VIEILLISSEMENT

Altérations cellulaires

Les altérations de la vie cellulaire associées au vieillissement, (souvent difficiles à distinguer d'effets proprement pathologiques), concernent, d'une part, les fonctions liées aux activités métaboliques de la cellule, d'autre part, les activités liées au patrimoine génétique nucléique (ADN [acide désoxyribonucléique] et ARN [acide ribonucléique]).

Dans l'organisme vivant, les cellules peuvent se multiplier et se renouveler ou mourir, naturellement ou sous l'effet de dégradations et d'agressions diverses, et alors disparaître. En fait, toute cellule est génétiquement programmée pour une durée limitée de vie, donc doit mourir en subissant une involution structurale appelée apoptose (cf. apoptose). L'apoptose est distincte de la nécrose en ce qu'elle ne met pas en jeu des facteurs externes létaux. Phénomène pathologique d'effet contraire, l'inhibition de l'apoptose est invoquée dans certains cancers dont l'invasivité est liée à leur activité de prolifération (malignité).

La multiplication de cellules du tissu conjonctif – les fibroblastes humains –mises en culture in vitro constitue un modèle pour l'étude du vieillissement cellulaire ; ces cellules manifestent au plus de trente à cinquante cycles de division. Même si leur potentiel de multiplication est bloqué, par exemple par congélation, il s'exprime dès que le blocage est levé mais le total ne dépasse pas la limite du nombre de leurs divisions. C'est comme si les cellules se souvenaient de la succession des divisions déjà accomplies. La corrélation entre capacité cellulaire de division et longévité des espèces, notamment humaine, est toutefois aléatoire.

En ce qui concerne les cellules différenciées stables, non susceptibles de division, donc de durée de vie très longue telles que les neurones du cerveau et les cellules musculaires du cœur, on a observé l'accumulation, dans ces cellules âgées, d'un pigment typique, la lipofuchsine dite le « pigment de l'âge ». Ce composé comporte des produits d'auto-oxydation dérivés de différentes molécules présentes dans la cellule, comme les acides gras polyinsaturés, molécules particulièrement vulnérables susceptibles de peroxydation radicalaire (ci-après définie.)

En vieillissant, les processus de réparation des molécules, notamment acides nucléiques, mais aussi protéines, acides gras polyinsaturés, atteintes par des agents agresseurs toxiques deviennent moins performants, ce qui conduit à des altérations chimiques et fonctionnelles irréversibles. Or, dans toutes les cellules – mais de façon plus accusée et engendrant un risque plus important dans les cellules nerveuses –, les radicaux libres, produits par les mécanismes aérobies d'oxydation sources d'énergie, agressent particulièrement les membranes cellulaires, les lipides insaturés, les protéines et les acides nucléiques. Les radicaux libres, espèces chimiques électriquement neutres comportant en périphérie un électron non apparié, célibataire, susceptible d'être « agressif », sont considérés comme déterminants dans le développement physiologique des processus de vieillissement et dégénérescence et dans le développement pathologique de l'athérosclérose et de la cancérisation. Les plus « agressifs » sont les radicaux libres oxygénés anion superoxyde O₂− et radical hydroxyle HO−.

La cellule dispose normalement de défenses efficaces, notamment α-tocophérol (vitamine E), ascorbol (vitamine C), contre les radicaux libres et les oxydants. Différentes enzymes comportant comme cofacteurs des métaux oligo-éléments indispensables (sélénium, zinc) interviennent dans la neutralisation des radicaux libres et dérivés oxygénés. Ces défenses enzymatiques déclinent cependant au cours du vieillissement.

Parmi les altérations fonctionnelles cellulaires associées au vieillissement, les plus lourdes de conséquences sont, d'une part, les altérations chimiques dans la structure des molécules réalisant une véritable sénescence moléculaire ou leurs interrelations, d'autre part, les erreurs et défauts dans l'expression des commandes génétiques.

Au cours du vieillissement, les protéines sont moins hydratées et certaines contractent, de façon non enzymatique (réaction de Maillard), des liaisons avec des sucres, particulièrement le glucose. La glycosylation des protéines du cristallin de l'œil est impliquée dans le développement de la cataracte. Des protéines glycosylées affectant la membrane des capillaires sanguins seraient impliquées dans le développement de l'athérosclérose. Le diabète sucré, qui est caractérisé par une augmentation de la concentration du glucose sanguin – normalement 1 g/l –, accroît la glycosylation des protéines (d'où détection de la teneur du sang en hémoglobine glyquée pour suivre l'évolution d'un diabète).

Les acides aminés les plus vulnérables à l'oxydation sont les acides aminés soufrés ou aromatiques. Particulièrement, se forment dans les tissus conjonctifs des ponts disulfure entre les chaînes protéiques du collagène, ce qui provoque des structures plus rigides. L'altération des fibres de collagène et des fibres d'élastine entraîne une perte d'élasticité de l'épithélium des vaisseaux sanguins (favorisant l'hypertension) et de l'épithélium pulmonaire.

Évolutions corporelles

Les évolutions de composition et de constitution corporelles qui surviennent au cours du vieillissement provoquent des changements morphologiques évidents : diminution de taille, jusqu'à 10 cm de vingt-cinq à quatre-vingt-cinq ans (tassement des vertèbres, courbure de la colonne vertébrale), diminution ou augmentation du poids (graisses). La teneur en eau, cellulaire et extra-cellulaire, diminue considérablement avec l'âge : 80 p. 100 à la naissance, 60 p. 100 à vingt-cinq ans, 50 p. 100 à soixante-dix ans, 40 p. 100 à quatre-vingts ans, ce qui souligne l'importance de l'apport d'eau chez le sujet âgé, dont la sensation de soif est altérée. Outre l'eau, la masse maigre inclut principalement la masse musculaire (protéines) et la masse minérale osseuse. La proportion de masse grasse augmente d'abord, de l'ordre de 10 p. 100 à vingt ans à 20 p. 100 à quatre-vingts ans (l'augmentation étant associée à une redistribution des tissus adipeux, de sous-cutanés à abdominaux), puis elle régresse. On sait que, de façon générale, mais plus encore en âge avancé, le bioindicateur indice de masse corporelle – poids [kg]/(taille [m])² – dans les deux cas extrêmes, maigres (< 20) et gros (> 35), signale un risque élevé de mortalité.

Vieillissement cutané

En vieillissant, la peau, organe de protection, imperméable, s'atrophie, perd son élasticité, devient plus sèche (déshydratation), plus fragile ; l'épiderme devient plus mince ; apparaissent des rides (atrophie localisée de la peau affectant à la fois derme et hypoderme). La xérose cutanée sénile, source de prurit, résulte de la diminution des sécrétions sébacée et sudorale et de l'altération du film lipidique superficiel protecteur (ce qui conduit à éviter les détergents agressifs et à adopter les produits lipidiques antidéshydration). En profondeur, la substance fondamentale, constituée de mucopolysaccharides, qui retient l'eau, participe moins à la souplesse de la peau.

La peau vieillit rapidement sous l'effet du soleil : le photovieillissement de la peau relève des ultraviolets, aussi bien A que B. Alors que les U.V. B agissent en surface sur l'épiderme (coups de soleil, expansion des mélanocytes) et accélèrent l'apoptose et l'élimination des kératinocytes, les U.V. A agissent en profondeur dans le derme, où ils affectent le génome et tuent progressivement les fibroblastes qui synthétisent les fibres de collagène et d'élastine. Les défenses immunitaires cutanées (cellules de Langerhans) sont touchées et les cancers cutanés sont à craindre.

Les productions cutanées apparentes (phanères) évoluent au cours du vieillissement de la peau. Les cheveux et autres poils élaborés dans le derme, tombés, une centaine par jour, ne sont plus remplacés. Le défaut de production du pigment mélanine rend les cheveux blancs. Plus fragiles, les cheveux tombent sans être remplacés. Alors que l'homme devient vite chauve, la femme ne l'est qu'exceptionnellement, car des facteurs génétiques, hormonaux (androgènes) et nutritionnels sont impliqués dans la chute des cheveux (alopécie). Autres productions cutanées, les ongles s'épaississent et deviennent cassants avec l'âge. Ils sont souvent affectés par des infections fongiques (champignons) bénignes, mais chroniques, qui doivent être combattues.

Altérations des fonctions cérébrales et nerveuses

L'encéphale (cerveau et tronc cérébral), organe d'une grande complexité anatomique et fonctionnelle, est le siège non seulement des activités nerveuses conscientes, mais aussi et surtout des activités végétatives inconscientes (centres nerveux contrôlant la vie végétative). Son poids diminue avec l'âge, ainsi que le débit sanguin qui le traverse, ce qui nuit à l'activité nerveuse, grande consommatrice d'oxygène et d'énergie.

Le dépôt du pigment lipofuschine dans les cellules du tissu nerveux (neurones et astrocytes) débute dès la quarantaine et son accumulation peut être considérable. La gaine de myéline des axones tend à disparaître, notamment dans la zone blanche sous-corticale. La densité des récepteurs, par exemple récepteurs de la dopamine dans le cortex, diminue, ainsi que la production de divers neurotransmetteurs. L'accumulation dans les cellules d'amas neurofibrillaires ou, entre les cellules, de plaques amyloïdes non éliminées, est un signe pathologique d'établissement de la maladie neurodégénérative d'Alzheimer.

L'altération classique des fonctions cognitives, de la mémoire, principalement du vécu proche, éventuellement associée à la dégradation de la vision et de l'audition, rend plus difficile la compréhension et la communication familiale et sociale. On sait que la mémoire implique certaines structures cérébrales : hippocampe, le plus vulnérable, et cortex temporal. La diminution de la faculté de mémorisation relève essentiellement moins de la perte de neurones que de l'altération des connexions chimiques entre ces derniers, assurées par les neuromédiateurs.

Nombre de personnes âgées éprouvent des troubles du sommeil, du cycle veille-sommeil, de la difficulté à l'endormissement, des insomnies, des réveils fréquents et des somnolences diurnes. Le rythme circadien (journalier) serait altéré, ainsi que la structure même du sommeil. L'émission, qui devient systématique, du ronflement est souvent associée à l'apnée du sommeil, interruptions périodiques de l'expiration pulmonaire suivies de réveils plus ou moins conscients.

Le comportement psychique et social s'altère plus ou moins vite chez les personnes âgées ; il est susceptible d'évoluer en troubles de la personnalité (irritabilité, égoïsme), en dépression et en névrose.

Handicaps sensoriels

L'évolution la plus banale de la vision est, dès avant cinquante ans, l'impossibilité progressive de vision proche par défaut d'accommodation (c'est-à-dire de la fonction d'adaptation du cristallin). Le domaine d'accommodation de l'œil, quantifié par les bornes en dioptries de la vision naturellement correcte, passe de 13 chez l'enfant de trois ans à 5 à quarante ans et à 3 à quatre-vingts ans. L'altération progressive du cristallin, qui devient opaque et jaune, est cause de cataracte. D'apparition plus tardive que la presbytie, la cataracte entraîne une diminution de l'acuité visuelle et de la sensibilité à l'intensité lumineuse. Ce handicap affecte en France 40 p. 100 des sujets de plus de soixante-dix ans. L'opacification du cristallin résulte de l'évolution des protéines constitutives, notamment sous l'effet des radiations U.V. B solaires.

La rétine elle-même est affectée, comme on le verra plus loin, notamment en liaison avec le diabète.

Également banale est l'évolution de la qualité fonctionnelle de l'audition qui, progressivement, peut conduire à la surdité (presbyacousie). La prévalence est de 30 p. 100 après soixante-cinq ans. La surdité affecte la qualité des relations sociales et favorise incompréhensions, rétraction et méfiance. Les différents composants de la chaîne auditive aboutissant au cerveau peuvent évoluer indépendamment, parfois sous l'effet d'infections. Le conduit auditif externe s'atrophie, la peau revêtant ses parois devient plus fine ; la sécrétion de cérumen, plus sec, nécessite attention. La membrane du tympan s'épaissit et la chaîne des osselets subit une dégénérescence de ses articulations à caractère arthrosique. Des altérations histologiques et fonctionnelles touchent l'oreille interne : dans l'organe de Corti, dégénérescence et disparition des cellules ciliées, perte de neurones cochléaires, durcissement par calcification de la membrane basilaire, dégénérescence du ligament spiral.

Handicaps locomoteurs

La diminution progressive de la force musculaire est très variable d'une personne à une autre. La perte de masse musculaire, qui s'accélère avec l'âge, est de plus de 30 p. 100 entre trente et quatre-vingts ans. Cette sarcopénie contribue aux défauts d'équilibre et aux risques de chute. Le nombre et la taille des fibres musculaires diminuent ; le dépôt de lipofuschine s'accentue. Le métabolisme énergétique du muscle est affecté, notamment l'activité des enzymes du catabolisme (oxydation) des sucres. Cette déficience progressive concerne aussi l'activité fonctionnelle du muscle cardiaque (70 contractions par minute !), dont la structure cellulaire est similaire à celle des muscles squelettiques (rouges, striés).

Les os du squelette et les cartilages des articulations s'altèrent plus ou moins indépendamment avec l'âge, ce qui fait progresser la raideur. La teneur en eau des cartilages, des tendons et des ligaments diminue, le renouvellement du collagène des tissus conjonctifs est affecté. Tous les composants des articulations s'altèrent : cartilage opacifié, diminution de la teneur en glycosylaminoglycanes, diminution de la prolifération cellulaire (chondrocytes), de la capacité de réparation, altération de la membrane et du liquide synovial. Ces altérations conduisent à l'arthrose.

L'altération du tissu osseux, tissu conjonctif minéralisé avec diminution de sa masse minérale ou ostéopénie, de l'ordre de 20 à 30 p. 100 chez l'homme et de 30 à 40 p. 100 chez la femme, doit être distinguée de l'ostéoporose, qui est une évolution pathologique. La perte minérale osseuse est effective dès la cinquantaine et accélérée chez la femme ménopausée. L'état osseux résulte de l'incidence de la perte minérale sur le capital osseux acquis au cours de la vie, ce qui explique l'avantage que constitue un capital osseux maximal, supérieur chez l'homme à celui de la femme (d'où une prévalence plus forte de l'ostéoporose chez la femme). Concomitante de la baisse de qualité de la vision et de l'audition, l'altération de l'ensemble de l'appareil locomoteur conduit à des troubles de la marche, qui affectent la moitié des personnes âgées de plus de quatre-vingt-cinq ans, et à des troubles de l'équilibre, causes de chutes, d'accidents plus ou moins graves (fractures), au domicile ou à l'extérieur.

Troubles nutritionnels

En amont de la digestion, le traitement des aliments que nous ingérons est susceptible d'être affecté par le vieillissement en raison des altérations des moyens qui y sont impliqués, dentaires, musculaires (mastication, déglutition, transit intestinal) chimiques (enzymes digestives). L'odorat et le goût, facteurs importants de l'appétit, se détériorent. La muqueuse gastrique s'atrophie avec l'âge, ce qui peut causer une réduction des productions d'acide gastrique et du facteur intrinsèque de Castle, protéine indispensable à l'absorption intestinale de la vitamine B12. Parmi les autres nutriments dont l'absorption intestinale est susceptible d'être altérée, citons le calcium, le fer, les vitamines D.

L'évolution des fonctions hépatiques – réduction de la capacité de régénération du foie, réduction de la synthèse des protéines sériques (albumine, transporteurs), des facteurs de coagulation, de l'acide arachidonique dérivé de l'indispensable acide polyinsaturé linoléique – a été particulièrement étudiée en relation avec l'utilisation accrue, parfois à risque, des médicaments chez les sujets qui vieillissent.

Un domaine nutritionnel pratique particulièrement important est l'évolution de nos dépenses et de nos besoins, besoins énergétiques et besoins spécifiques protéiques, vitaminiques et minéraux. Alors que l'activité intellectuelle, activité qui consomme peu d'énergie, est généralement maintenue, l'activité physique, grande consommatrice d'énergie, est généralement réduite en raison notamment de handicaps, ce qui entraîne des effets secondaires nuisibles.

Dépense énergétique et vieillissement

Schématiquement, le besoin énergétique (fig. 1) est réduit d'environ 25 p. 100, soit de 2 400 kcal/jour (600 kJ) chez l'homme adulte à 1 800 kcal (450 kJ), valeurs à diminuer d'environ 10 p. 100 pour la femme. Il en résulte des risques, fréquemment observés, de subcarences ou même de véritables carences, notamment minérales et vitaminiques. La diminution de la dépense énergétique est fortement corrélée avec la réduction de la masse musculaire et la diminution du nombre des mitochondries dans les cellules, ainsi que de leur efficacité fonctionnelle. En relation avec l'intérêt évident d'une bonne circulation sanguine pour l'ensemble de l'organisme, rappelons-nous Montaigne : « ...mon esprit ne va si mes jambes ne l'agitent » !

L' appareil circulatoire se détériore plus ou moins rapidement avec l'âge en raison de la progression de différentes pathologies affectant le cœur (infarctus), les artères (hypertension artérielle, athérosclérose) les veines (varices). Nombre de personnes âgées sont sujettes, outre à la fatigue, à l'essoufflement provoqué par l'effort physique. L'efficacité de la respiration, qui a pour rôles de fournir l'oxygène nécessaire aux oxydations cellulaires et d'excréter les produits de ces oxydations, eau et gaz carbonique, décline rapidement avec l'avancement en âge, en raison de l'évolution des muscles respiratoires et de la circulation sanguine, mais aussi de l'altération de la perméabilité de l'épithélium pulmonaire. En effet, les échanges gazeux s'effectuent en milieu aqueux au niveau des alvéoles et l'efficacité des échanges est affectée par la diminution quantitative de l'eau. La consommation basale d'oxygène diminue de près de 20 p. 100 de quarante à quatre-vingts ans, parallèlement à la diminution de la teneur en eau de l'organisme (fig. 2).

Problèmes uro-génitaux

Outre une évolution physiologique avec l'âge, l'appareil uro-génital est, avec l'appareil respiratoire, le plus vulnérable aux infections, qui risquent de devenir chroniques et qui contribuent à l'altération des fonctions rénales et urinaires, davantage chez la femme que chez l'homme. De trente à quatre-vingt-dix ans, la fonction filtration glomérulaire perd 50 p. 100 de son efficacité en raison de la diminution du débit sanguin, ce qui compromet l'équilibre acido-basique et hydrominéral. L'hypertrophie bénigne (adénome) de la prostate, cause de problèmes urinaires, affecte précocement, dès cinquante ans, un homme sur deux. Chez la femme, l'incontinence urinaire peut s'aggraver dès soixante ans.

Sénescence endocrinienne

La ménopause, dès avant cinquante ans, est caractérisée par la chute des œstrogènes et la prévalence de la testostérone. L'andropause, caractérisée par une chute de la testostérone, est beaucoup plus tardive que la ménopause et généralement distincte d'un dysfonctionnement érectile (impuissance).

Le comportement sexuel des personnes âgées démontre qu'elles manifestent très longtemps en la matière intérêt et activité, ce qui participe à leur qualité de vie. Si la fréquence des relations sexuelles est moindre, de l'ordre d'hebdomadaire, en raison de l'altération de la libido et des excitations et réponses sensorielles, surtout chez la femme, les domaines d'affection et d'estime sont généralement consolidés.

Affaiblissement immunitaire

Un statut nutritionnel parfois déficient – en protéines et/ou en zinc – chez la personne âgée affaiblit ses défenses immunitaires. Les allergies concernent la peau et, souvent à la fois, les muqueuses intestinale et respiratoire (asthme) qui renferment 80 p. 100 de toutes les cellules immunitaires. Les défenses de la peau sont doublement affaiblies, à la fois par sa structure plus sèche et plus fragile face aux agressions bénignes, et par la raréfaction des cellules immunitaires de la peau, les cellules de Langerhans.

L'altération avec l'âge la plus évidente est l'involution du thymus, dont la production d'hormone thymique baisse ; la masse du thymus est diminuée de 90 p. 100 de trente à soixante-quinze ans. Si la production des lymphocytes T naïfs, capables de réagir face à des agressions nouvelles, diminue, celle des lymphocytes mémoire, capables de réagir face à une infection mémorisée, augmente, mais ils sont moins performants. Certaines activités des macrophages, notamment la sécrétion de facteurs régulateurs de la réaction immunitaire (interleukines), s'altèrent. L'activité du complexe majeur d'histocompatibilité (présentation des antigènes aux lymphocytes) s'amoindrit avec l'âge. La production des anticorps, ainsi que leur qualité, diminue, ce qui affecte la résistance aux infections. La quantité des lymphocytes circulants chute en fin de vie.