Physiologische Grundlagen der Alterungsprozesse

Physiologische Grundlagen der Alterungsprozesse

Zercur, 27.09.2013

K. Hager

Zentrum für Medizin im Alter

Diakoniekrankenhaus Henriettenstiftung

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Cornea und Alter

Corneazellen teilen sich nur noch selten nach der Geburt. Zahl und hexagonale, gleichmäßige Anordnung nehmen im Verlauf des Alterns ab

Laule et al., 1978

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die Dicke der Augen-linse nimmt zu die Elastizität nimmt ab die Augenvorder-kammer wird flacher höheres Risiko eines Engwinkelglaukoms

Linsendicke und Alter

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- eine Folge der unelastischeren Linse:

die Akkomodationsbreite nimmt ab

der Punkt des Nähesten Sehens rückt in die Ferne

„Die Arme werden zu kurz“

spürbar zirka ab 40-45 Jahren

Lesebrille

Einige physiologische Veränderungen im

Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik

Deutschland)

Allgemeine Veränderungen

• Zunahme des Körperfetts,

• Abnahme der Körperflüssigkeit

• Abnahme der Muskelmasse

• Abnahme des Grundstoffwechsels

• Abnahme der Temperaturregulation

Einige Folgen

• Volumen zur Verteilung fettlöslicher Medikamente nimmt zu und für wasserlösliche ab

• unbemerkte Unterkühlung möglich



Deutschland)

Sinnesorgane

• Augen: Alterssichtigkeit, (Presbyopie), Linsentrübungen

• Ohren: Hochtonverluste (umweltabhängig)

Einige Folgen

• Verminderte Akkomodation

• Eingeschränkte Wortdiskrimination bei Hintergrundgeräuschen



Deutschland)

Respirationstrakt

• Abnahme der Lungenelastizität,

• zunehmende Steifheit des Brustkorbes („Altersthorax“)

Einige Folgen

• Missverhältnis zwischen Ventilation und Perfusion,

• abnehmender Sauerstoffpartialdruck im Blut



Deutschland)

Herz-Kreislaufsystem

• abnehmende Anpassung der Arterien,

• zunehmender systolischer und diastolischer Blutdruck (abhängig von Umwelt und Lebensweise)

• verzögerte Blutdruckregulation,

• Einschränkung des Herzschlagvolumens

Einige Folgen

• Orthostatische Probleme,

• Belastung kann oft nur über Herzfrequenzsteigerung aufgefangen werden



Deutschland)

Bewegungsapparat

• Skelettmuskel nimmt ab,

• Bänder, Sehnen, Muskeln weniger dehnbar

• Abnahme des Mineralstoffgehaltes der Knochen

• Gelenkbeweglichkeit nimmt ab

Einige Folgen

• Geringere Beweglichkeit und Kraft

• Erhöhte Anfälligkeit für Knochenbrüche



Deutschland)

Gastrointestinaltrakt

• Mundhöhle/Zähne: Verlust

• Anzahl der Geschmacksknospen reduziert

• Magen-Darmtrakt: Sekretion der Speicheldrüsen, Magen, Pankreas nimmt ab bzw. ist verändert

Einige Folgen

• Kaufunktion eingeschränkt

• Gefahr der Fehl- und Mangelernährung



Deutschland)

Urogenitaltrakt

• Durstperzeption nimmt ab, Sättigungsperzeption zu

• Harnblase: Tonus nimmt zu, Fassungsvermögen ab

• Niere: glomeruläre Filtrationsrate nimmt ab, renaler Natriumverlust

• Prostatavergrößerung

Einige Folgen

• Erhöhte Exsikkationsgefährdung

• Häufigeres Urinieren, oft Drangzeit verkürzt

• Erhöhter Wasserverlust (Schwitzen, Diuretika)

• Mangelnde Ausscheidung einzelner Medikamente



Deutschland)

Haut • Atrophie, Schwund des subkutanen Fettgewebes • Abnahme und veränderte Struktur des kollagenen

Bindegewebes, verminderte Durchblutung der Lederhaut • verminderte Talgdrüsenaktivität • verringerte Haarstärke • Haarverlust

Einige Folgen • Verlangsamte Wundheilung • Faltenbildung • Verminderte Hautfettung • Trockene Haut

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Knochenabbau überwiegt zunehmend

Rückgang des trabekulären Knochens (ca. 0,7%/ Jahr)

Abnahme des kortikalen Knochens (ca.0,6%/Jahr)

höheres Frakturrisiko

Knochen und Alter

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Eine eingeschränkte Lungen-funktion ist mit einer höheren Mortalität bei vielen Erkrankungen assoziiert (z.B. höheres Op.-Risiko).

Nach Abschluß von Wachstum und Reife kontinuierliche Lungen-veränderungen, z.B. Abnahme der Vitalkapazität um 30 ml/Jahr (Männer) bzw. 20 ml/Jahr (Frauen).

(aus: Tockman MS: Aging of the respiratory system. In: Principles of geriatric medicine and gerontology. Hazzard WR, Andres R, Bierman EL, Blass JP (eds) McGraw-Hill, pp 499-508)

Die nach Wachstumstum erreichte Lungenfunktion bestimmt in hohem Maße, welche Werte im Alter erreicht werden.

Lunge und Altern

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Lunge und Alter -1

• die Thoraxatmung wird schwerer – die Brustwand wird steifer – die Rippenknorpel verkalken – die Atemmuskulatur wird schwächer – bei osteoporotischer Kyphose noch

mehr – die elastischen Kräfte von Thorax

und Lunge werden geringer – die Compliance der Lunge nimmt ab,

der Atemwiderstand nimmt zu – die kleinen Luftwege kollabieren bei

Exspiration frühzeitiger Closing volume - Grenze im Sitzen ca. dem 65. Lebensjahr erreicht (Ruff, Scand J Respir Dis Suppl. 1974;85:190-200)

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Lunge und Alter -2

• Bronchiolen/Alveolen

– Bronchiolen und Alveolen werden weiter

– die Zahl der Alveolen nimmt ab

• weniger Gasaustauschfläche

– der arterielle PO2 fällt ab (70 jähriger ca. PO2 = 70 mm Hg – ca. 1 mmHg/pro Jahr)

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Lunge und Alter -4

• die Chemorezeptoren im Atemzentrum reagieren schlechter auf Hypoxie und Hyperkapnie

– geringerer Atemantrieb

– gel. Cheyne Stokesche Atmung

• geringere mucoziliäre Clearance – die Abwehr von eindringenden

Keimen nimmt ab

– Risiko von Pneumonien steigt

– auch durch geringere Hustenstärke, Zilienbeweglichkeit usw.

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Muskel, Knochen

• Rückgang der Muskelkraft ab dem 40. Lebensjahr

• Männer ca. 20% kräftiger (höhere Reservekapazität)

• Bänder, Sehnen weniger dehnbar

• Abnahme des Mineralstoffgehaltes der Knochen und der Gelenkbeweglichkeit

• geringere Beweglichkeit und Kraft von Armen und Beinen

• erhöhte Anfälligkeit für Knochenbrüche

Muskel

(aus: Young A: Strength and power. In: Oxford Textbook of Geriatric Medicine, Evans G, Williams TF (eds), Oxford University Press, 1992, pp 597-601)

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Muskulatur – Qualität und Quantität

Muskulatur – Qualität und Quantität

• „Sarkopenie“

• Osteoporose

Muskel

20

„Wer rastet, der rostet“ Aktivitätsveränderungen und funktionale Beeinträchtigungen über

16 Jahre

Berk et al., 2006

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Rückgang des Nierengewichts (von 270 auf

ca. 180g)

Verlust an Glomerula/ Nephrone

Rückgang des renalen Plasmaflusses (von 600 auf

300 ml/min)

Rückgang der glomerulären Filtrationsrate (ca.

8ml/min/1,72 m2 KOF und Lebensdekade)

J. Gerontol. 31 (1976) 155

Die Nierenfunktion nimmt im Alter ab: "Sie müssen viel

trinken"

Querschnittsstudie

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Lindeman et al. (1985) JAGS 33:278-285

254 "normale" Probanden - Abnah-me der Creatinin-Clearance um 0,75 ml/min/Jahr 1/3 unverändert 1/3 gering 1/3 stark

Rückgang der Nierenfunktion im Alter

interindividuelle Unterschiede

Längsschnittsstudie

23

Lindeman et al. (1985) JAGS 33:278-285

Die durch Krankheit u.ä. geprägten Änderungen der Nierenfunktion können größer sein als die „normalen Veränderungen im Verlauf des Alterns.

Rückgang der Nierenfunktion im Alter

intraindividuelle Unterschiede

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Div. physiologische Parameter

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Age Explorer® www.age-explorer.de, Fa. Meyer Hentschel

• nachlassendes Hörvermögen • verändertes Farbensehen • Blendempfindlichkeit • Alterssichtigkeit • Einschränkungen des

Gesichtsfeldes • nachlassende Kraft und Ausdauer • verringerte Beweglichkeit der

Gelenke • speziell im Bereich der Hände:

– nachlassende Sensibilität der Haut,

– reduzierte Fingerfertigkeit, – Schmerzen, – Kraftverlust.

http://www.age-explorer.de/



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Altern Hyperpara. Abfall der Geschlechtshormone ++ ++ andere Hormone (z.B. STH) ++ ++ Red. körperliche Tätigkeit, Inaktivität + + geringere Vit.D/Kalziumaufnahme + + erhöhtes Parathormon + +++++++ verminderte Osteoblastenaktivität ++ ++ vermehrte Osteoklastenaktivität ++ ++ geringere Proteinsynthese + + genetische Faktoren ++ ++ maximale Knochendichte in der Jugend +++ +++

Einflüsse auf die Knochendichte im Alter und bei Erkrankungen (geschätzt)

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Wann ist man „alt“?

• Biologisches Alter

• Kalendarisches Alter

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Zusammenfassung -1 • Altern beginnt streng genommen ab der Geburt

• Manifestation i. d. R. nach der Reifung (Seneszenz)

• Zirka 0,5-1,5% Abnahme in komplexen physiologischen Systemen pro Jahr (vom 30. bis zu 70. Lebensjahr)

• Veränderungen im höheren Alter rascher

• Jedoch: – große Unterschiede je nach Organsystem

– die Organe altern auf ihre Weise (Corneazellen, Nieren)

– große interindividuelle Unterschiede

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Biologische Redundanz und Alter

Physiologische Leistungsfähigkeit

Alter

Störungen der

Homöostase

Geriatrie

zur Alltagsbewältigung

notwendige Leistungsfähigkeit

1

2

34

30

Physiologische Reserve – Schematischer Verlauf zu Funktionseinschränkungen und Behinderungen

jünger älter

Ph

ysio

logi

sch

e R

ese

rve

Zeit

Hüftfraktur

Lungenentzündung

Herzinfarkt

Funktions-

einschränkungen

Behinderungen

31

Ausgewählte Diagnosen im Alter

Quelle:Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik Deutschland: Alter und Gesellschaft, 2001

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Mobilität im Dritten und Vierten Alter 65-79 Jahre 80-94 Jahre

Gehen ohne Schwierigkeiten

Männer 100% (117) 100% (71)

- weniger als 100 m

- zwischen 100 m und 500 m

- zwischen 500 m und 1 km

- mehr als 1 km

4,3%

8,5%

10,3%

76,9%

12,9%

21,4%

21,4%

44,3%

Frauen 100% (115) 100% (89)

- weniger als 100 m

- zwischen 100 m und 500 m

- zwischen 500 m und 1 km

- mehr als 1 km

5,3%

12,3%

19,3%

63,1%

30,4%

34,8%

14,6%

20,2%

Hieber, Oswald, Rott & Wahl, 2006, aus einem Diavortrag von Rott, Heidelberg

Funktionsverluste (Steinhagen-Thiessen et al.)

Hilfebedürftig (70-84 J.):

beim Einkaufen 19-27%

bei Transport 18-23%

beim Baden/Duschen 8-9%

beim Treppensteigen 3-8%

beim Spazierengehen 5-6%

beim Anziehen 3-5%

auf Toilette 1-2%

Deutliche Sensorische Behinderung (70-84 J.): Sehen 19-21%

Hören 14-15%

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Kognitive Parameter und Alter

http://images.google.de/imgres?imgurl=http://www.youcanstaysharp.com/fileadmin/user_upload/decline_in_concentration_and_mental_flexibility_with_age.jpg&imgrefurl=http://www.youcanstaysharp.com/&usg=__ZyV7ZKEAXvPukWzeuMoiHoLZX28=&h=283&w=398&sz=25&hl=de&start=12&um=1&tbnid=xjZhZTGXAnyVuM:&tbnh=88&tbnw=124&prev=/images%3Fq%3Dflexibility%2Bage%26hl%3Dde%26rlz%3D1B3GGGL_deDE213DE267%26sa%3DN%26um%3D1

Aufmerksamkeit und Konzentration

Problemlösungsgeschwindigkeit

Gehirn

35

Lebensalter und geistige Produktivität

Gehirn

36

Costa et al., 1986

Einige Eigenschaften

sind im Verlauf des

Alterns recht konstant.

So verändern sich z.B.

Grundzüge der

Persönlichkeit kaum.

Persönlich-keitszüge und Alter

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Betrachtungsmodelle für das Altern • Defizitmodelle

– Abbau der Funktionsfähigkeit

• Phasen und Verlaufsmodelle – neue Muster des Erlebens

und Denkens im Alter

• Wachstumsmodelle – Alter bietet Chance zu neuer

Entwicklung

• Coping-Modelle – besonders Prozesse der

Anpassung an das Alter

• “Erfolgreiches Altern”

Lebenstreppe, Chromo-Lithographie der Fa. May (Dresden) um 1900 (http://www.uni-

hildesheim.de/psychologie/materialien/CD_Psychologie/Materialsammlung_Psychologie/Lebenstreppe.html)

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Standsicherheit im Alter (nach Sheldon, 1963)

Kompensation:

•Training

•Verhaltens-weisen

•Hilfsmittel

•Hilfspersonen

Adaptation:

•Wohnraum-umgestaltung

•usw.

Hannover, MHH 39

Stimme • langsame Entwicklung

(„1%/Jahr“)

• die Kraftentwicklung im Brustraum vermindert

• Vitalkapazität der Lungen wird geringer

• Bauchpresse schwächer

• Stimmbänder weniger straff

• usw.

leisere, weniger klare, vielleicht zittrige Stimme

„Schwindel“ im hohen Alter

„Schwindel“

Mangel an Kraft

Gleichgewichts-sinn

eingeschränkt Blutdruckregulation

vermindert

Durchblutungsstö-rungen im Gehirn

Medikamente?

Angst vor Stürzen

Erkrankungen

schlechteres Sehen

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Muskelkraft erreicht einen Punkte, an dem alltägliche Aktivitäten (Aufstehen aus Stühlen, Treppensteigen) schwierig werden.

Kompensation durch Hilfsmuskulatur (z.B. Arme beim Aufstehen, Hilfspersonen),

Hilfsmittel (z.B. Armlehnen, Sitzkissen-Sitzfläche-geringere Kraft)

Adaptation der Umwelt (z.B. Treppengeländer)


Rückgang der Muskelkraft ab dem 40. Lebensjahr

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Psychosoziale Anpassungsvorgänge im Verlauf des Alterns

1) Anpassung - an körperliche Veränderungen, Veränderung von

Zielen, Ansprüchen, Erwartungen

2) Optimierung – Stärkung und Nutzung vorhandener, verbliebener

Ressourcen

3) Kompensation – Schaffung neuer Fertigkeiten, Training,

Verhaltenslücken schließen

n. Dia von Hautzinger, Tübingen

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Organe und Leistungen in unterschiedlichem Ausmaß trainierbar

mit Training kann der Rückgang einiger Leistungen im Alter kompensiert oder überkompensiert werden

auch trainierte Personen erleben alternsabhängige Veränderungen

John Turner, 67 Jahre, Psychiater Titelblatt "The Gerontologist", 34/6 (1994)

Training

44

Training der Muskulatur

45

Alter und Maximalleistungen


Britische Rekordhalter über 12h Radfahren

46

Zusammenfassung -2 • Altern auf allen Organisationsstufen des Organismus, vom

Organ bis zum Molekül – (Altern universell)

• Physiologische Veränderungen im Alter deshalb multifaktoriell (monokausale Veränderungen in der Regel Krankheiten, „normales“ Altern - ein „bißchen“ von vielen Ursachen)

• „successful aging“ – Altern gleichmäßig ohne Schrittmacher durch ein Organsystem (100jähriger: ganz gesund bin ich nicht aber ganz krank auch nicht)

• Der Organismus reagiert auf Alternsveränderungen mit den zur Verfügung stehenden Mitteln.

• Altern – ein kontinuierlicher biologischer und psychosozialer Anpassungsvorgang („Biomorphose des Alterns“, Max Bürger)

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Zusammenfassung -3

• Kompensationsfähigkeit von Störungen sinkt

• Risiko von Erkrankungen/Komplikationen steigt exponentiell an (Multimorbidität)

• „das schwächste Glied reißt zuerst“ (z.B. Verwirrtheit bei Pneumonie)

• Risiko von Fähigkeitsstörungen und Beeinträchtigungen steigt ebenso an

• „erfolgreiches“ Altern, wenn alle Organe im „Gleichschritt“

• mehrere Bereiche betroffen, nicht nur umgrenzte Symptome, sondern „funktionelle Syndrome“ (z.B. „4 Is“: Instabilität, Inkontinenz, Intellektueller Abbau, Immobilität)

• Risiko zu sterben steigt exponentiell an

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„Phänotyp“ des alten Menschen

• „Primäre“ Alternsveränderungen

• „Sekundäre“ Alternsveränderungen

– Lebensumstände

– Risikofaktoren

– Training

– Krankheiten

– ...

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Die Vit. D-Konzentration nimmt mit zunehmendem Alter ab

das Ausmaß ist abhängig von den Lebensumständen

(aus: Raisz L, Pilbeam CC: Osteomalazia. In: Oxford Textbook of Geriatric Medicine, Evans G, Williams TF (eds), Oxford University Press, 1992, pp 411-415)

Kontrollen

alt, gesund zuhause

Altenwohn- heim

alt, krank, immobil Pflegeheim

alte Probanden: 65-80 Jahre Vitamin D im Alter

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Wichtige Veränderungen sind:

Anstieg des Gesamt- und LDL-Cholesterins in den westlichen Industrieländern

Anstieg vom 15. bis zum 70 Lebensjahr, danach wieder ein geringer Abfall

Anstieg von 160 auf 210 mg/dl bei Männern

Anstieg von 160 auf 230 mg/dl bei Frauen

(aus: Miller NE: Aging and plasma lipoproteins. In: Principles of geriatric medicine and gerontology. Hazzard WR, Andres R, Bierman EL, Blass JP (eds) McGraw-Hill, pp 499-508)

In "primitiven" Kulturen (z.B. Neu Guinea, Tarahumara Indianer, Nomaden aus Kenya u.a.) fehlt dieser Anstieg des Gesamt- und LDL-Cholesterins.

Werte von 777 Eingeborenen von Neu Guinea; Goldrick et al., 1970

Cholesterin und Alter - Einfluß der Lebensumstände

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Operationsmortalität (%) und ASA-Klasse

Alter I II III IV V

1-30 6 8 22 28 36

31-50 2 11 25 37 25

51-70 1 8 29 39 23

>70 0 5 25 45 25

Nach: Marx et al., 1973

Schwere der Grundkrankheit

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Zusammenfassung -4

• Primär bestimmen Krankheiten, Lebensumstände usw., nicht das (kalendarische) Alter, die Möglichkeiten von Interventionen (medizinisch, pharmakologisch) oder den Verlauf von Erkrankungen – „Alter alleine ist keine

Kontraindikation“

– „Der Mensch ist selten zu alt - aber evtl. zu krank für Operationen, diagnostische Maßnahmen usw.“

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Auseinandersetzung mit dem Altern

• Altern ist so vielfältig wie die Menschen, auch die Auseinandersetzung mit dem Altern.

• Altern ist ein Prozess, mit dem wir uns (z.T. unmerklich) unser gesamtes Leben lang auseinandersetzen. – Defizite/Verluste, Kompensation, Adaptation, Training, andere

Ziele/Erwartungen

• Die Umwelt/Gesellschaft kann es den Menschen erleichtern, sich mit den Veränderungen zu arrangieren.

• Bei vielen Menschen gelingt der Ausgleich zwischen Möglichkeiten und Ansprüchen.

• Wem es gelingt und wer eine positive Wahrnehmung besitzt lebt besser und länger.

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