★ À maîtriser
📐 Formule - L’équation de Fick s’écrit .
Chez une personne sédentaire, la VO₂max diminue d’environ 10 % par décennie après 30 ans, et plus rapidement après 70 ans ; le déclin est plus lent chez les personnes actives.
La baisse de VO₂max liée à l’âge est principalement limitée par la diminution de la fréquence cardiaque maximale et du volume d’éjection à l’effort, qui réduit le débit cardiaque maximal, puis par la perte de masse musculaire et la diminution de l’extraction d’O₂.
Compléments
La marche consomme environ 10 à 15 mL·kg⁻¹·min⁻¹, et les activités de la vie quotidienne deviennent difficiles à réaliser seul lorsque la VO₂max passe sous 15 à 18 mL·kg⁻¹·min⁻¹.
Paterson et al. (1999), dans Med Sci Sports Exerc, et Fleg et al. (2005), dans Circulation, sont cités à propos des repères de VO₂max.
Chez le sujet sain, les poumons limitent peu la VO₂max, mais le coût ventilatoire de l’effort augmente avec l’âge.
Vieillissement cardiovasculaire et musculaire → baisse de VO₂max
★ À maîtriser
📌 Le cœur droit reçoit le sang pauvre en O₂ et l’envoie vers les poumons, tandis que le cœur gauche reçoit le sang oxygéné et l’éjecte dans l’aorte.
📌 La pression artérielle systolique est la pression maximale lors de la contraction du ventricule gauche, tandis que la pression artérielle diastolique est la pression résiduelle lors de son relâchement.
Compléments
📐 Formule - La pression pulsée est égale à la pression artérielle systolique moins la pression artérielle diastolique : .
📐 Formule - Le volume d’éjection systolique est la différence entre le volume télédiastolique et le volume télésystolique : ; chez l’adulte jeune, ces volumes sont d’environ 120 mL et 50 mL, soit un VES d’environ 70 mL.
📐 Formule - La fraction d’éjection est le rapport du volume d’éjection systolique au volume télédiastolique : ; elle est d’environ 60 % chez l’adulte jeune.
★ À maîtriser
Avec l’âge, les artères deviennent plus larges, plus longues et tortueuses, et leur paroi s’épaissit au niveau de l’intima et de la média.
Les modifications microscopiques comprennent :
📌 La compliance artérielle correspond au rapport de la variation de volume à la variation de pression, tandis que la distensibilité est la compliance rapportée au volume de l’artère.
📌 La rigidité artérielle diminue la compliance et la distensibilité ; la dysfonction endothéliale associe une baisse des substances vasodilatatrices, notamment le monoxyde d’azote et la prostacycline, à une hausse des substances vasoconstrictrices, notamment l’endothéline et l’angiotensine II.
Compléments
Le nombre de capillaires diminue avec l’âge, phénomène appelé raréfaction capillaire.
La glycation correspond à la fixation de sucres sur des protéines, notamment le collagène ; elle rigidifie le collagène et nuit à son renouvellement, et elle est accentuée par une glycémie élevée en permanence, comme dans le diabète.
📌 Chez une même personne âgée, l’os peut être déminéralisé par ostéoporose ou carence en calcium tandis que les artères présentent des dépôts de phosphate de calcium, et des calculs rénaux peuvent aussi apparaître.
L’aorte souple agit comme un ballon qui amortit la poussée, l’aorte rigide comme un tuyau dur qui la transmet.
★ À maîtriser
L’âge est le principal facteur de risque des maladies cardiovasculaires, et la fragilité est associée à un risque cardiovasculaire plus élevé.
Les modifications structurelles comprennent : une hypertrophie de la paroi du ventricule gauche et du septum, une diminution du nombre de cardiomyocytes, qui deviennent plus volumineux, une fibrose liée à l’augmentation du collagène, une dilatation de l’oreillette gauche, une calcification des valves, notamment aortique
Le ventricule gauche se relâche moins bien et se remplit plus lentement ; l’oreillette gauche compense par une contraction plus importante.
Les modifications structurelles, fonctionnelles, cellulaires et génétiques du cœur vieillissant s’associent et diminuent la réponse à l’effort.
Compléments
Le score moyen de risque de Framingham à 10 ans indiqué est de 14,3 % chez les robustes, 15,3 % chez les pré-fragiles et 16,1 % chez les fragiles.
Avec l’âge, la masse du cœur augmente légèrement, d’environ 1 à 1,5 g par an.
Dans les cardiomyocytes vieillissants, l’apoptose réduit leur nombre, les cardiomyocytes restants s’hypertrophient, les mitochondries deviennent moins efficaces et la gestion du calcium ralentit, ce qui retarde la relaxation.
Les changements du tissu de soutien comprennent :
Le vieillissement cardiaque s’accompagne d’un raccourcissement des télomères et de lésions de l’ADN, conduisant à la sénescence cellulaire.
Télomères raccourcis et lésions de l’ADN → sénescence cellulaire
★ À maîtriser
📐 Formule - La fréquence cardiaque maximale estimée selon la formule de Tanaka est . - Tanaka et al., J Am Coll Cardiol, 2001
Compléments
Avec l’âge, le remplissage du ventricule ralentit d’environ 35 %.
À l’effort, la personne âgée présente une moindre augmentation du volume d’éjection et une adaptation plus lente, nécessitant un échauffement plus long.
Les facteurs favorisants sont : un baroréflexe émoussé, la rigidité artérielle, la déshydratation, certains médicaments, notamment les antihypertenseurs et les diurétiques
Pour limiter le risque lié à l’hypotension orthostatique, il faut s’asseoir au bord du lit avant de se lever et surveiller les vertiges, la pâleur ou le malaise.
Chez la femme, la pression artérielle systolique augmente plus tôt et plus vite au cours de la vie que ne le suggère l’évolution décrite pour les hommes. - Ji et al., JAMA Cardiol, 2020
Chez les femmes sédentaires, la rigidité artérielle s’accentue après la ménopause. - Weiss et al., 2006
Après 80 ans, l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée touche environ 13,5 % des femmes contre 10,6 % des hommes.
Aux grands âges, la consommation maximale d’oxygène décline plus vite chez l’homme, ce qui réduit l’écart entre les sexes.
★ À maîtriser
La prévalence de l’hypertension artérielle augmente fortement avec l’âge.
Une pression artérielle élevée contraint le ventricule gauche à pousser plus fort, l’épaissit, puis peut rendre son remplissage difficile et conduire à une décompensation cardiaque.
📌 L’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée est définie par une fraction d’éjection d’au moins 50 %, tandis que celle à fraction d’éjection réduite correspond à une fraction d’éjection d’au plus 40 %. - Société européenne de cardiologie, ESC Guidelines, 2021
Compléments
L’hypertension artérielle systolique isolée représente moins de 20 % des cas avant 40 ans et plus de 80 % après 70 ans.
Un caillot formé sur une plaque d’athérosclérose peut obstruer brutalement une artère et provoquer un infarctus du myocarde ou un accident vasculaire cérébral.
Un rétrécissement aortique calcifié peut conduire à l’insuffisance cardiaque par un mécanisme similaire à celui de l’hypertension.
L’insuffisance cardiaque est la première cause d’hospitalisation après 65 ans.
Les signes comprennent :
Dans l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée, le ventricule est épaissi et rigide, ce qui gêne son remplissage.
Dans l’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection réduite, le ventricule est affaibli et dilaté et éjecte mal.
L’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection préservée est la forme la plus fréquente chez la personne âgée, surtout chez la femme, et elle est associée à l’hypertension artérielle et au rétrécissement aortique.
L’insuffisance cardiaque à fraction d’éjection réduite survient le plus souvent après un infarctus, mais peut aussi être liée à une cardiomyopathie sans cause retrouvée.
Les signes de décompensation comprennent : (McDonagh et al., 2021) :
Pression élevée → ventricule épaissi → remplissage difficile → décompensation
★ À maîtriser
L’exercice ne réduit pas l’épaisseur intima-média de la carotide chez les personnes actives et n’inverse pas le remodelage structurel des artères lié à l’âge. - Vaitkevicius et al., 1993
L’exercice améliore la fonction endothéliale, notamment la vasodilatation. - Nystoriak & Bhatnagar, 2018
📌 En cas d’hypertension, l’exercice aérobie recommandé est d’intensité modérée, soit 40 à 60 % de la consommation d’oxygène de réserve, pendant au moins 30 minutes par jour la plupart des jours. - ACSM
📌 L’hypertrophie du cœur entraîné résulte de surcharges intermittentes, conserve le nombre de cardiomyocytes et préserve ou améliore la fonction contractile, tandis que le remodelage du cœur vieilli ou hypertendu résulte d’une surcharge de pression permanente, avec moins de cardiomyocytes, fibrose et rigidité. - Nystoriak & Bhatnagar, Front Cardiovasc Med, 2018
Compléments
Chez les athlètes d’endurance âgés, la rigidité artérielle est moindre, avec une vitesse de l’onde de pouls et une pression artérielle systolique plus basses. - Seals et al., 1999
Après la ménopause, la rigidité artérielle augmente chez les femmes sédentaires mais pas chez les femmes entraînées. - Seals et al., 1999
Le potentiel de coagulation diminue après 9 à 36 mois d’entraînement aérobie. - Ashor et al., 2015
Dix jours d’entraînement augmentent la consommation maximale d’oxygène, mais n’améliorent ni la fonction endothéliale ni la rigidité artérielle. - Baynard et al., 2009
Il faut au moins 10 semaines d’entraînement pour améliorer la fonction endothéliale. - Spina et al., 2004
Une marche rapide suffit à améliorer la fonction endothéliale, tandis qu’un exercice trop intense pourrait réduire le bénéfice par le stress oxydatif. - O’Keefe et al., 2012
L’entraînement du cœur sportif est associé à de meilleures fonctions systolique et diastolique, à une hausse du débit cardiaque et à une baisse du risque d’arythmie. - Fagard, 2001
Trois à cinq séances d’exercice par semaine abaissent la pression artérielle de 3,4/2,4 mmHg en moyenne. - Hardy et al., 2015
Sportif : surcharge intermittente et fonction préservée ; cœur vieilli : surcharge permanente et fibrose
★ À maîtriser
📌 En cas de douleur thoracique, d’essoufflement inhabituel, de malaise ou de palpitations, il faut arrêter l’activité et alerter.
Compléments
Le kinésithérapeute assure la réadaptation cardiaque par le réentraînement à l’effort et surveille la fréquence cardiaque, l’échelle de Borg et les signes d’alerte.
L’ergothérapeute accompagne la reprise des activités quotidiennes, l’économie d’énergie, l’organisation des tâches et l’aménagement visant à limiter les efforts inutiles.
Après un accident vasculaire cérébral, l’orthophoniste intervient pour l’aphasie et les troubles de la déglutition.
Après un accident vasculaire cérébral, l’orthoptiste intervient pour les troubles du champ visuel et de l’oculomotricité.
★ À maîtriser
La respiration apporte l’O₂ au sang et élimine le CO₂ grâce à la ventilation alvéolaire, à la diffusion des gaz à travers la paroi alvéolo-capillaire et à la perfusion sanguine des capillaires pulmonaires.
À l’inspiration, le diaphragme et les intercostaux externes augmentent le volume thoracique, ce qui abaisse la pression alvéolaire et fait entrer l’air selon la loi de Boyle.
📌 Le rapport de Tiffeneau est le volume expiré en une seconde divisé par la capacité vitale et il est abaissé en cas d’obstruction, notamment sous le seuil de 0,7.
Compléments
📌 Au repos, l’expiration est passive et résulte du relâchement des muscles inspiratoires, tandis que l’effort et la toux mobilisent les muscles expiratoires, notamment les abdominaux et les intercostaux internes.
Ventiler, diffuser, perfuser : l’air se renouvelle, les gaz traversent, le sang circule.
★ À maîtriser
La calcification des cartilages costaux et des articulations costo-vertébrales réduit la mobilité et la compliance de la cage thoracique avec l’âge.
L’atrophie des muscles respiratoires, liée notamment à la sarcopénie et à la dénutrition, réduit la force respiratoire et les réserves ventilatoires.
Compléments
La fonction pulmonaire atteint son maximum vers 20-25 ans, puis décline lentement à partir du début de l’âge adulte, avec un déclin visible vers 50 ans.
La cyphose dorsale et le tassement des disques contribuent à donner au thorax âgé une forme en tonneau, et l’ostéoporose peut aggraver cette évolution par des fractures vertébrales.
Sur 100 radiographies de personnes âgées de 75 à 93 ans, 25 % montraient une cyphose sévère liée à des fractures vertébrales et 43 % une cyphose modérée (Edge et al., 1964). - Br J Radiol
Les pressions inspiratoire et expiratoire maximales sont corrélées à la masse maigre; la dénutrition réduit la force respiratoire et la ventilation maximale.
La cyphose et la distension thoracique aplatissent le diaphragme, et un muscle raccourci produit moins de force selon la relation longueur-force.
Sarcopénie et dénutrition → diaphragme plus faible → toux moins efficace.
★ À maîtriser
Avec l’âge, les petites bronches perdent leur soutien élastique et se ferment plus tôt à l’expiration, tandis que les canaux alvéolaires se dilatent.
La surface alvéolaire diminue d’environ 75 m² à 30 ans à environ 60 m² à 70 ans.
Le volume expiratoire maximal en une seconde et la capacité vitale diminuent progressivement avec l’âge, tandis que le volume résiduel et la capacité résiduelle fonctionnelle augmentent.
La perte de recul élastique pulmonaire déplace l’équilibre poumon-thorax vers un volume plus élevé et augmente ainsi la capacité résiduelle fonctionnelle.
Compléments
Avec l’âge, les fibres élastiques pulmonaires se réorganisent et se fragmentent, l’élasticité diminue et le réseau capillaire pulmonaire se raréfie.
La capacité pulmonaire totale reste à peu près stable avec l’âge, et le rapport VEMS/CV diminue légèrement même en l’absence de maladie.
Les petites voies aériennes peuvent se fermer en respiration calme dès environ 65 ans en position assise, et plus tôt en position couchée, piégeant de l’air et augmentant le volume résiduel.
La fermeture précoce des petites voies aériennes, la faiblesse des muscles expiratoires et la rigidité thoracique contribuent à augmenter le volume résiduel et à réduire la capacité vitale, alors que la capacité pulmonaire totale reste stable.
Le poumon se rétracte moins, le thorax s’expanse moins : l’équilibre se déplace vers un volume plus élevé.
★ À maîtriser
Chez les personnes âgées, la réponse de la commande ventilatoire diminue d’environ 50 % face à l’hypoxie et de 60 % face à l’hypercapnie.
Une perception réduite de la gêne peut rendre l’hypoxémie silencieuse; lors d’une pneumopathie, une hausse de la fréquence respiratoire ou une confusion peuvent être les premiers signes.
Le vieillissement seul ne provoque pas de dyspnée au repos; toute dyspnée doit donc être explorée.
Le tabac est le principal facteur de la bronchopneumopathie chronique obstructive; la pollution et les expositions professionnelles sont également des facteurs mentionnés.
Compléments
Au repos, la ventilation-minute reste comparable à celle d’un adulte jeune, mais le volume courant diminue et la fréquence respiratoire augmente avec l’âge.
Dans les données comparant les 22-30 ans aux 64-73 ans, la réponse ventilatoire à l’hypoxie est de 40,1 ± 4,7 contre 10,2 ± 1,2 L/min, et celle à l’hypercapnie de 3,4 ± 0,5 contre 2,0 ± 0,2 L/min par mmHg. - Kronenberg & Drage, J Clin Invest, 1973
Les échelles utiles pour évaluer la dyspnée comprennent l’échelle du Medical Research Council, graduée de 0 à 4, et l’échelle de Borg modifiée, graduée de 0 à 10 pour l’intensité de l’essoufflement pendant l’effort.
La sénescence cellulaire et l’inflammation chronique participent à la bronchopneumopathie chronique obstructive, décrite comme un modèle de vieillissement accéléré du poumon.
Les conséquences comprennent :
★ À maîtriser
L’activité physique ne rajeunit pas le poumon, mais préserve la réserve pulmonaire et améliore la tolérance à l’effort.
Dans la cohorte anglaise English Longitudinal Study of Ageing, rester actif ou le devenir était associé, après 8 ans, à une capacité vitale forcée et à un volume expiré en 1 seconde plus élevés. - O’Donovan & Hamer, The association between leisure-time physical activity and lung function in older adults: ELSA, 2018
Compléments
L’étude anglaise a suivi 2 966 participants âgés de 63 ± 7 ans entre 2004-2005 et 2012-2013, avec mesure de l’activité par entretien et de la fonction pulmonaire par spirométrie. - O’Donovan & Hamer, The association between leisure-time physical activity and lung function in older adults: ELSA, 2018
Par rapport aux personnes restées inactives, les personnes restées actives avaient un rapport de cotes de 0,31 pour une capacité vitale forcée anormale (IC à 95 % : 0,17-0,55) et de 0,43 pour un volume expiré en 1 seconde anormal (IC à 95 % : 0,26-0,72). - O’Donovan & Hamer, The association between leisure-time physical activity and lung function in older adults: ELSA, 2018
Chez 69 personnes âgées d’au moins 65 ans vivant à domicile, une toux réduite était associée à moins de temps consacré à une activité physique modérée à vigoureuse. - Kaneko et al., Relationship of cough strength to respiratory function, physical performance, and physical activity in older adults, 2019
Chez les personnes âgées étudiées par Kaneko et al. (2019), le débit de pointe à la toux était lié au volume pulmonaire et à la force inspiratoire. - Relationship of cough strength to respiratory function, physical performance, and physical activity in older adults
Chez deux groupes de 13 femmes d’environ 64 ans, l’entraînement avec un dispositif à résistance respiratoire a amélioré le débit expiratoire de pointe et la ventilation volontaire maximale. - Watsford & Murphy, The effects of respiratory-muscle training on exercise in older women, 2008
Activité physique → réserve préservée et meilleure tolérance à l’effort
★ À maîtriser
Compléments
L’ergothérapeute propose l’économie d’énergie, le positionnement, l’organisation des activités et des aides techniques pour limiter l’essoufflement.
L’orthophoniste intervient sur les troubles de la déglutition pour prévenir les pneumopathies d’inhalation, et peut aussi travailler la voix et le souffle.
★ À maîtriser
📌 Avec l’âge, une fréquence respiratoire légèrement accrue et une pression artérielle en oxygène légèrement diminuée peuvent être attendues au repos, tandis qu’une dyspnée de repos, une saturation basse ou une cyanose doivent alerter.
📌 Un essoufflement lors d’efforts importants peut être attendu avec l’âge, tandis qu’une dyspnée lors d’efforts modestes ou récemment aggravée doit alerter.
Compléments
Une toux moins efficace peut accompagner le vieillissement, tandis que des pneumopathies répétées ou une toux pendant les repas doivent alerter.
À l’effort, une fréquence cardiaque maximale diminuée et une adaptation plus lente peuvent accompagner l’âge, tandis qu’un essoufflement disproportionné, des palpitations ou un pouls irrégulier doivent alerter.
Une adaptation un peu plus lente au changement de position peut accompagner l’âge, tandis que des vertiges, une hypotension orthostatique ou une chute doivent alerter.
Essoufflement à l’effort important attendu ; dyspnée au repos alarmante
| Mesure | Artère souple | Artère rigide |
|---|---|---|
| Pression systolique | 120 mmHg | 155 mmHg |
| Pression diastolique | 80 mmHg | 75 mmHg |
| Pression pulsée | 40 mmHg | 80 mmHg |
| Forme | Fraction d’éjection | Mécanisme | Association ou cause |
|---|---|---|---|
| Préservée | ≥ 50 % | Ventricule épaissi et rigide, remplissage difficile | Fréquente chez la personne âgée, surtout la femme ; hypertension ou rétrécissement aortique |
| Réduite | ≤ 40 % | Ventricule affaibli et dilaté, éjection insuffisante | Le plus souvent après un infarctus ; parfois cardiomyopathie sans cause retrouvée |
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1. Lors d’un effort maximal, le débit cardiaque maximal d’une personne est de 18 L/min et sa différence artério-veineuse en O₂ de 150 mL d’O₂ par litre de sang. Selon l’équation de Fick, quelle est sa VO₂max ?
2. Chez une personne vieillissante, quelle combinaison explique principalement la baisse de VO₂max à l’effort ?
Mémorisez les concepts clés de PHYSIOPATH Vieillissement CM2 avec 10 flashcards interactives.
Que mesure la consommation maximale d’oxygène et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?
La quantité maximale d’O₂ prélevée, transportée et utilisée par unité de temps, en mL·kg⁻¹·min⁻¹.
Quelle équation relie la VO₂max aux composantes du débit cardiaque selon Fick ?
Quel sang le cœur droit reçoit-il et où l’envoie-t-il ?
Il reçoit le sang pauvre en O₂ et l’envoie vers les poumons.
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