoptose des ostéocytes

21. Ostéoporose • Femme 40ans ======== 80ans • perte de : 42% os spongieux vertébral • 29% os spongieux iliaque • 31% os cortical humoral • Définition de l’ostéoporose: Une masse osseuse basse et des altération de la microarchitecture trabéculaire, conduisant à une fragilité osseuse exagérée et donc un risque élevé de fractures

22. Ostéoporose • Définition de l’ostéoporose • 1994 : définition densitométrique (OMS) →distinction entre "ostéopénie", "ostéoporose" et "ostéoporose confirmée" :

23. Fractures par chute (%) dans la vie courante selon l ’âge en 2001 D ’après l ’enquête permanente sur les accidents de la vie courante - Institut de veille sanitaire - 2003

24. Bilan des fractures Extrémité supérieure du fémur 19% Vertèbre (fracture ou tassement) 16% Poignet 14% D ’après Breart, G., Cormier, C., Le Galès C., De Vernejoul, M-C., Dupuy, C. (www.frm.org/informez) Après 50 ans

25. Age • Sexe féminin • Origine ethnique (caucasienne) • Antécédents familiaux • Faible rapport poids/taille • Carence alimentaire (calcium, vit. D…) • Sédentarité (intérêt de la « mise en tension » de l ’os) • Facteurs hormonaux • Pathologies et médicaments D ’après Breart, G., Cormier, C., Le Galès C., De Vernejoul, M-C., Dupuy, C. (www.frm.org/informez) Quelques facteurs de risque de chute

26. Vieillissement de l’appareil locomoteur Tissu osseux Articulations Muscles

27. Articulations périphériques

28. Arthrose « primitive » (a partir de 40 - 50 ans) • dégénérescence progressive (vieillissement) • cumul de microtraumatismes avec l ’âge, mais aussi le type de travail,…auquel cas l’arthrose peut apparaître précocement (20-30 ans) Facteurs : Génétique Age (cumul, déclin physiologique) Obésité Hypersollicitation mécanique Vices architecturaux congénitaux ou acquis

29. Vieillissement du cartilage • Diminution de son contenu en eau • Réduction du nombre de chondrocytes • Modification de sa composition en glycosaminoglycannes • Conséquences: • Amincissement du cartilage • Altération de ses propriétés mécaniques  fragilité

30. Prévalence de l’arthrose de la main avec l’âged’aprèsPatri, B. & Gatto, A. (1985)

31. Arthrose de différentes articulation en fonction de l ’âged ’après Robert Coude Artic. Acromio-claviculaire Gros orteil Hanche Epaule Artic. Sterno-claviculaire Genou 100 80 60 40 20 % 10 30 50 70 90 Age (années)

32. Articulation entre vertèbres

33. Arthrose vertébrale • Décollement de la plaque épiphysaire de jonction entre disque intervertébral et vertèbre ? • D’où problème nutritif par cette jonction • Perte de contenu hydrique et changements physico-chimiques du disque,

34. Ecrasement du disque

35. Fissure du disque intervertébral

36. Extrusion d ’une partie du noyau du disque intervertébral lors du mouvement et de l ’effort D’après INRS

37. Conséquences • Douleur • Raideur articulaire • Gêne fonctionnelle

38. Prévalence des lombalgies par classe d ’âge, selon les exigences du travail. d ’après De Zwart, B. et coll.

39. Troubles ostéo-articulaires (%) du rachis selon l ’âge(opérateurs de la construction aéronautique) Lombaire Cervical Dorsal

40. Baisse de mobilité (en %) de différentes articulations selon l ’âge, par rapport à la classe 25-34 ans(coté droit)d ’après Stubbs, N.B. et al.

41. Vieillissement de l’appareil locomoteur Tissu osseux Articulations Muscles

42. Vieillissement du muscle squelettique • Histologique: diminution de la densité en fibres musculaires (type II) • Anatomique: réduction de la masse musculaire (sarcopénie) • Fonctionnel: diminution de la force musculaire

43. Sarcopénie: définition « Perte progressive et inéluctable de la masse musculaire squelettique avec l’avancée en âge »Evans W.J. 1995 Rosenberg I.H. 1997 mesures en absorptiométriebiphotonique Définition quantitativeBaumgartner R.N. et al. 1998 Indice de M. Musculaire =Masse Musculaire Kg / Taille m² Similitudes avec la définition de l’Ostéopénie / Ostéoporose Quel est le seuil pour parler de « Sarcoporose » ? Seuil : - 2SD par rapport à une population jeune de référence

44. DEFINITION Evolution de la définition de la sarcopénie : Prise en compte de la performance musculaire(force musculaire) et de la dégradation de la qualité musculaire(force musculaire / unité de masse musculaire) +++ Prévalence: 10 à 24 % entre 65 and 70 ans 30 à 60 % > 80 ans

45. DEFINITION % Body composition • de la MM = témoin des modifications de la composition corporelle mais pas le seul ! Nécessité de prendre en compte la masse grasse dans l’estimation de la prévalence et du retentissement de la sarcopénie. Newman A.B. et al. 2003, Delmonico M.J. et al. 2007

46. MODIFICATIONS DU TISSU MUSCULAIRE Subject 27 yrs old Subject 77 yrs old Fibre I Fibre IIa Fibre IIx Lee W.S. et al. Clin Orthop Relat Res 2006;450:231-7 Réduction du nombre de fibres musculaires perte du ¼ des fibres entre 30 et 70 ans Lexell 1983 type II > I Atrophie des fibres de type IIa et IIx Aniansson 1986

47. MODIFICATIONS DU TISSU MUSCULAIRE • / Nombre et structure des unités motrices •  motoneurones α (25 à 50 %) • Réduction du nombre d’Unités Motrices (- 1 % / an, à partir de 30 ans) • Compensation pour retarder le retentissement fonctionnel  Remodelage des UM

48. Anterior spinal horn Skeletal muscle phénomène de sprouting (Bourgeonnement axonal) Fiber II Fiber I αMotoneurons

49. Anterior spinal horn Skeletal muscle « transformer » en fibres de type I: Uniformisation du type de fibre, mais respect du nombre.

50. DECLIN DE LA FORCE ET DE LA PUISSANCE MUSCULAIRES AVEC L’AGE • Déclin de la force musculaire maximale • 1 à 1.5 % / an entre 50 et 60 ans • 2 à 3 % / an après 60 ans • ++ isocinétique • ++ concentrique • ++ membres inférieurs • déclin asymétrique entre muscles antagonistes