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Physiologische Grundlagen der Alterungsprozesse
Zercur, 27.09.2013
K. Hager
Zentrum für Medizin im Alter
Diakoniekrankenhaus Henriettenstiftung
2
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
3
die Dicke der Augen-linse nimmt zu die Elastizität nimmt ab die Augenvorder-kammer wird flacher höheres Risiko eines Engwinkelglaukoms
Linsendicke und Alter
4
- 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
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
Deutschland)
Sinnesorgane
• Augen: Alterssichtigkeit, (Presbyopie), Linsentrübungen
• Ohren: Hochtonverluste (umweltabhängig)
Einige Folgen
• Verminderte Akkomodation
• Eingeschränkte Wortdiskrimination bei Hintergrundgeräuschen
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
Deutschland)
Respirationstrakt
• Abnahme der Lungenelastizität,
• zunehmende Steifheit des Brustkorbes („Altersthorax“)
Einige Folgen
• Missverhältnis zwischen Ventilation und Perfusion,
• abnehmender Sauerstoffpartialdruck im Blut
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
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
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
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
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
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
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
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
Einige physiologische Veränderungen im
Alter (Quelle: Dritter Bericht zur Lage der älteren Generation in der Bundesrepublik
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
13
Knochenabbau überwiegt zunehmend
Rückgang des trabekulären Knochens (ca. 0,7%/ Jahr)
Abnahme des kortikalen Knochens (ca.0,6%/Jahr)
höheres Frakturrisiko
Knochen und Alter
14
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
15
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)
16
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)
17
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)
19
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
21
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
22
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
25
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.
26
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)
28
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
32
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
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
37
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)
38
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
41
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)
(aus: Young A: Strength and power. In: Oxford Textbook of Geriatric Medicine, Evans G, Williams TF (eds), Oxford University Press, 1992, pp 597-601)
Rückgang der Muskelkraft ab dem 40. Lebensjahr
42
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
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Alter und Maximalleistungen
(aus: Young A: Strength and power. In: Oxford Textbook of Geriatric Medicine, Evans G, Williams TF (eds), Oxford University Press, 1992, pp 597-601)
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
– ...
49
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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