Rev Mal Respir 2006 ; 23 : 415-8 © 2006 SPLF. Édité par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservésDoi : 10.1019/20064189

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Éditorial

Le vieillissement pulmonaire revisité

J. Dall’Ava-Santucci1, T.V. Nguyen2

La connaissance du vieillissement physiologique estdevenue aujourd’hui un enjeu social et économique de pre-mière importance du fait de l’allongement de la durée de vie,du moins dans les pays développés.

Le vieillissement est d’abord un processus cellulaire etgénétique, commandé par un certain nombre de gènes pourla plupart en rapport avec le métabolisme [1] et la longueurdes télomères qui diminue à chaque division cellulaire [2].Cependant, les interventions sur le mode de vie (exercice,nutrition), et les éventuelles corrections des déficits hormo-naux, apparaissent de plus en plus importantes et ont conduità la notion de « vieillissement réussi » ou « succesfull aging »des auteurs anglosaxons [3].

L’accumulation d’une abondante littérature dans les10 dernières années conduit à remettre en cause beaucoupd’idées reçues et il est probable que les concepts évoluerontencore très rapidement : ceci du fait de meilleures méthodolo-gies (les études longitudinales encore rares remplaçant les étu-des transversales qui introduisent un biais de sélection) et del’utilisation de techniques d’explorations fonctionnelles etd’imagerie plus sophistiquées. Enfin le développement desbiotechnologies laisse entrevoir l’espoir d’agir directement surles mécanismes biologiques du vieillissement : thérapies molé-culaires, cellulaires et, pour certains, thérapies géniques.Même si ces buts paraissent lointains, ils alimentent unerecherche très active, du moins au niveau moléculaire et ani-mal avec une place privilégiée pour C. elegans [4] modestenématode à l’origine d’un prix Nobel.

Ainsi à l’image intuitive d’un phénomène inexorabletouchant tout l’organisme de façon homogène et synchrones’est substituée progressivement l’évidence que d’une parttous les tissus et organes ne vieillissent pas « ensemble » et qued’autre part il faut distinguer le vieillissement physiologiqueet les maladies liées au vieillissement [5, 6]. Ces approchesnouvelles devraient permettre de dégager des actions spécifi-ques pour limiter la « fragilité » du sujet âgé tant en termes deprévention et de santé publique que de programmes recher-che fondamentale et clinique [7].

Réception version princeps : 09.10.2006. Acceptation définitive : 10.10.2006.

Correspondance : J. Dall’Ava-Santucci Hôpital Cochin, Service de Physiololgie Exploration Fonctionnelle,27 rue du Faubourg St Jacques, 75679 Paris Cedex 14.josette.dallowa@cch.aphp.fr

1 Hôpital Cochin, Assistance Publique Hôpitaux de Paris et Université Paris 5, France.

2 Service d’Immunologie Clinique, Hôpital Bach Mai, Ha Noi, Viet Nam.

J. Dall’Ava-Santucci, T.V. Nguyen

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Une des explications à ce vieillissement individualisé desorganes (mais cette hypothèse reste à vérifier) pourrait êtreleur plus ou moins grande capacité de renouvellement des tis-sus qui le constituent. Dans certains tissus comme les épithé-liums de nouvelles cellules remplacent rapidement enpermanence les cellules éliminées par mort cellulaire pro-grammée ou apoptose [8] ; dans d’autres tissus comme le cor-tex humain une étude très récente montre de façonconvaincante, après des années de discussion [6], qu’il n’y apas après la naissance d’apparition de nouveaux neurones [9].Entre ces extrêmes se situent les tissus musculaires cardiaques,squelettiques ou lisses qui de plus sont capables dans certainesconditions d’augmenter le volume de leurs cellules [10-12].

D’autres phénomènes biologiques entrent en jeu defaçon plus ou moins marquée : l’expression différentielle desgènes dans différents tissus [13], la diminution des communi-cations cellulaires et du nombre de récepteurs, phénomènemajeur dans le cortex [6, 14], la diminution de la synthèse desprotéines et l’altération du métabolisme par dysfonctionne-ment mitochondrial surtout dans le tissu musculaire [15, 16].On voit ainsi qu’une meilleure distinction entre durée de viedes cellules et maintien de leurs qualités fonctionnelles méri-terait plus d’attention.

Au niveau plus global des organes et des fonctions, lerôle de la microcirculation est particulièrement important.Du fait de la fréquence de la pathologie coronaire, c’est sur lafonction cardiaque que ceci est le mieux connu mais c’est éga-lement bien documenté dans le domaine des muscles squelet-tiques où l’état de la microcirculation conditionne largementla fonction [17-19].

Pour le poumon, l’article de Rouatbi et Coll. [20] dansle présent numéro utilise de nouvelles techniques d’explora-tion qui permettent de mesurer facilement le volume capil-laire et ses variations. La mesure par la double diffusion duCO et du NO permet ainsi de mettre en évidence une dimi-nution de ce volume capillaire avec l’âge, mais à partir de60 ans seulement. Une augmentation de compliance descapillaires avec l’âge (comme c’est le cas pour les structuresdistensibles dans les systèmes à basses pressions) pourraitexpliquer ce maintien relatif du volume capillaire, hypothèsequi reste à vérifier. Par contre, notons pour mémoire qu’il estconnu depuis plus d’un siècle que dans le système à hautepression (schématiquement les artères) il se produit une dimi-nution marquée de compliance, les artères devenant plus« rigides » [21] d’où peut-être l’expression populaire « avoirl’âge de ses artères ».

Ces résultats peuvent être replacés dans l’ensemble desprocessus du vieillissement pulmonaire rapportés dans larevue générale de Guénard et Rouatbi en 2004 [22] et l’édito-rial plus récent de Pride [23]. La diminution progressive desvolumes et débits ventilatoires est bien connue et les donnéesclassiques sont utilisées comme valeurs de références en explo-ration fonctionnelle [24], même si pour le grand âge cesvaleurs de référence sont calculées par extrapolation. On trou-vera dans l’éditorial de Pride [23] une actualisation de ces

données avec des études sur les sujets de plus de 65 ans, mon-trant qu’il n’y a pas d’accélération du déclin avec le grand âge,contrairement à ce qu’on pouvait attendre.

Retenons aussi que la capacité pulmonaire totale restestable avec l’âge mais que la capacité résiduelle fonctionnelleet le volume résiduel augmentent. Ceci du fait de la limitationdes débits [25] plus par augmentation de la compliance pul-monaire (diminution des forces de rappel élastiques), que paraugmentation des résistances [26]. Enfin, la diminution de laclearance des petites bronches favorise également la survenuede pathologies [27].

Il est remarquable cependant que la PaCO2 et le pH res-tent constants tout au long de la vie et que la PaO2 est relati-vement bien maintenue. Ce phénomène est bien résumé parJansens et coll [28] « En dépit de ces changements (les différen-tes diminutions citées) le système respiratoire reste capable demaintenir des échanges gazeux adéquats au repos et à l’exercicetout au long de la vie, avec seulement une diminution discrète dela PaO2 et pas de changements significatifs de la PaCO2 ». Gué-nard et Rouatbi soulignent également ce phénomène [22].

Puisque le but de la respiration est in fine d’assurer leséchanges gazeux au niveau des tissus, (notamment pourl’exercice et la VO2max), et que le poumon partage cettefonction avec le cœur, on peut s’interroger sur le vieillisse-ment cardiaque. Le vieillissement physiologique du cœur estquelque peu occulté et noyé dans une vaste littérature con-cernant la pathologie cardiovasculaire car dans le mondeoccidental plus de la moitié des décès qui surviennent chezles personnes âgées sont de causes cardiovasculaires et plusparticulièrement coronariennes [29]. Les données concer-nant plus strictement le vieillissement physiologique sontrares car elles sont pour la plupart transversales et intègrentprobablement des pathologies sous jacentes ou les effets de lasédentarité : l’idée que le débit cardiaque diminuait de 1 %par an a été longtemps admise [29]. Cependant une étudelongitudinale de Rodheheffer [30] sur des individus sains etactifs n’a pas retrouvé un tel déclin ni au repos, ni à l’exer-cice. En fait la diminution de la fréquence cardiaque maxi-male à l’exercice est compensée par une augmentation de lafraction d’éjection systolique elle-même en rapport avec uneaugmentation remarquable du volume télédiastolique àl’effort avec l’âge. Cependant la sédentarité, donc le« déconditionnement » qui accompagne souvent le vieillis-sement est un facteur qui peut rendre difficile l’interpréta-tion des données dans d’autres études montrant unediscrète décroissance du débit cardiaque avec l’âge : ildeviendra de plus en plus difficile de définir le vieillissement« physiologique » au fur et à mesure que la sédentarité seracombattue dans le mode de vie occidental. Par ailleurs lestechniques d’exploration plus fines permettent d’exclure desprotocoles des sujets porteurs de pathologies sous jacentescliniquement muettes, ce qui explique les discrètes différen-ces observées selon les études.

Du côté pathologique en effet on voit que le poumoncomme le système cardiovasculaire sont particulièrement

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sujets aux maladies dites de « civilisation » : alimentation tropriche en graisse pour le système cardiovasculaire, pollutionatmosphérique et allergies pour le poumon, tabac pour l’uncomme pour l’autre, tous facteurs théoriquement « évitables »qui accélèrent le vieillissement, alors que contrairement aucerveau ces deux organes ont une évolution physiologique, onvient de le voir, plutôt favorable.

Le contexte de l’exercice maximal est particulièrementpertinent pour étudier le vieillissement car il met en jeusimultanément plusieurs fonctions vitales. Alors que les fonc-tions pulmonaires (échanges gazeux du moins) et cardiaquessemblent assez bien conservées avec l’âge, toutes les donnéestant anciennes que récentes s’accordent à montrer une dimi-nution remarquable de la consommation maximale d’oxygèneà l’exercice (VO2max) et ceci de façon très importante beau-coup plus nette que le déclin des différentes grandeurs respira-toires ou cardiaques [31]. Ainsi très schématiquement de20 et 80 ans la VO2max diminue de 10 % par décennie : elleest donc diminuée de plus de moitié entre ces deux âges, cequi est un déclin majeur comparé à ce que nous avons vupour les fonctions pulmonaires et cardiaques. Commentpeut-on expliquer un tel décalage ? Quelles leçons peut-on entirer quand aux tests d’exercice comprenant la VO2max tanten contexte cardiologique que pneumologique ?

Du fait de la rareté de la pathologie musculaire onoublie trop souvent en médecine que le muscle squelettiqueest avec le cœur et le poumon un élément essentiel à la foisde la limitation de l’exercice et du vieillissement [31]. Chezle sujet normal c’est le plus souvent un effet de fatigue mus-culaire qui entraîne l’arrêt de l’exercice maximal même si unediscrète dyspnée peut apparaître. Nous avons évoqué le« déconditionnement » au niveau cardiaque mais celui-ci estcertainement encore plus important au niveau du musclesquelettique quoique les études comparatives strictes soientrarissimes [12]. Pour le muscle squelettique il existe de trèsnombreuses données allant de l’apesanteur, au repos alité, àl’arrêt ou la reprise de l’entraînement physique qui montrentque ce déconditionnement, partiellement ou totalementréversible s’ajoute aux effets stricts de l’âge.

Parmi les concepts intéressants apparus ces dernièresannées on peut noter que la fonction musculaire est un desdéterminants majeurs de la « fragilité » du sujet âgé : plus queles supposés troubles de l’équilibre censés être responsable deschutes et des fractures liées à l’âge, c’est le vieillissement mus-culaire, éventuellement aggravé par le déconditionnement quiest tenu pour responsable [5, 32]. D’ailleurs au niveau du sys-tème nerveux central ce ne sont pas les structures liées à lafonction équilibre qui sont le plus atteintes mais celles liées àla cognition et à la mémoire [6].

Ainsi la force musculaire mesurée sur le quadriceps per-met de prédire la perte d’autonomie à 5 ans [33]. Le phéno-mène le plus marquant au niveau du muscle vieillissant est laperte de fibres musculaires ou sarcopénie [34], qui s’accompa-gne d’une diminution de synthèse des protéines [5, 11], d’unelimitation de la vasodilatation artériolaire avec diminution de

la densité capillaire [17], d’une dysfonction mitochondriale[35] avec l’importance de la catalase, une des enzymes clé duvieillissement [16, 36]. Notons que même en cas d’insuffi-sance cardiaque avec limitation de l’exercice il existe une cor-rélation inverse entre la VO2max et la densité capillaire desmuscles squelettiques, montrant l’importance des musclespériphériques dans la limitation de l’exercice [37].

Le plus grand intérêt en termes pratiques et de santépublique est la récupération fonctionnelle par la pratiquerégulière d’un exercice modéré même si chez le sujet âgé laréversibilité n’est que partielle [34, 17]. La leçon que l’on peutaussi en tirer en terme de tests d’exercice est que lorsque le testde VO2max est demandé pour discriminer entre la responsa-bilité du cœur ou du poumon dans la limitation à l’exercice,lorsque le résultat du test ne permet pas cette discrimination ilfaut s’interroger sur l’existence d’un déconditionnement mus-culaire chez un malade alité.

L’interprétation des épreuves fonctionnelles respiratoiresdu sujet âgé reste encore difficile du fait des données encoreparcellaires sur le sujet normal et du manque d’étudeslongitudinales : on ne saurait trop encourager les équipes àdévelopper ce domaine avec des études multicentriques enrô-lant des effectifs importants. La connaissance du vieillisse-ment physiologique en général est également dans ce casmalgré une accélération des travaux scientifiques sur le sujetces dernières années. La définition même de la normalité dansces domaines est difficile parce qu’évolutive en fonction dumode de vie des populations. Le vieillissement est en effet uneinteraction entre les gènes et l’environnement, celui-ci étantentendu au sens large (incluant la nutrition) : si la biologie duvieillissement est de mieux en mieux connue sur les cellules etchez l’animal il est évident que chez l’homme la méthodologiedes études permettant d’observer le vieillissement physiologi-que de façon rigoureuse doit encore progresser. Il faut en effetdistinguer vieillissement physiologique et maladies liées auvieillissement et ceci de façon pluridisciplinaire pour mieuxcomprendre et prévenir la fragilité du sujet âgé, considérédans sa globalité. C’est l’objectif que se propose un groupe derecherche récemment mis en place par la Société Américainede Gérontologie [7, 38].

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