APS Sujet Âgé

PLAN
Dr. Ruddy RICHARD
Service de Médecine du Sport et des Explorations Fonctionnelles
CHU G. Montpied, 58 rue Montalembert,
63003 Clermont-Ferrand Cedex 1
[email protected]
PLAN
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Capacité fonctionnelle
Métabolisme
Marche à 5 km/h
Course à 10 km/h
Basal
VO2max > 25 ml/kg/min
VO2max > 45 ml/kg/min
3,5 ml/kg/min
0
CAPACITE MAXIMALE
Activité Physique chez le Sujet Âgé
10
20
30
40
50
60
70
80
VO2max
ml/kg/min
Sédentaire
25 ans
Sédentaire
65 ans
Patient en attente
de transplantation
Très grand sportif
en endurance
Capacité fonctionnelle
Capacité fonctionnelle
Capacité d’effort
Myers J et al. N Eng J Med (2002), 346:793-801
Capacité fonctionnelle
% des valeurs théoriques
Myers J et al. N Eng J Med (2002), 346:793-801
Capacité fonctionnelle
180
160
VE (l/min)
140
120
100
80
Dépense énergétique de
60
40
20
3 METs soit 10-11 ml.kg-1.min-1
au seuil ventilatoire
60000
0:00:00
0:05:46
0:11:31
0:17:17
0:23:02
VO2 , VCO2 (ml/min)
5000
Pic de puissance
4000
VO2
3000
Pic de VO2
VCO2
2000
1000
0
00:00:00
00:07:12
00:14:24
00:21:36
Ainsworth BE et al. Med Sci Sports Exerc (2000) 9:S498-S516
Capacité fonctionnelle
Métabolisme
Marche à 5 km/h
Course à 10 km/h
Basal
VO2max > 25 ml/kg/min
VO2max > 45 ml/kg/min
PLAN
3,5 ml/kg/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
VO2max
CAPACITE AU SEUIL
ml/kg/min
Très grand sportif
en endurance
Sédentaire
25 ans
Sédentaire
65 ans
Sédentaire
65 ans
Patient en attente
de transplantation
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
100
VO2max
Perte en pourcentage des valeurs à 20 ans
Capacité fonctionnelle globale
→ 10% par décade après 30 ans
Composante centrale cardio-respiratoire
FC maximale
VE maximale
→ 3-5% par décade à partir de 20 ans
→ 5-7% par décade à partir de 20 ans
Composante périphérique
Sarcopénie
→ 10% par décade à partir de 50 ans
D(a-v)O2max
→ 20 ans 140-160
60 ans 100-120
80
70
60
VO2 max
FC max
50
Qc max
Force max
40
30
20
10
0
20
→ 30% par décade après 80 ans
ml.l-1,
90
ml.l-1
30
40
50
60
70
80
90
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Tissu post-mitotique
Capacité de division
cellulaire
T Epithélial
Diminution du VO2max
T Conjonctif
Division Cellulaire
TISSUS
Post-mitotiques
50 à 70 %
T nerveux
Muscle
Respiratoire
Cardio-circulatoire
Cellules
pluripotentes
Cellules
souches
T musculaire
Capacité de division limitée
Peut-être évaluée par la longueur
des Télomères
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Tissu redondant
Redondance fonctionnelle
Force
Action motrice
Surface
50% des Unités
motrices (UM)
50% UM
redondantes
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Post-mitotique mais possible régénération
Dénervation :
Altérations mitochondriales,
mutations de l’ADNmt,
anomalies des membranes
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
-Diminution du nombre d’unités
motrices
Cellules Satellites
-Fragmentation des plaques
motrices
Diminution de la synthèse
protéique, myofibrilles
-Diminution de la quantité de
neuro-transmetteur
Accumulation de tissu
conjonctif
Diminution :
MUSCLE
Réduction hormonale,
GH, IGF-1, Testostérone
-Masse musculaire
-Force, Vitesse
-Endurance
Diminution des flux calciques
Diminution du potentiel des
cellules satellites
Fulle S et al. Experimental Gerontology (2004) 39:17-24
Adapté de Zammit PS et al. J Histochem Cytochem (2006)54:1177-1191
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Post-mitotique mais possible régénération
Extrémité terminale du chromosome (TTAGGG)n, incomplètement répliquée lors de la
division cellulaire et qui reflète le potentiel de division cellulaire.
Pour le muscle (tissu post-mitotique) 2 marqueurs :
- Lmean longueur moyenne du télomère (peu de division cellulaire)
- Lmini
minimum de longueur (inclus les cellules satellites)
Verdijk LB et al. Am J Physiol Endocrinol Metab (2006)292:151-157
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Modifications musculaires observées chez la personne âgée par rapport à l’adulte
Vc
Repos
Volume capillaire
Extraction d’oxygène
DavO2
Surface des fibres
Masse, volume musculaire
Masse Musculaire
-30
-20
-10
+10
Force Musculaire
Vélocité
Capacités oxydatives
DavO2
Allsopp RC et al. PNAS (1992)89:10114-10118
Effort
+20
+30
∆(%)
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Retentissement sur les
Capacités fonctionnelles
Modifications cardiaques observées chez la personne âgée par rapport à l’adulte.
Modifications respiratoires observées chez la personne âgée par rapport à l’adulte.
Hémoglobine
Vc
Fc
Repos
Volume capillaire pulmonaire
Diffusion alvéolaire
TCO
Repos
Poids du coeur
Débits
DP, VEMS
VR, CRF
PAS, PAD
Volumes
Vt, VRI, VRE
V Sanguin
-30
-20
-10
+10
+20
+30
∆(%)
-30
-20
-10
+10
+20
+30
∆(%)
VEmax
Fc max
∆ VE / ∆ W
Qc max
Effort
VES max
PAS, PAD
PLAN
VO2 / VE
(A – a)O2
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Saltin B et al. Ann NY Acad Sci (1977), 301:3
Effort
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
Saltin B et al. Ann NY Acad Sci (1977), 301:3
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
Saltin B et al. Ann NY Acad Sci (1977), 301:3
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
193 sujets masculins
3 × 30 min/sem
18 séances sur 6 sem.
A une intensité qui
idéalement génère un
inconfort respiratoire
(dyspnée).
Une intensité plus faible
va néanmoins avoir des
effets positifs
83
60
50
Nombre
30 min ou 3 × 10 min.
65
70
40
28
30
19
20
10
0
<30
30-40
50-60
60-70
>70
Age
30% VO2 max < Théorique
33% VO2 max entre 100 et 125% Théorique
Saltin B et al. Ann NY Acad Sci (1977), 301:3
40-50
37% VO2 max > 125% Théorique
50 réentraînés
Résultats Av Ap
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
VE max
Puissance (W)
160
140
400
110%
VO2 au seuil ventilatoire
120
100
90%
350
10-15% par décade
300
35
VEmax
80
12
VE (% VE Théorique)
VO2 (ml/kg/min)
METs
60
40
250
70%
30
50%
25
10
20
50-60
60-70
8
>70
ml/kg/min
<50
200
FC max
150
250
140%
100
130%
200
20
6
METs
0
15
120%
4
50
110%
150
100%
0
<50
50-60
60-70
100
>70
10
FC max
3 METS
FC (% FC Théorique)
90%
2
5
80%
50
70%
0
0
60%
<50
50-60
60-70
0
<50
>70
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
60-70
>70
Bénéfices de l’APS chez le
Sujet Âgé
Puissance (Watt)
193 sujets masculins
p<0,05
250
65
70
50-60
83
60
200
p<0,05
Nombre
50
40
28
30
19
150
100
20
10
50
+ 14 %
0
<30
30-40
40-50
50-60
60-70
>70
Age
Avant
30% VO2 max < Théorique
33% VO2 max entre 100 et 125% Théorique
37% VO2 max > 125% Théorique
+ 20 %
0
Après
Homme
Avant
Après
Femme
50 réentraînés
Résultats Av Ap
Âge 66 ± 6 ans, n=50, 18 séances de réentraînement
PLAN
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Myers J et al. N Eng J Med (2002), 346:793-801
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Bénéfice sur la mortalité
Prévention de la maladie coronarienne
Modification de la composition corporelle, sarcopénie
Prévention du diabète
Sein et Cancers digestifs
Prévention des cancers
Bénéfice sur la densité osseuse
Prévention des chutes
Bénéfice chez le sujet dépendant
Performance cardio-respiratoire
Bénéfice cognitif
Prévention des accidents vasculaires cérébraux
Contrôle de l’hypertension artérielle
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Les bénéfices sont directement liés au type
d’entraînement réalisé
Pour améliorer son endurance il faut s’entraîner en
endurance
Pour améliorer sa force il faut spécifiquement faire
de la musculation
Pas ou peu de transfert, la musculation des MS
n’améliore pas la force des MI
L’amélioration des capacités fonctionnelles
n’entraîne pas directement de modifications pondérales
(perte de poids)
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Les bénéfices sont dissociés et ne sollicitent
pas les mêmes filières énergétiques
Je suis limité dans mes capacités en endurance, je
peux néanmoins travailler la force musculaire.
La correction du déficit de force est suffisante pour
obtenir une indépendance à domicile.
J’adapte mon activité physique à ma capacité, si je
suis essoufflé à la marche, je réalise déjà un travail
positif.
Je réalise un travail proprioceptif spécifique.
La stratégie « sportive » est différente et nécessite un
entraînement spécifique.
Quel Activité et pour quel Bénéfice
Besoin Métabolique
Production de ROS
Renouvellement
Diminution de la
capacité à réparer
Réparation
Stress Oxydant
Lésions des Protéines
et des Lipides
Lésions de l’ADNmt
Altération des
Membranes Cellulaires
Mutations de l’ADNmt
Le matériel nécessaire
Presque rien…
- Un parcours sécurisé (protection routière en
extérieur) avec la possibilité de s’asseoir.
- Une salle à manger où les tables sont
écartées.
- Des bouteilles d’eau (0,5 et 1,5 l), des ballons
en mousse
Si je suis riche :
- Des ergomètres, cycles, vélo elliptique
Si je suis très riche :
Attention aux tapis roulants
- Un vélo excentrique
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
Exercice
Dominante Cardio-Circulatoire
Dominante Musculaire
Mise en jeu des processus aéro-anaérobie
Exercice Isométrique, Excentrique
Stress Ox
Découplage, fuite
des électrons
Dysfonction mitochondriale
Plus de
lésions
Dysfonction Cellulaire
Forte intensité
Faible intensité
Augmentation du
taux de mutation
Baisse de la PO2
Inflammation
Stress Ox
« Ischémie-Reperfusion »
Stress Ox
Stress Ox
Stress Ox
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
60 ans
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
Fréquence des mutations de
l’ADNmt en fonction de l’âge :
Etude sur trois segments de
l’ADNmt
Attardi G. Mitochondriom (2002)2:27-37
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
Paradoxes de l’entraînement chez le sujet âgé
MITOHORMESIS
→ Pas de paradoxes lors de la période de reprise
Réponse adaptative
favorable lors de
l’exposition à une faible
dose de toxines ou
d’autres agents
générateurs de stress
- Je bouge, je m’améliore
- Il n’est pas nécessaire de créer une déstabilisation importante
→ Problèmes si l’objectif est d’améliorer les performance
→ Passer de l’activité physique au sport
- Il est nécessaire de déstabiliser pour obtenir un gain
- La déstabilisation passe par des mécanismes lésionnels
- Majoration du stress oxydant
Ristow M, Zarse K.
Experimental Gerontology
- Majoration des altérations mitochondriales
(2010) 45:410-418
- Activation des cellules satellites dont le potentiel est abaissé
Quel Activité et pour quel
Bénéfice
L’entraînement à haute intensité : bénéfique
ou délétère ?
Cellules satellites
Cellules satellites
ROS
ROS
Exercice
Exercice
Vieillissement
+
-
EFFETS MUSCULAIRES
Activité Physique
OUI
Intensité
- Assez forte pour
favoriser une
adaptation (ROS+)
- Assez faible pour
limiter les dommages
(ROS-) et limiter
l’activation des
cellules satellites
PLAN
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale
La prise en charge d’un sujet en surcharge
pondérale va répondre à un double objectif :
Amélioration des capacités fonctionnelles
Contribuer au contrôle pondéral par
l’intermédiaire de l’activité physique.
Ces deux objectifs ne répondent pas aux
mêmes règles d’intensité et de durée
d’entraînement.
Haute intensité (relative), nécessaire à
l’amélioration des capacités fonctionnelles
Faible intensité nécessaire à l’oxydation
lipidique et à la mobilisation des graisses.
La prise en charge d’un sujet en surcharge
pondérale va répondre à un double objectif :
Amélioration des capacités fonctionnelles
Contribuer au contrôle pondéral par
l’intermédiaire de l’activité physique.
Ces deux objectifs ne répondent pas aux
mêmes règles d’intensité et de durée
d’entraînement.
Haute intensité (relative), nécessaire à
l’amélioration des capacités fonctionnelles
Faible intensité nécessaire à l’oxydation
lipidique et à la mobilisation des graisses.
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale
Substrats énergétiques et intensité de l’exercice
A jeun
50
50
40
40
30
30
20
20
Ac Gras
10
10
0
60 % Pmax
50 %
60
VO2 et VCO2
mmol.kg -1.min-1
mmol
Glucose
Glycogène
Utilisation du Glycogène
60
µmol.kg -1 .min-1
Ac Gras et Sucre en circulation
Substrats énergétiques et intensité de l’exercice
40 %
30 %
20 %
0
Repos
6
12
18
Exercice
24
30
temps (min.)
Récupé
cupération
0
0
20
40
60
80
Pourcentage de la VO 2 max
100
Oxydation glucidique (mg/min.) = 4,585 VCO2 - 3,2255 VO2
Oxydation lipidique (mg/min.) = - 1,7012 VCO2 + 1,6946 VO2
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale
Substrats énergétiques et intensité de l’exercice
60
%
100
90
8
40
80
6
30
70
20
60
10
50
2
40
0
50
0
30
40
50
% Pmax
Kcal/mn
Homme de 35
ans, poids
normal
IMC = 23 kg/m²
4
60
0
70
90 115 140
(Watts)
5
4
Femme de 50
ans,
surpoids IMC =
29,5 kg/m²
3
2
1
0
20
30
40
50
0
0
20
30
40
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale – Remarques 1/2
L’activité physique de haute intensité va
néanmoins contribuer à la prise en charge de la
surcharge pondérale.
Si je suis plus actif, j’augmente ma dépense
énergétique d’exercice et de post effort.
La pratique régulière d’activité va
s’accompagner de modifications des habitudes
alimentaires.
J’ai une action (modeste) sur le déplacement
vers la droite du point de croisement d’oxydation
glucido-lipidique.
50
Cas particulier de la Surcharge
Pondérale – Remarques 2/2
Les limites à l’activité de faible intensité et de
longue durée
L’activité de longue durée est souvent
incompatible avec l’état ostéo-articulaire surtout si
les activités ne sont pas portées.
L’intensité des activités non portées est
parfois très (trop) élevée chez des sujets très
déconditionnés.
Les hypoglycémies sont fréquentes et peuvent
limiter la mise en œuvre de ces activités.
PLAN
• Capacité fonctionnelle, bénéfice de santé et
activités de la vie quotidienne
• Effets du vieillissement et ses retentissements
sur la capacité fonctionnelle
• Bénéfices attendus de l’activité physique chez
le sujet âgé
• Quel activité physique et pour quel bénéfice
• Cas particulier de la surcharge pondérale
• Conclusion
Conclusion 1/2
Conclusion 2/2
- Les capacités fonctionnelles vont s’altérer lors du
vieillissement (Physiologique).
- Au-delà de 70-75 ans cette diminution physiologique
va impacter la qualité de vie.
- Une activité physique régulière est de nature à
ralentir ce processus.
- Une activité, simple à programmer, peut assurer un
gain de capacité initial (starter) de 15 à 20%.
- Les bénéfices multiples, ne sont pas limités à ce gain
de capacité fonctionnelle.
Exercice excentrique
W = m×g×h
W =- m×g×h
- En dehors du gain de capacité, il est nécessaire de
spécialiser l’entraînement pour des objectifs
spécifiques:
Prise en charge du surpoids
Lutte spécifique contre l’amyotrophie
- Les bénéfices ne sont pas durables et il est
nécessaire d’entretenir par le maintien d’une activité
régulière
- Pas de contre indication à cette pratique d’activité
Exercice excentrique
Exercice excentrique
Exercice excentrique
Bénéfices attendus :
HC 330
Haute intensité en concentrique (330 W)
HE 330
Haute intensité en excentrique (330 W)
LC 70
Basse intensité en concentrique (70W)
- Renforcement musculaire important et lutte
contre la sarcopénie
- Correction des troubles de l’équilibre
- Contrôle pondéral
- Activation des cellules satellites
Perrey S et al. J Appl Physiol 2001. 91:2135-2142
- Amélioration du potentiel oxydatif
Exercice excentrique
Activité Physique chez le Sujet Âgé
Dr. Ruddy RICHARD
Service de Médecine du Sport et des Explorations Fonctionnelles
CHU G. Montpied, 58 rue Montalembert,
63003 Clermont-Ferrand Cedex 1
[email protected]