Dissertations / Theses on the topic 'Acides gras saturés – Effets physiologiques'

Le métabolisme et les fonctions des acides gras saturés (AGS) sont encore peu connus. Il est donc nécessaire de les étudier individuellement pour accroitre les connaissances les concernant. Parmi eux, nous nous intéressons à l’acide myristique, régulateur de plusieurs voies métaboliques par sa faculté à acyler les protéines. Pour approfondir les connaissances sur les effets des AGS et de l’acide myristique sur l’organisme, des expérimentations physiologiques et moléculaires ont été mises en place. Les AGS alimentaires, apportés en excès, sont réputés néfastes pour la santé car ils sont corrélés positivement à la mortalité due aux maladies cardiovasculaires. Cependant, à dose modérée, aucune relation négative n’est observée. Nous montrons que des régimes enrichis avec du beurre (qui apporte des doses modérées en AGS) diminuent la cholestérolémie chez le rat, comparés à des régimes avec de l’huile d’olive. De plus, le beurre améliore la biodisponibilité des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6 des tissus de rats. L’acide myristique est capable de réguler divers mécanismes cellulaires par sa fonction de myristoylation. Nous avons évalué son impact dans le métabolisme des sphingolipides en étudiant la dihydrocéramide 4-désaturase (DES) des hépatocytes de rats et avons montré que seul l’acide myristique augmente l’activité de l’enzyme native, probablement via sa myristoylation, ayant pour conséquences d’induire l’apoptose. Nous avons ensuite découvert la myristoylation d’une enzyme impliquée dans le système ubiquitine-protéasome : l’E3 ligase Mahogunin ring finger 1 (MGRN1). Il en existe 2 isoformes chez le rat qui sont toutes les deux myristoylées. L’étude de l’effet de la myristoylation sur la fonctionnalité de MGRN1 est encore préliminaire, mais elle influencerait sa localisation subcellulaire. Les résultats obtenus montrent donc l’importance des AGS et l’acide myristique dans des voies indispensables de régulations cellulaires
The physiological and cellular metabolism and functions of the saturated fatty acids are not yet wellknown. Therefore, it is necessary to study saturated fatty acids separately to improve the knowledge about them. Among them, we are particularly interested in studying myristic acid, which is able to regulate several metabolic pathways by acylating proteins. This is the N-terminal myristoylation. To study thoroughly the effects of saturated fatty acids and myristic acid on the organism, physiological and molecular experiments have been realized during this thesis. The first epidemiological studies described in the literature showed that dietary saturated fatty acids, supplied in excess, had negative effects for health because they were positively correlated with the increase of the mortality due to the cardiovascular diseases. However, no negative association was observed when they are supplied at moderated quantities. Our results showed that diets supplemented with butterfat (which supply moderate quantity of saturated fatty acids, less than 10% of the total energy intake) significantly decrease cholesterolemia in the rat, compared to diets with olive oil, known as neutral concerning the cardiovascular diseases. Moreover, the butterfat improves the bioavailability of the n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids of rat tissues. We have however not identified the saturated fatty acid of the dairy fat which is responsible for these positive effects in the rat. Myristic acid is able to regulate many cellular mechanisms by the myristoylation of proteins. First, we evaluated its impact in the sphingolipid biosynthesis by studying the dihydroceramide 4-desaturase (DES) in cultured rat hepatocytes. Our results showed that, among the tested fatty acids, myristic acid only increases, weakly but significantly, the native DES activity. This effect is probably due to the myristoylation of DES and has for consequences to induce apoptosis. Then, we investigated new myristoylated proteins, to discover other metabolic pathways which could be regulated by myristic acid. The study reveals the myristoylation of an enzyme which is involved in the ubiquitine-proteasome system: the E3-ligase, named Mahogunin ring finger 1 (MGRN1). Our results showed that there are two isoforms of MGRN1 in the rat: MGRN1(-12)S and MGRN1(+12)S, which are both myristoylated in vivo. The effects of the myristoylation on its function are still preliminary results. But, we showed that the myristoylation could modify the subcellular localization of MGRN1, because the recombinant wild-type myristoylable form seems to be excluded from the nucleus, whereas the mutated non-myristoylable form is mainly in this organelle. The results obtained during this thesis show the physiological and cellular functions of the saturated fatty acids, and particularly the importance of the myristic acid in essential pathways of cellular regulations, through its function of myristoylation. Key

Les acides gras saturés (AGS) altèrent la fonctionnalité des organites dans de nombreux types cellulaires. Il a été proposé que ce processus, également nommé lipointoxication, puisse être responsable de plusieurs pathologies humaines telles que le diabète de Type 2.Au niveau cellulaire, l'accumulation d'AGS est associée à une augmentation du taux de saturation des phospholipides (PL) membranaires, les composants majoritaires des membranes des organites, mais également du taux de céramides, impliqués dans l'induction de l'apoptose.Dans une première partie de ce travail, nous avons étudié, chez le modèle cellulaire simple Saccharomyces cerevisiae, la contribution relative des PL saturés et des céramides à la cytotoxicité des AGS. Nous avons pu démontrer que les céramides agissaient à des étapes précoces de la voie de sécrétion, alors que les PL saturés impactaient des étapes plus tardives en altérant en particulier la formation de vésicules de sécrétion.Parallèlement, nous avons également constaté que le taux d'AGS était significativement augmenté dans les PL membranaires des patients atteints d'une maladie génétique, la mucoviscidose. La mutation la plus fréquente responsable de cette maladie, résulte en la rétention de la protéine correspondante dans le réticulum endoplasmique. Des molécules pharmacologiques, capables de corriger le trafic de la protéine à sa destination finale ont été isolées in vitro, mais des limitations importantes ont pu être observées lors des tests cliniques. Nous proposons dans le présent manuscrit que la lipointoxication liée aux AGS pourrait être un écueil important à l'utilisation des correcteurs actuels pour le traitement de la mucoviscidose
Saturated fatty acids (SFA) have been reported to alter organelle integrity in many cell types. This process, also known as lipotoxicity, has been proposed to be responsible for several human pathologies such as type 2 diabetes.At the cellular level, SFA accumulation is associated with an increase of the saturation rate of membrane phospholipids (PL), the major components of organelle membranes, and an increase of ceramides levels, implicated in apoptosis induction.In the first part of this work, we took advantage of a simple yeast-based model to study the relative contributions of saturated PL and ceramides to SFA cytotoxicity. We demonstrated that ceramides act early in the secretory pathway, while saturated PL impact the later steps, and particularly the formation of secretory vesicles.In parallel, we observed that SFA amounts were significantly increased in the membrane PL of cystic fibrosis (CF) patient cells. The most common mutation responsible for this genetic disease results in the retention of the corresponding protein in the endoplasmic reticulum. Pharmacological agents, which correct the mistrafficking of the protein, have been isolated in vitro, but they did not show significant improvements in clinical trials. We propose in the present manuscript, that SFA-related lipointoxication could be an important bottleneck for the use of these pharmacological agents in clinical trials

Le cancer de la prostate (CaP) est le cancer le plus fréquemment diagnostiqué chez les hommes canadiens, avec 21 300 nouveaux cas et est la troisième cause de mortalité par cancer au Canada avec 4100 décès en 2017. Des études épidémiologiques ont montré que les populations ayant un régime riche en acides gras oméga (ω) 3 (e.g. les populations asiatiques côtières) ont une faible incidence de CaP alors que les populations des pays occidentaux ayant une diète riche en acides gras ω6 ont une incidence plus élevée (près de 60 fois) de CaP. Les graisses alimentaires influencent de nombreux processus biologiques, dont l'inflammation associée au développement et à la progression du CaP. Notamment, les acides gras ω6 à longues chaînes (LCω6) ont des propriétés pro-inflammatoires et pourraient contribuer à la progression du CaP. À l'inverse, les LCω3, tels que l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexanénoïque (DHA), ont des propriétés anti-inflammatoires et pourraient inhiber la progression du CaP. J'ai donc émis l'hypothèse que les acides gras ω3 seraient bénéfiques contre la croissance et la progression du CaP principalement par leurs propriétés anti-inflammatoires. En utilisant le modèle murin de CaP TRAMP-C2, j'ai constaté qu'un régime enrichi en acides gras ω3 réduisait la croissance du CaP par rapport à un régime enrichi en acide gras ω6 chez les souris non-dépourvues et dépourvues d'androgènes, en induisant une réponse immune antitumorale locale de type Th1-, Th2- et associée aux éosinophiles. Dans le but d’étudier plus en détails les effets de différents sous-types d’acides gras ω3, j’ai constaté que la supplémentation alimentaire en monoacylglycéride (MAG)-EPA réduisait la croissance tumorale en inhibant le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) et le gène du récepteur 2 de ce facteur de croissance (VEGFR2), ainsi que la taille des vaisseaux sanguins dans les tumeurs TRAMP-C2. J'ai également observé un effet similaire sur le système vasculaire tumoral des patients participant à un essai clinique visant à analyser les effets de la supplémentation en MAG-EPA sur le CaP avant une prostatectomie radicale. Enfin, dans le but d'analyser l'inflammation et de découvrir des biomarqueurs de la progression du CaP, j'ai analysé les effets d'une intervention alimentaire enrichie en acides gras ω3 versus un traitement avec un inhibiteur de la 5α-réductase (5ARI) sur des patients atteints deCaP de faible risque sous surveillance active. J'ai observé que 6 mois de régime alimentaire riche en acides gras ω3 ont entraîné une réduction des taux plasmatiques de cytokines pro-inflammatoires et pro-angiogeniques, ainsi que des cytokines liées à la réponse immunitaire Th2 et Th17. Afin d'évaluer les effets de ces interventions sur les protéines du tissu prostatique, j'ai effectué des dosages de cytokines et des analyses par spectrométrie de masse (MS) dans l'urine clarifiée obtenue après un toucher rectal (urine TR). Je n'ai pas réussi à identifier des variations significatives dans la teneur en protéines, mais j'ai conclu que l’urine TR non clarifiée, contenait deux fois plus de protéines que l'urine clarifiée, suggérant que ce type d’échantillon devrait être utilisé pour les prochaines analyses. Dans l'ensemble, mes résultats confirment l'importance des acides gras ω3 pour la prévention de la progression du CaP et appuient une étude plus approfondie de leurs effets sur la réponse immunitaire, l'angiogenèse et la progression tumorale chez les patients atteints de CaP.
Prostate cancer (PCa) is the most frequently diagnosed cancer in Canadian men with 21,300 new cases and is the third-largest cause of cancer mortality with 4100 deaths in 2017. Epidemiological studies have shown that populations with a diet rich in omega (ω)-3 fatty acids(FA) (e.g. coastal Asian populations) have a low incidence of PCa while populations in Western countries with a diet rich in ω6 FA have higher (almost 60 times) incidence of PCa. Dietary fats influence many biological processes including inflammation which is associated with PCa development and progression. Notably, long-chain ω6 FA (LCω6) have pro-inflammatory properties and could contribute to PCa progression. On the opposite, LCω3 such as eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexanenoic acid (DHA) have anti-inflammatory properties and could inhibit PCa progression. I hypothesized that dietary ω3 FA are beneficial against PCa growth and progression mainly via their anti-inflammatory properties. Using the TRAMP-C2 mouse model of PCa, I found that an ω3 FA-enriched diet reduced PCa growth compared to an ω6 FA-enriched diet in both androgen-deprived and non-deprived mice by inducing local antitumor Th1-, Th2-and eosinophil-related immune response. In the quest to further study the effects of individual ω3 FA subtype, I found that dietary supplementation with monoacylglyceride (MAG)-EPA reduced tumor growth by inhibiting vascular endothelial growth factor (VEGF)and vascular endothelial growth factor receptor-2gene (VEGFR2)expression as well as reducing the size of blood vessels in TRAMP-C2 tumors. I also observed that higher level of EPA reduced the size of blood vessels in prostate in a clinical trial testing MAG-EPA supplementation on PCa patients undergoing radical prostatectomy. Finally, I analyzed the effects of an ω3 FA-rich diet intervention versus treatment with a 5α- reductase inhibitor (5ARI) on low-risk PCa patients under active surveillance. I found that 6 months of ω3 FA-rich diet intervention resulted in a reduction of plasma level of pro-inflammatory and pro-angiogenesis cytokines as well as Th2 and Th17 immune response-related cytokines. In order to assess the effects of these interventions on the prostate tissue, I used cytokines assay and mass spectrometry (MS ) assay to analyze proteins in clarified urine obtained after digital rectal examination (DRE urine). I did not succeed at identifying significant variation in protein levels following the interventions in this sample type but I found that crude (non-clarified) DRE urine contained twice the amount of proteins compared to clarified urine, suggesting that this type of sample should be used for further analysis. Overall, my results confirmed the importance of ω3 FA for prevention of PCa progression and provide the rationale to further investigate their effects on immune response, tumor vasculature and tumor progression in PCa patients.

L'étude se situe dans le contexte général de la régulation de l'oxydation des acides gras au niveau du foie chez le rat. On se propose de définir les modifications physiologiques et biochimiques provoquées par l'enrichissement ou l'appauvrissement du foie en carnitine. En raison de son rôle de cofacteur de la carnitine palmitoyltransférase I (CPT I), les variations de concentration cellulaire de ce métabolite peuvent perturber la voie mitochondriale de l'oxydation des acides gras et modifier les flux dans les autres voies métaboliques. La thèse rappelle dans l'introduction des connaissances de base sur la dégradation des acides gras, sur l'interrelation avec la néoglucogenèse et sur la régulation génique de l'oxydation des acides gras. Dans matériels et méthodes, une attention particulière est portée aux techniques de mesure des dérivés lies au COA et a la carnitine dans le foie. Quatre parties expérimentales forment le corps de la thèse. La première partie concerne l'effet de la carnitine administrée a dose faible ou relativement élevée dans l'alimentation : c'est au cours de la première semaine de traitement que la carnitine exerce un effet hypolipémiant discret, mais significatif. En revanche, une dose plus forte ou un temps de traitement plus long augmente sensiblement la masse corporelle malgré une prise alimentaire comparable. Dans la deuxième partie, on montre que l'administration de fénofibrate élève plusieurs fois la concentration hépatique en carnitine, la situation s'accompagnant d'une baisse de la lipémie et d'une hausse de la cétonémie. La stabilité des triglycérides hépatiques contraste avec l'élévation du glycogène avec le traitement pendant la période de jeune. La troisième partie a trait aux conséquences biochimiques de l'abaissement de la carnitine intra-hépatique par le mildronate, un inhibiteur de synthèse de la carnitine. La réduction de l'oxydation des acides gras se traduit par une élévation de la lipémie et du contenu hépatique en triglycérides. La cétonémie est diminuée, tandis que l'activité CPT I des mitochondries isolées et l'activité du système péroxysomal d'oxydation des acides gras (PFAOS) sont augmentées, en réponse vraisemblable a la baisse de la dégradation des lipides. Dans la quatrième partie, on montre qu'il est possible de faire varier la carnitine hépatique sur une très large échelle de concentrations, car l'augmentation due au fénofibrate peut être progressivement diminuée par traitement combine avec le mildronate en quantité croissante dans le régime. La corrélation manifeste qui existe entre le -hydroxybutyrate sanguin et la concentration hépatique en carnitine suggère que certains facteurs, comme la carnitine, qui stimulent l'activité CPT I, peuvent plus facilement moduler, à jeun, cette activité et, par suite, l'oxydation des acides gras. On peut souligner plus particulièrement le fait qu'une situation de moindre oxydation des acides gras provoque une augmentation des activités mitochondriales, comme la CPT I, et peroxysomales, comme la PFAOS, mais sans élévation de la concentration en acyl-CoA, considérée jusqu'à maintenant comme un message primaire des inductions de ces enzymes.

L’objectif principal des études présentées dans cette thèse était d’étudier les effets physiologiques et mécanistiques d’une fraction de peptides de saumon (SPF) de faible poids moléculaire (molecular weight, MW) combinée ou non avec une huile riche en oméga-3 (fish oil, FO), dans un contexte d’obésité induite par une diète riche en gras et en sucre (high-fat and sucrose diet, HFS). Le modèle de souris utilisé en était un du syndrome métabolique (metabolic syndrome, MetS), la souris LDL-/-/ApoB100/100. Dans l’étude de 3 mois (JN, 2015), nous avons montré que les souris nourries avec le SPF ou à la combinaison (SPF+FO) étaient plus tolérantes au glucose. Elles présentaient également des améliorations de plusieurs conditions généralement associées avec le MetS, soit un meilleur profil lipidique, une diminution de l’inflammation du tissu adipeux épidydimaire et une amélioration de la voie de signalisation de l’insuline hépatique. Ces effets étaient associés à une légère diminution du poids corporel, du poids du foie et de l’efficience alimentaire. Les effets observés in vivo du SPF ont ensuite été validés dans 3 lignées cellulaires. Deuxièmement, nous avons voulu valider les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose après 3 mois de diète. Puis, nous avons exploré les mécanismes derrière les effets bénéfiques du SPF et du FO en analysant le métabolome plasmatique des acylcarnitines (AC) et l’expression de gènes hépatiques. Les niveaux d’adiponectine ainsi que l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l’homéostasie du glucose, des lipides, dans l’inflammation et dans la β-oxydation mitochondriale et peroxisomale étaient modulés par le SPF et le FO. Le profil en AC a démontré plusieurs changements causés par le SPF et le FO autant au niveau des AC à courte chaîne qu’à moyenne et longue chaîne. Troisièmement, nous avons une fois de plus validé les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose, mais sur une période de 6 mois. Nous nous sommes concentrés sur le profil métabolomique des acides aminés (AA) plasmatiques et avons tenté de comprendre les changements importants survenus après 6 mois de diète en faisant l’analyse par immunobavardage des protéines et enzymes régulant le catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée (branched-chain amino acids, BCAA). L’utilisation du plasma obtenu au sacrifice à l’état de jeûne et post prandial de notre cohorte de souris nourries pendant 3 mois nous a permis d’évaluer l’association entre la signature métabolomique des AA et les effets physiologiques du SPF. Ces études démontrent le potentiel du SPF jumelé ou non avec le FO dans la prévention de complications reliées à l’obésité, comme l’intolérance au glucose, l’inflammation de bas degré et la dyslipidémie.
L’objectif principal des études présentées dans cette thèse était d’étudier les effets physiologiques et mécanistiques d’une fraction de peptides de saumon (SPF) de faible poids moléculaire (molecular weight, MW) combinée ou non avec une huile riche en oméga-3 (fish oil, FO), dans un contexte d’obésité induite par une diète riche en gras et en sucre (high-fat and sucrose diet, HFS). Le modèle de souris utilisé en était un du syndrome métabolique (metabolic syndrome, MetS), la souris LDL-/-/ApoB100/100. Dans l’étude de 3 mois (JN, 2015), nous avons montré que les souris nourries avec le SPF ou à la combinaison (SPF+FO) étaient plus tolérantes au glucose. Elles présentaient également des améliorations de plusieurs conditions généralement associées avec le MetS, soit un meilleur profil lipidique, une diminution de l’inflammation du tissu adipeux épidydimaire et une amélioration de la voie de signalisation de l’insuline hépatique. Ces effets étaient associés à une légère diminution du poids corporel, du poids du foie et de l’efficience alimentaire. Les effets observés in vivo du SPF ont ensuite été validés dans 3 lignées cellulaires. Deuxièmement, nous avons voulu valider les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose après 3 mois de diète. Puis, nous avons exploré les mécanismes derrière les effets bénéfiques du SPF et du FO en analysant le métabolome plasmatique des acylcarnitines (AC) et l’expression de gènes hépatiques. Les niveaux d’adiponectine ainsi que l’expression de plusieurs gènes impliqués dans l’homéostasie du glucose, des lipides, dans l’inflammation et dans la β-oxydation mitochondriale et peroxisomale étaient modulés par le SPF et le FO. Le profil en AC a démontré plusieurs changements causés par le SPF et le FO autant au niveau des AC à courte chaîne qu’à moyenne et longue chaîne. Troisièmement, nous avons une fois de plus validé les effets du SPF au niveau de la tolérance au glucose, mais sur une période de 6 mois. Nous nous sommes concentrés sur le profil métabolomique des acides aminés (AA) plasmatiques et avons tenté de comprendre les changements importants survenus après 6 mois de diète en faisant l’analyse par immunobavardage des protéines et enzymes régulant le catabolisme des acides aminés à chaîne ramifiée (branched-chain amino acids, BCAA). L’utilisation du plasma obtenu au sacrifice à l’état de jeûne et post prandial de notre cohorte de souris nourries pendant 3 mois nous a permis d’évaluer l’association entre la signature métabolomique des AA et les effets physiologiques du SPF. Ces études démontrent le potentiel du SPF jumelé ou non avec le FO dans la prévention de complications reliées à l’obésité, comme l’intolérance au glucose, l’inflammation de bas degré et la dyslipidémie.
The main objective of this thesis was to evaluate the metabolic and mechanistic effects of a low-molecular-weight salmon peptide fraction (SPF) combined or not with omega-3-rich fish oil (FO) in the context of diet-induced obesity (DIO) in a murine model of the metabolic syndrome (MetS), the LDL-/-/ApoB100/100 mouse. In the first study, we have shown that mice fed the SPF alone or in combination with FO (SPF+FO) were more glucose tolerant and had marked improvements in their plasma lipid profile, adipose tissue inflammation and hepatic insulin signaling pathway. These effects were associated with a small reduction in body weight, liver weight and energy efficiency. These in vivo effects were then validated in 3 cell lines. Secondly, we validated once again the beneficial impact of SPF on glucose tolerance after 3 months of diet. We aimed to explore its mechanisms of action by doing an extensive assessment of the acylcarnitine (AC) plasma metabolome and the hepatic gene expression of the mice. We found that adiponectin levels and many hepatic genes involved in inflammation, in glucose and lipid homeostasis and in mitochondrial and peroxisomal β-oxidation were altered with SPF and FO. The AC profile was modified upon dietary treatment with FO and SPF, with significant changes in short-, medium- and long-chain AC. Thirdly, we validated the beneficial effects of SPF on glucose tolerance over a 6- month period, and decided to concentrate on the metabolomic profile of plasma amino acids (AA). We aimed to understand the important alterations that occured after 6-months on diet in the SPF-fed animals. Then we also looked at changes in the proteins and enzymes regulating branched-chain amino acids (BCAA) catabolism in liver, skeletal muscle and epidydimal adipose tissue by Western blotting. The metabolomic analyses of plasma obtained after 3 months of diet in our other cohort of mice gave us the opportunity to evaluate the association between the AA signature and the physiological effects of SPF. These studies show the potential of SPF combined or not with FO as a nutraceutical for the prevention of obesity-related complications, such as glucose intolerance, low-grade inflammation and dyslipidemia.
The main objective of this thesis was to evaluate the metabolic and mechanistic effects of a low-molecular-weight salmon peptide fraction (SPF) combined or not with omega-3-rich fish oil (FO) in the context of diet-induced obesity (DIO) in a murine model of the metabolic syndrome (MetS), the LDL-/-/ApoB100/100 mouse. In the first study, we have shown that mice fed the SPF alone or in combination with FO (SPF+FO) were more glucose tolerant and had marked improvements in their plasma lipid profile, adipose tissue inflammation and hepatic insulin signaling pathway. These effects were associated with a small reduction in body weight, liver weight and energy efficiency. These in vivo effects were then validated in 3 cell lines. Secondly, we validated once again the beneficial impact of SPF on glucose tolerance after 3 months of diet. We aimed to explore its mechanisms of action by doing an extensive assessment of the acylcarnitine (AC) plasma metabolome and the hepatic gene expression of the mice. We found that adiponectin levels and many hepatic genes involved in inflammation, in glucose and lipid homeostasis and in mitochondrial and peroxisomal β-oxidation were altered with SPF and FO. The AC profile was modified upon dietary treatment with FO and SPF, with significant changes in short-, medium- and long-chain AC. Thirdly, we validated the beneficial effects of SPF on glucose tolerance over a 6- month period, and decided to concentrate on the metabolomic profile of plasma amino acids (AA). We aimed to understand the important alterations that occured after 6-months on diet in the SPF-fed animals. Then we also looked at changes in the proteins and enzymes regulating branched-chain amino acids (BCAA) catabolism in liver, skeletal muscle and epidydimal adipose tissue by Western blotting. The metabolomic analyses of plasma obtained after 3 months of diet in our other cohort of mice gave us the opportunity to evaluate the association between the AA signature and the physiological effects of SPF. These studies show the potential of SPF combined or not with FO as a nutraceutical for the prevention of obesity-related complications, such as glucose intolerance, low-grade inflammation and dyslipidemia.

Le developpement d'une thermogenese sans frisson (nst) est le phenomene qui caracterise le mieux qu'un endotherme est acclimate au froid. Chez les jeunes oiseaux la nst est principalement d'origine musculaire. Les acides gras (ags) jouent un role important dans la modulation des mecanismes thermogenes comme initiateurs d'un decouplage partiel des phosphorylations oxydatives mitochondriales et comme activateurs du recyclage du calcium a travers la membrane du reticulum sarcoplasmique. Toutefois, l'action des ags sur les phosphorylations oxydatives mitochondriales apparait contradictoire avec une activation de la consommation d'atp induit par l'augmentation du recyclage du calcium. L'objectif de ce travail etait donc de decrire l'action des ags sur le couplage energetique et la synthese d'atp de mitochondries isolees du muscle squelettique chez des oiseaux ayant acquis des capacites de nst. Nous avons ainsi etabli des comparaisons entre les mitochondries subsarcolemmales (ssm) et intermyofibrillaires (ifm) isolees du muscle gastrocnemien de canetons de barbarie (cairina moschata) acclimates au froid (eleves 5 semaines a 4\c), ou temoins (eleves a thermoneutralite, 25\c). L'etude de la phosphorylation oxydative par polarographie (respiration), par bioluminescence (synthese d'atp) et par spectrophotometrie (potentiel de membrane) suggere que les ifm et les ssm possedent des proprietes fonctionnelles distinctes. Notre travail montre egalement que i) l'exposition au froid augmente la conductance de la membrane interne aux protons dans les deux populations mitochondriales et s'accompagne d'une diminution du couplage energetique des ssm, ii) l'utilisation de fortes concentrations decouplantes de palmitate n'abolit pas totalement la synthese d'atp des deux populations mitochondriales. Nous demontrons egalement la participation du transporteur atp/adp dans le mecanisme d'action du palmitate. Nos resultats suggerent que le developpement d'un decouplage partiel des mitochondries sous l'action des ags n'est pas antinomique d'une activation du cycle du calcium au niveau du reticulum sarcoplasmique. En conclusion de notre travail nous proposons un modele regional des mecanismes cellulaires de la nst musculaire aviaire.

La qualité du régime alimentaire, et en particulier sa composition en acides gras, est un facteur environnemental émergeant en tant que source de diversité physiologique. En effet, de nombreux travaux montrent que la composition en acides gras de l'alimentation influence les performances cardiaques et métaboliques des organismes. Le cœur joue un rôle central dans l'adaptation des poissons à leur environnement en assurant et en régulant, les flux internes d'énergie et de matière. Dans le contexte de l'adaptation environnementale des individus et de l'évolution des espèces, la compréhension des origines de la variabilité interindividuelle et notamment de l'influence exercée par les acides gras sur le fonctionnement du système cardio-respiratoire est un élément important. L'objectif de ce travail réalisé sur le bar européen (Dicentrarchus labrax) a été d'étudier, à deux niveaux organisationnels (organe, cellule), les effets de la composition en acides gras de l'alimentation et des tissus sur les performances cardio-respiratoires mesurées au cours d'un effort musculaire et d'une épreuve d'hypoxie, l'activité des canaux calciques de type L des myocytes ventriculaires. Les bars ont été nourris avec trois alimentations enrichies soit huile de poissons (riche en acides gras n-3 poly-insaturés), soit en huile de colza (riche en acide oléique et linoléique) ou encore en huile de palme (riche en acides gras saturés). L'étude à l'échelle de l'animal entier, réalisée au moyen d'un respiromètre de type Brett, a permis de mettre en évidence une modification significative des performances cardio-respiratoires des bars en fonction de la composition en acides gras de l'alimentation. Une forte teneur en acide oléique dans l'alimentation et donc dans les tissus cardiaques est toujours associée à de meilleures performances cardiaques et métaboliques. Au cours de l'épreuve d'hypoxie, aucune différence ne fut mise en évidence entre les différentes alimentations. L'étude électrophysiologique du canal calcique de type L a été réalisée grâce à la technique du patch clamp en configuration " whole-cell ". Nos résultats ont révélé que la perfusion d'acide oléique, ainsi qu'une teneur élevée de cet acide gras dans les membranes, pouvait induire une inhibition de l'influx des ions calcium via le courant calcique de type L. Cette baisse n'est accompagnée d'aucune modification majeure des paramètres d'activation et d'inactivation du canal. De par ses caractéristiques morphofonctionnelles, le cœur est responsable de la limitation des performances métaboliques et natatoire des poissons. Au cours d'un effort musculaire intense, la diminution du niveau d'oxygénation du sang veineux (source principale d'oxygène du tissus myocardique) va conduire à une hypoxie à l'échelle des cardiomyocytes. Cette baisse de l'oxygénation du myocarde conduit à des dérèglements de l'homéostasie calcique responsables d'une élévation du calcium cellulaire et de l'apparition d'arythmies. Les résultats expérimentaux obtenus suggèrent que l'acide oléique, par son action inhibitrice sur le courant calcique de type L, permet de limiter les risques d'apparition de ces arythmies. Cet effet protecteur de l'acide oléique serait responsable des performances cardio-respiratoires et natatoires observées chez les animaux nourris avec le régime enrichi en huile de colza
Diet fatty acid composition is an environmental factor that is emerging as a significant source of physiological diversity. Heart plays a central role in fish adaptability to their environment. The objective of the study on the sea bass (Dicentrarchus labrax) was to investigate the effects of fatty acids on: cardio-respiratory performances during a swim test and a hypoxic test, L-type calcium channel activity of ventricular myocytes. Sea bass were fed with three different diets enriched in fish oil (n-3 poly-unsaturated fatty acid), canola oil (oleic acid) and palm oil (saturated fatty acid). The study carried out on the whole animal shows that diet and cardiac high level of oleic acid is associated with best cardiac and metabolic performances. The hypoxic test revealed no significant difference between the diets. Studies on L-type calcium channel revealed that both oleic acid perfusion and high membrane content of oleic acid induce a reduction in ventricular myocyte calcium influx. The heart may limit metabolic and swimming performance of fishes. During an intensive muscular challenge, this restriction is due to cardiac hypoxia which leads to a rise in intracellular calcium and to the appearance or cardiac arrhythmias. Results suggest that oleic acid, by decreasing cell calcium entry, limit cardiac arrhythmia occurrence. This protective effect could be responsible of differences observed during the swim test

L’obésité et ses complications métaboliques dont notamment la stéatose hépatique non alcoolique, sont principalement attribuables à des facteurs environnementaux, parmi lesquels la diète joue un rôle majeur. Il est donc justifié pour les scientifiques de s’intéresser à l’effet des aliments sur cette pathologie, à commencer par les acides gras oméga-3 dont les effets bénéfiques sur la santé métabolique ont été démontrés. La découverte récente du rôle du microbiote intestinal et de ses interactions, non seulement avec les nutriments mais également avec les fonctions métaboliques de l’hôte, ouvre un nouveau champ de recherche. L’étude proposée dans ce mémoire avait pour but de déterminer le lien entre l’obésité, le microbiote intestinal et les acides gras oméga-3. Les résultats démontrent que certains des effets bénéfiques attribués aux acides gras oméga-3 sont dépendants du passage de ces acides gras dans la lumière du tube digestif. La prévention de l’accumulation des triglycérides hépatiques est en effet seulement induite lorsque les acides gras oméga-3 transitent par l’intestin, tandis que leur seule présence au niveau tissulaire est insuffisante pour provoquer ces effets. De même, le passage des acides gras oméga-3 par le tube digestif est associé avec une augmentation de la masse du caecum, ce qui suggère également une implication de la flore intestinale, mais qui demeure toutefois à confirmer par des analyses métagénomiques.

Le projet de recherche sous forme d’intervention nutritionnelle dont fait l’objet ce mémoire de maîtrise avait pour principal objectif de comparer la réponse lipidique à une supplémentation en acides gras polyinsaturés oméga-3 chez des porteurs et des non-porteurs du polymorphisme PPAR L162V. Quatorze hommes porteurs et quatorze non-porteurs du polymorphisme PPAR L162V ont été appariés pour l’âge et l’indice de masse corporelle. Chaque sujet recevait une supplémentation quotidienne en acides gras oméga-3 de 5g d’huile de poissons, et ce, pour une durée de six semaines. Avant l’intervention, les variables anthropométriques et les concentrations de lipoprotéines/lipides n’étaient pas associées au polymorphisme. Indépendamment du génotype, la supplémentation en acides gras oméga-3 fut reliée à la diminution significative des taux de triglycérides plasmatiques, de la concentration de glucose à jeun, de la pression artérielle diastolique et finalement de l’augmentation du taux d’apolipoprotéine B. Une interaction gène-diète significative a également été observée pour la protéine C-réactive . Les résultats de cette étude suggèrent que des variations du gène PPAR puissent contribuer à la variabilité interindividuelle des concentrations plasmatiques de la protéine C-réactive en réponse aux acides gras polyinsaturés oméga-3.
The main objective of this master degree project was to examine whether omega-3 polyunsaturated fatty acids induced changes in cardiovascular disease risks factors are influenced by the PPAR L162V polymorphism. A total of 14 men carriers of the V162 allele and 14 L162 homozygotes were matched according to age and body mass index. All men were supplemented daily with 5g of fish oil during a 6-week period. At screening, both genotype groups were similar for anthropometric indices and plasma lipoprotein/lipid concentrations. Independently of the genotype, the supplementation was associated with a significant decrease in plasma triglyceride and fasting glucose concentrations, diastolic blood pressure and with an increase in total Apolipoprotein B concentrations. A significant genotype-by-diet interaction effect was observed for plasma C-reactive protein concentrations. The PPAR L162V polymorphism may contribute to the interindividual variability in the cardiovascular disease risk factor response to omega-3 polyunsaturated fatty acids.

Le but de notre travail a ete d'evaluer et de comparer chez le veau preruminant, les effets de deux sources d'acides gras, l'une riche en acides gras (ag) satures et monoinsatures a 18 atomes de carbone (suif), l'autre riche en ag essentiels de la famille n-6 (acide linoleique) (huile de soja) en combinaison ou non avec l'apport de cholesterol (1% de la ms). Cette etude a permis de mettre en evidence les points suivants: l'huile de soja, riche en acide linoleique provoque a la difference de l'homme et des rongeurs, une hypercholesterolemie due a la forte accumulation de hdl de type 1 riches en esters de cholesterol. Ce regime riche en agpi, entraine simultanement une hypotriglyceridemie en raison de la chute de la teneur plasmatique en chylomicrons. L'addition de cholesterol renforce l'effet hypercholesterolemiant en favorisant l'accumulation des idl et ldl plasmatiques probablement par un effet negatif sur le recepteur tissulaire ldl. Le cholesterol associe au regime huile de soja stimule la secretion de vldl par le foie par un mecanisme independant de l'expression du gene de l'apo b. Les regimes a base d'huile de soja, riches en acide linoleique, stimulent l'accumulation de triglycerides dans le tissu hepatique, intestinal ou musculaire. Ils entrainent l'incorporation massive de l'acide linoleique dans les lipides tissulaires, notamment dans les triglycerides du muscle au detriment de l'acide palmitique, ameliorant ainsi la qualite dietetique de la viande de veau

L'objectif est d'évaluer l'influence des acides gras polyinsaturés (AGPI) des phospholipides sur les propriétés fonctionnelles et biochimiques du myocyte cardiaque isolé en normoxie et en conditions d'ischémie. Les cultures enrichies en myocytes ventriculaires sont préparées à partir de rats nouveau-nés. Les potentiels transmembranaires sont enregistrés à l'aide de microélectrodes et les contractions par voie photoélectrique. Les cultures sont disposées dans une micro-enceinte à bain stable et à contrôle d'atmosphère. Les différentes composantes simulées de l'ischémie reproduites isolément ou en associations sont l'absence de substrat, l'hypoxie, l'acidose et l'hyperkaliémie. En conditions normales, les propriétés physiologiques du myocyte en culture sont analogues à celles du tissu d'origine. Une hypoxie de plus de 5 heures en présence de glucose ne provoque pas d'altérations majeures des propriétés fonctionnelles. En absence de glucose, une hypoxie produit initialement un raccourcissement important du potentiel d'action (PA), lié à un effondrement du plateau et une réduction de la fréquence spontanée. Des irrégularités de l'initiation des PA et du couplage excitation-contraction apparaissent ensuite. Après 2 heures de traitement, l'amplitude du PA diminue progressivement jusqu'à l'arrêt de toute activité périodique, alors que la libération de lactate déshydrogénase (LDH) s'amorce. A ce stade, le potentiel de repos n'est que peu réduit, et une réoxygénation rétablit rapidement un automatisme régulier et des propriétés électromécaniques normales. Au-delà, la réduction du potentiel coincide avec l'accélération de la libération de LDH. La réoxygénation ne rétablit pas l'activité électrique et contractile spontanée, et la chute du potentiel de repos se poursuit. L'acidose provoque principalement une réduction de la vitesse maximale de dépolarisation (VMAX), associée à une diminution de l'amplitude et de la fréquence des PA. . .

Ce mémoire présente les travaux de maîtrise vérifiant les effets de l'ajout d'un supplément de gélatine de poisson à un supplément d'AGPI n-3 sur l'apport énergétique et le poids corporel ainsi que sur le profil lipidique et les marqueurs inflammatoire et du risque cardiovasculaire chez des sujets résistants à l'insuline. Suivant un dispositif d'expérience en chassé-croisé, 16 sujets ont été soumis à deux périodes expérimentales de huit semaines (AGPI n-3 seul et AGPI n-3+ un supplément de gélatine de poisson). Les résultats de cette étude ont montré que l'administration d'un supplément de gélatine de poisson provoque une diminution de l'apport en glucides sans modification de l'apport énergétique total et du poids corporel chez les hommes et les femmes. Ce même supplément de gélatine de poisson potentialise également les effets réducteurs d'un supplément d'AGPI n-3 sur les TG plasmatiques chez les femmes, mais non chez les hommes, montrant que l'effet de la supplementation en gélatine est dépendant du sexe.

La déficience en fer maternelle est commune à travers le monde. Les effets sur la progéniture demeurent peu connus. Le but de cette étude est de déterminer les effets d'une déficience en fer maternelle sur le métabolisme des acides gras essentiels - éicosanoïdes et sur l'apprentissage spatial de la progéniture chez le cochon d'Inde. Des femelles gestantes ont été nourries avec une diète déficiente ou enrichie en fer pendant toute la grossesse jusqu'au sevrage. Dans un deuxième protocole, les femelles étaient nourries avec les mêmes diètes mais les petits tous sevrés avec la diète enrichie de fer. La proportion d'acides gras oméga-3 dans le cerveau était plus élevée chez la progéniture du groupe déficient à l'âge de 9 jours. À l'âge de 24 - 40 jours, la progéniture du groupe . déficient était plus active et les acides gras oméga-6, oméga-3 et les PG étaient plus élevés. Une déficience en fer maternelle modérée affecte le niveau d'activité et le métabolisme des acides gras essentiels - éicosanoïdes de la progéniture à l'âge adulte.

I. DESCRIPTION DE PROJET DE RECHERCHE

Le canal sodium épithélial bloquable par l’amiloride (ENaC) est une protéine intégrale de la membrane apicale des épithéliums impliqués dans l’absorption du sodium. Deux fonctions majeures sont directement liées au fonctionnement d’ENaC. D’une part, la régulation de la balance sodée par le rein et donc de la pression artérielle et d’autre part, la clairance du fluide alvéolaire pulmonaire.

Le transport vectoriel de sel et d’eau à travers ces épithéliums à jonctions serrées repose sur un transport actif de sodium entraînant un flux osmotique d’eau. Ce transport de sodium s’effectue en deux étapes: l’entrée apicale, par diffusion, facilitée via ENaC, et la sortie basolatérale, active, par les pompes Na+/K+ ATPases.

Ces dernières années, un intérêt grandissant est porté sur les acides gras polyinsaturés à longues chaînes de type oméga 3 (PUFAs) et leurs implications dans divers processus physiologiques. Entre autres effets, les PUFAs modulent différents types de canaux ioniques (canaux Na+ dépendant du voltage, Ca++ L-type, K+).

Les études in vivo impliquant un effet à long terme des PUFAs décrivent des mécanismes inhibiteurs. Cependant, lors d’une étude précédente, axée sur la composition lipidique des membranes de cellules rénales en culture et l’influence de l’ajout d’acides gras saturés et insaturés sur le transport du sodium, nous avons constaté que les acides gras polyinsaturés à longues chaînes de type oméga 3 augmentaient la réabsorption du sodium. Ces résultats pourraient être intéressants, car les canaux sodiques de l’épithélium alvéolaire sont en contact direct avec le surfactant, dont la composition lipidique varie en fonction de l’apport alimentaire en PUFAs. Chez les prématurés humains, le syndrome de détresse respiratoire est une des causes les plus fréquentes de mortalité. Dans un certain nombre de cas, on peut restaurer une fonction pulmonaire satisfaisante par l’administration de surfactant.

Dans ce travail, nous avons opté pour une approche fondamentale des mécanismes de régulation du canal sodium épithélial par l’acide eicosapentanoïque (EPA, C 20:5, n-3). Des études électrophysiologiques, biochimiques et d’imagerie cellulaire ont été réalisées sur la lignée cellulaire A6 de rein d’amphibien, qui sert d’épithélium modèle pour l’étude d’ENaC depuis plus de 25 ans. Cette lignée exprime des canaux sodiques très sélectifs et possède des propriétés électrophysiologiques facilitant l’étude de leur régulation.

Ce travail nous a permis de mettre en évidence de nouveaux mécanismes fondamentaux dont la pertinence physiologique et /ou clinique ne pourra être établie qu’en transposant cette étude sur un modèle in vivo, comme nous le proposons dans les perspectives.

Dans le présent travail, nous avons étudié :

1.\
Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques
info:eu-repo/semantics/nonPublished

La croissance et le developpement du foetus et du nouveau-ne necessitent des acides gras polyinsatures n3 et n6 (agpi) en quantite importante. Afin de preciser les capacites de biosynthese du foie ftal humain, nous avons etudie les activites 6 et 5 desaturases au cours des 2#e#m#e et 3#e#m#e trimestres de gestation, pour etablir l'ontogenese et caracteriser le comportement cinetique de ces enzymes cles de la bioconversion des agpi. Ces activites desaturases sont significatives des la 17#e#m#e semaine, mais insuffisantes pour satisfaire seules aux exigences ftales et elles ne semblent pas etre directement en relation avec le profil des acides gras des phospholipides des microsomes. Pour des concentrations en substrat elevees, les cinetiques perdent leur caractere michaelien, indiquant une inhibition par exces de substrat. La comparaison des concentrations en substrat endogene et des constantes cinetiques suggere que la difference in vitro entre les activites desaturases des deux voies metaboliques n'a pas de signification physiologique in vivo. La relation lineaire entre l'activite enzymatique et la concentration en proteines disparait au dela de 4-5 mg de proteines. La sensibilite au n-ethyl-maleimide est differente dans les series n6 et n3 ce qui confirme l'existence de deux 6 desaturases distinctes. La distribution de la radioactivite dans les differentes fractions lipidiques montre que le substrat est essentiellement localise dans les non-phospholipides, tandis que les produits sont incorpores preferentiellement localise dans les phospholipides, ce qui suggere une orientation metabolique preferentielle des produits neoformes vers les phospholipides membranaires. Ce travail contribue a une meilleure connaissance des capacites de bioconversion du foie ftal humain pendant les deux tiers de la vie intra-uterine. Il apporte aussi des elements nouveaux dans la connaissance de quelques parametres de la desaturation dans les microsomes hepatiques.

Ce travail a pour objectif d'étudier les effets d’une supplémentation en acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 à longues chaines sur la production d’embryons chez les vaches laitières. Le régime enrichi en AGPI n-3 a eu tendance à augmenter le nombre moyen des complexes ovocyte-cumulus récupérés par vache par session d’OPU par rapport au groupe témoin AGPI n-6. Une tendance à augmenter le nombre moyen par vache par session d’OPU de blastocystes et de blastocystes expansés avec une augmentation significative de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été notés dans le groupe n-3. De même, les taux de blastocystes, de blastocystes expansés et de blastocystes de qualité 1 et 2 ont été significativement augmentés dans le groupe n-3. Nous avons aussi montré que l’addition d’acide docosahexaénoïque (DHA, C22:6 n-3) à une faible concentration (1μM) pendant la maturation in vitro des ovocytes bovins augmente significativement le taux de clivage et le taux et la qualité de blastocyste. La stimulation de FFAR4 (free fatty acid receptor 4), au cours de la MIV, par un agoniste spécifique (TUG 891), a entrainé des effets bénéfiques similaires à ceux du DHA (1μM) sur la compétence ovocytaire. Cela suggère que l’effet bénéfique du DHA pourrait passer, au moins partiellement, par l’activation du FFAR4
We aimed to investigate whether dietary n-3 PUFA, in Prim‘Holstein dairy cattle in lactation, could influence reproductive performance in terms of embryo production. We showed that n-3 PUFA-enriched diet had a tendency to increase the average number of oocyte-cumulus complexes recovered per cow per OPU session. A tendency to increase the average numbers per cow per OPU session of blastocysts and expanded blastocysts with significantly increase of blastocysts of quality 1 and 2 were noted in the n-3 group compared to the n-6 group. Similarly, the rate of blastocysts, expanded blastocysts and blastocysts of quality 1 and 2 were significantly increased in the n-3 group compared to the n-6 group. We also showed that the addition of docosahexaenoic acid (DHA, C22:6 n-3) at low concentration (1μM) during IVM of bovine oocytes increased cleavage rate, blastocyst rate and embryo quality. DHA and free fatty acid receptor 4 (FFAR4) agonist TUG- 891 (1 or 5 μM) supplied during IVM similarly improved in vitro embryo development, suggesting that FFAR4 may, at least partially, mediate DHA beneficial effects on OCC, through activation of signaling pathways

Les bétaïne lipides (BL) sont des lipides polaires qui se distinguent des phospholipides (PL)par l’absence de phosphore (P). La réorientation métabolique induite par une limitation en P chez des microalgues produisant des BL (Tisochrysis lutea et Diacronema lutheri, Haptophytes) ou en produisant peu (Phaeodactylum tricornutum, Bacillariophyte) a été comparée à celle induite par une limitation en azote (N). Le devenir et le flux de carbone dans différentes voies de biosynthèse ont été étudiés par une approche pluridisciplinaire.La limitation nutritive en P ou en N affecte différemment le métabolisme du carbone selon les espèces microalgales. La limitation en P réduit fortement l’activité photosynthétique et la respiration chez P. tricornutum et T. lutea. Par conséquent, l’accumulation de carbone est plus élevée que sous limitation en N chez ces deux espèces. Les deux limitations stimulent en particulier la synthèse des lipides neutres et / ou des glucides. Le remplacement des PL par les BL a été observé chez P. tricornutum en condition de limitation en P. Ce résultat est en accord avec une augmentation de la transcription du gène codant la bétaïne lipide synthase. En revanche, cette limitation ne modifie pas les teneurs en BL rapportées au carbone chez T. lutea et D. lutheri. La composition en acides gras des différentes classes lipidiques est modifiée selon l’espèce microalgale et l’élément nutritif limitant. Une attention particulière a été portée aux acides gras de la série oméga-3, notamment l’acide eicosapentaénoïque (EPA, 20:5 ω3) et l’acide docosahexaénoïque (DHA, 22:6 ω3) dont les proportions varient en fonction de l’élément limitant,de l’espèce et de la classe lipidique. L’augmentation de la production des lipides neutres et / ou des lipides polaires, notamment des bétaïne lipides, riches en DHA et/ou EPA induite par un stress nutritif laisse envisager une valorisation de ces molécules d’intérêt dans différents domaines dont la nutrition et la santé
Betaine lipids (BL) are P-free polar lipids, conversely to phospholipids (PL). The metabolic reorientation induced by phosphorus (P) limitation in microalgae producing BL (Tisochrysis lutea and Diacronema lutheri, Haptophyta) or producing low levels of BL (Phaeodactylum tricornutum, Bacillariophyta) was compared to that induced by nitrogen (N) limitation. The carbon destiny and flow in different biosynthetic pathways were studied with a multidisciplinary approach. P or N limitation differently affected carbon metabolism according to microalgal species. P limitation highly decreased photosynthetic activity and respiration of P. tricornutum and T. lutea. Consequently, carbon accumulation was higher than under N limitation in these two species. Both limitations stimulated the synthesis of neutral lipids and / or carbohydrates. Replacement of PL by BL was observed in P. tricornutum under P limitation. This result is in agreement with a transcription increase of the gene encoding BL synthase. On the other hand, this limitation did not modify BL contents in reference with carbon in T. lutea or D. lutheri. Fatty acid composition of the different lipid classes was modified according to the microalgal species and the limiting nutrient. Particular attention was paid to the fatty acids of the omega-3 series, notably eicosapentaenoic acid (EPA, 20:5 ω3) and docosahexaenoic acid (DHA, 22:6 ω3), the proportions of which vary according to the limiting element, species and lipid class. The increase in the production of neutral lipids and / or polar lipids, especially betaine lipids, rich in DHA and / or EPA induced by nutritive stress suggests a valorization of these molecules of interest in various areas including nutrition and health

Ce projet d’intervention nutritionnelle avait pour but d’étudier la variabilité interindividuelle observée dans la réponse métabolique des facteurs de risque des maladies cardiovasculaires (MCV) à une supplémentation en acides gras polyinsaturées (AGPI) oméga-3 (n-3). Deux-cent dix participants (97 hommes et 113 femmes) ont complété la période de supplémentation de 6 semaines avec cinq grammes d’huile de poisson, dont 3 grammes d’oméga-3 par jour (1.9 à 2.2g EPA + 1.1g DHA). Suite à l’intervention, une diminution significative des niveaux de triglycérides (TG) sanguins a été observée. De plus, les résultats de cette étude suggèrent que l’âge, le sexe, l’indice de masse corporelle (IMC) et le génotype de l’APOE peuvent être identifiés comme étant des facteurs importants de la modulation des concentrations plasmatiques des facteurs de risque de MCV suite à une supplémentation en AGPI n-3.
The goal of this nutritional intervention was to test the interindividual variability observed in the metabolic response to an omega-3 (n-3) polyunsaturated fatty acids (PUFA) supplementation. Two hundred and ten subjects (97 men and 113 women) completed the intervention. A supplementation with five grams of fish oil, providing 3 grams of n-3 per day (1.9 to 2.2g EPA + 1.1g DHA) has been administered for a 6-week period following a 2-week run-in period where nutritional recommendations were established. After the intervention, a significant decrease in blood triglyceride (TG) levels was observed. In addition, the results of this study suggest that age, sex, body mass index, and APOE genotype may be identified as potential contributions to important cardiovascular disease risk factors in response to an n-3 PUFA supplementation.

Le syndrome métabolique est un état physiopathologique, dont l’hyperglycémie, les dyslipidémies et l’obésité abdominale sont les principaux facteurs de risques métaboliques. Ce syndrome peut également être associé à l’inflammation, l’insulino-résistance, le stress oxydant ainsi que la stéatose hépatique non alcoolique (SHNA). Les acides gras polyinsaturés oméga-3 (AGPI oméga-3), issus des huiles de poissons, ont des effets protecteurs vis-à-vis des perturbations métaboliques associées à l’obésité. Dans un contexte économique et environnemental défavorable à la production d’huile de poisson, les micro-algues marines pourraient constituer une source alternative d’AGPI oméga-3 et présenter un intérêt pour la nutrition humaine. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’impact des micro-algues marines Phaeodactylum tricornutum (Phaeo), Tisochrysis lutea (Tiso) et Diacronema lutheri (Dia), utilisées en tant que complément alimentaire à la dose de 12%, chez des rats Wistar soumis à un régime hyperlipidique. Les effets des extraits de lipides et de caroténoïdes totaux, issus de Phaeo, ont ensuite été étudiés in vitro sur des cellules de foie humain HepG2 traitées au palmitate, dans le but de mimer la SHNA. In vivo, les trois micro-algues étudiées ont présenté un effet préventif vis-à-vis du syndrome métabolique et des perturbations physiologiques associées, avec une meilleure efficacité pour Phaeo. In vitro, l’effet préventif des extraits de lipides et de caroténoïdes issus de Phaeo a été montré vis-à-vis de l’accumulation hépatique des triglycérides et du cholestérol
Metabolic syndrome is a pathophysiological state, including hyperglycemia, dyslipidemia and abdominal obesity as the main metabolic risk factors. This syndrome can also be associated with inflammation, insulin resistance, oxidative stress and nonalcoholic hepatic steatosis (NAFLD). Omega 3 polyunsaturated fatty acids (omega 3 PUFA) from fish oils exert protective effects against metabolic disorders associated with obesity. In an unfavourable economic and environmental context of fish oil production, marine microalgae could be an alternative source of omega 3 PUFA and have an interest for human nutrition. The objective of this work was to study the impact of the marine microalgae Phaeodactylum tricornutum (Phaeo), Tisochrysis lutea (Tiso) and Diacronema lutheri (Dia), used as food supplement, at a dose of 12%, in high-fat fed Wistar rats. The effects of extracts of total lipids and carotenoids from Phaeo were studied in vitro on palmitate-treated human hepatic HepG2 cells to mimic NAFLD. In vivo, the three studied microalgae have preventive effects on metabolic disturbances associated with the metabolic syndrome, with a greater efficiency for Phaeo. In vitro, the study demonstrated the preventive effect of lipid and carotenoid extracts from Phaeo, in the hepatic accumulation of triglycerides and cholesterol

Un des phénomènes sociétaux marquants de ces dernières années est le vieillissement de la population et en conséquence, une hausse considérable du nombre de personnes âgées. Dans ce contexte, la recrudescence des pathologies chroniques liées au vieillissement, dont la maladie d’Alzheimer, est devenue un enjeu majeur de santé publique. L’impact de nombreux facteurs environnementaux modulables, l’aspect chronique et évolutif des mécanismes pathogènes mis en jeu, doivent inciter à développer des interventions préventives permettant de minimiser les risques de développer ces maladies liées au vieillissement. Ce travail nous a permis de mettre en évidence l’importance d’utiliser des modèles d’étude et des modes d’expérimentation adaptés au vieillissement pour espérer en ralentir ou retarder les processus délétères. Nos résultats ont aussi permis d’identifier les membranes comme des éléments essentiels au bon fonctionnement cérébral. L’altération de la composition et de l’architecture des membranes neuronales chez la souris âgée perturbe leurs fonctionnalités et diminue les capacités de réponse neuroprotectrices recherchées notamment lors des thérapies anti-Alzheimer. Nous avons aussi observé des modifications membranaires comparables chez les souris rendues dyslipidémiques par un régime alimentaire excessif en lipides saturés auquel nous avons pu clairement attribuer un rôle pro-vieillissement. Nous avons finalement démontré le potentiel préventif d’une supplémentation alimentaire en acide docosahexaénoïque, l’acide gras polyinsaturé à longue chaîne majoritaire dans le cerveau, et pu conclure en sa capacité de restaurer une réponse neuroprotectrice altérée chez la souris âgée
One of the marked societal phenomena in recent decades is the aging of populations due to continually increasing lifespans and as a result, a considerable surge in the number and proportion of elderly, particularly in Western countries. In this demographic context, the rise of chronic diseases related to aging, including Alzheimer’s disease and other types of dementia, has become a major public health issue. The impact of modifiable environmental factors, evolution of the pathogenic mechanisms involved, and the lack of curative treatments illustrates the need for the development of interventions to prevent or delay the onset of these aging-related diseases. The present work demonstrates the importance of using age-adapted study models and experimental methods with the goal towards slowing or delaying age-related deleterious processes. Secondly, our results have identified membranes as an essential part for normal brain function. The composition and architectural changes in the neuronal membranes of elderly mice disrupt their functionality and reduce neuroprotective responsiveness such as those sought by anti-Alzheimer’s therapies. We also observed similar pro-aging-type changes in brain membranes of dyslipidemic mice fed a high-fat diet. Thus, disturbances of lipid homeostasis are correlated with an increased risk of developing aging-related cardiovascular and metabolic as well as neurodegenerative diseases. We finally demonstrated the preventive potential of dietary supplementation with docosahexaenoic acid, the most abundant long-chain polyunsaturated fatty acid in the brain, and observed its ability to restore a neuroprotective response that was impaired in older mice

Ce travail decrit les relations existant entre le transport plasmatique et cellulaire des acides gras (ag) et les importantes capacites de thermogenese des canetons acclimates au froid et des poussins de manchot royal adaptes au froid. Chez les deux especes, l'etude des lipides et des lipoproteines plasmatiques ainsi que des lipases endotheliales suggere que l'exposition au froid augmente l'apport cellulaire des ag au muscle squelettique et au foie. La quantification des fatty acid-binding proteins et la capacite de liaison des ag aux proteines cytoplasmiques suggerent que les capacites de transport intracellulaire des ag sont stimulees dans le muscle et le foie des oiseaux exposes au froid. Chez les manchots, le jeune naturel de longue duree au froid preserve les capacites de transport des ag dans le muscle et le foie. En conclusion, les mecanismes musculaires et hepatiques de transport des ag contribueraient a favoriser les capacites de thermogenese des oiseaux exposes au froid, nourris ou soumis a un jeune de longue duree.

La mesure des propriétés mécaniques des membranes entourant les cellules vivantes pourraient révéler/refléter leur état physiologique, leur état pathologique ou l’influence d'un agent externe tel qu'un médicament ou un virus, ou encore la réponse à une stimulation ou à un protocole thérapeutique. Les principales techniques de mesure de ces propriétés présentent de nombreuses limitations notamment en termes de qualité, de fiabilité, de la rapidité de la mesure et du nombre d’acquisitions. Cette thèse est centrée sur l’utilisation du Mode Circulaire de Microscopie à Force Atomique ou MC-AFM en milieu liquide pour des applications dans le domaine de la Santé. Ce mode est obtenu en modifiant l’électronique d’un AFM pour générer un contact en glissement en mouvement relatif circulaire. Couplé au mode spectroscopie de force AFM (i.e l’application d’un mouvement vertical à la pointe), le MC-AFM permet d’accéder en une seule procédure de mesure réalisée en régime stationnaire (déplacement continu à vitesse constante), à de nombreuses propriétés mécaniques de la membrane biologique, dont certaines sont inaccessibles par les procédures AFM conventionnelles.L’objectif principal de ce travail de doctorat est d’élaborer une série de protocoles et d’adapter le MC-AFM pour mesurer les propriétés mécaniques d’objets biologiques complexes. Une fois les protocoles validés à partir de globules rouges du sang, leurs intérêts pour des applications dans le domaine du Vivant sont démontrés à partir de (1) l’étude de l’influence de protocoles nutritionnels originaux à base de micro-algue sur les propriétés mécaniques des membranes de globules rouges pour et (2) l’étude de l’effet d’un traitement à base de phytostérols sur les cellules cancéreuses du sein. Ces protocoles s’avèrent également utiles pour mieux comprendre les mécanismes physiologiques impliqués, ou/et le rôle des molécules constituants la membrane sur l’évolution des propriétés mécaniques
Measurement of the mechanical properties of the membranes surrounding living cells could reveal/reflect their physiological state, pathological condition, or the influence of an external agent such as a drug or virus, or also, the response to stimulation or a therapeutic protocol. The main techniques for measuring these properties have many limitations, particularly in terms of quality, reliability, speed of measurement and number of acquisitions. This thesis focuses on the use of the Circular Mode Atomic Force Microscopy or CM-AFM in liquid media for applications in the field of Health. This mode is obtained by modifying the electronics of an AFM to generate a sliding contact in a circular relative motion. Coupled with the AFM force spectroscopy mode (i.e. the application of a vertical movement to the tip), the MC-AFM allows access, in a single measurement procedure and performed under steady state conditions (continuous displacement at constant speed), to numerous mechanical properties of the biological membrane, some of which are inaccessible by conventional AFM procedures.The main objective of this PhD project is to develop a series of protocols and adapt the MC-AFM to measure the mechanical properties of complex biological objects. Once the protocols have been validated using red blood cells, their interest for applications in the field of Life science is demonstrated by (1) studying the influence of original microalgae-based nutritional protocols on the mechanical properties of red blood cell membranes and (2) for studying the effect of a phytosterol-based treatment on breast cancer cells. These protocols are also useful to better understand the physiological mechanisms involved, and/or the role of the molecules constituting the membrane on the evolution of mechanical properties

Les comportements motivés dont l‟addiction aux drogues d‟abus, mettent en jeu le système dopaminergique mésolimbique. Aussi connu sous le nom de système de la récompense, celui-ci comprend les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale qui projettent, entre autres, vers le noyau accumbens. Tout comme les neurones de l‟hypothalamus, les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale répondent aux hormones telles que la leptine, l‟insuline et la ghréline pour modifier la prise alimentaire, la motivation ou encore le tonus dopaminergique. Ceci indique que le système dopaminergique mésolimbique est sensible aux signaux hormonaux circulants et suggère que les neurones de l‟aire tegmentale ventrale pourraient percevoir les signaux métaboliques comme le glucose ou les acides gras. De plus, plusieurs études chez les humains et les rongeurs démontrent que l‟obésité et les diètes riches en gras affectent négativement la fonction dopaminergique mésolimbique. Étant donné les lacunes qui demeurent quant aux mécanismes impliqués dans la dysfonction du système dopaminergique mésolimbique induite par la nourriture riche en gras, nous avons cherché à évaluer les effets de l‟acide oléique et de l‟acide palmitique, deux des acides gras les plus abondants dans l‟organisme et l‟alimentation contemporaine, sur le système de la récompense. Ces deux acides gras, l‟un saturé (acide palmitique) et l‟autre mono-insaturé (acide oléique), se distinguent par leurs effets différentiels sur la prise alimentaire, la signalisation hormonale ou encore leur métabolisme intracellulaire mais aussi sur la santé cardiovasculaire et mentale. Nous avons dans un premier temps évalué la capacité du système dopaminergique mésolimbique à détecter les acides gras. Nous avons comparé les effets de l‟injection d‟acide oléique ou d‟acide palmitique dans l‟aire tegmentale ventrale sur la prise alimentaire, la motivation et l‟activité électrique des neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale. Nos résultats montrent que l‟acide oléique, mais pas l‟acide palmitique, diminue la prise alimentaire et le comportement motivé. L‟acide oléique inhibe également l‟activité électrique des neurones à dopamine, ces effets semblent dépendre de son entrée dans la cellule. De plus, nous montrons que les neurones à dopamine de l‟aire tegmentale ventrale expriment plusieurs 3 gènes de protéines importantes pour le transport et le métabolisme des acides gras et qu‟ils sont capables de d‟incorporer les acides gras. Nous avons dans un second temps évalué les effets de l‟acide oléique et de l‟acide palmitique dérivés de l‟alimentation. Nous avons soumis des rats à l‟une de ces trois diètes : une riche en gras enrichie en acide oléique, une riche en gras enrichie en acide palmitique ou une contrôle faible en gras. Après huit semaines, et en l‟absence d‟obésité ou d‟altérations métaboliques majeures, la diète enrichie en acide palmitique, mais pas la diète isocalorique enrichie en acide oléique, induit une hyposensibilité aux effets récompensants et locomoteurs de l‟amphétamine, associée, entre autres, à la diminution de la signalisation du récepteur à la dopamine D1R et de l‟expression du transporteur de la dopamine. Nous avons finalement exploré l‟impact de ces diètes sur l‟activité de l‟axe hypothalamo-hypophysaire-surrénalien. Les résultats montrent que la diète enrichie en acide palmitique altère aussi la fonction de l‟axe et l‟expression de plusieurs gènes cibles des corticostéroïdes, sans toutefois modifier le comportement anxieux. Ce travail de doctorat vient compléter les connaissances sur les dysfonctions du système dopaminergique mésolimbique induites par la nourriture riche en gras. Il met en lumière les effets différentiels des classes d‟acides gras et les mécanismes par lesquels ils modulent les comportements motivés et alimentaires. De façon chronique, avant l‟apparition d‟obésité et d‟altérations métaboliques, les acides gras saturés, et non les acides gras mono-insaturés, issus de l‟alimentation perturbent le fonctionnement de l‟axe hypothalamo-hypophysaire-surrénalien et réduisent la fonction dopaminergique. Ceci pourrait contribuer à perpétuer la recherche et la prise de ce type d‟acides gras afin de compenser ce déficit.
The mesolimbic dopamine system, also known as the reward system, is well recognized for its role in motivated reward-related behaviours such as drug addiction. It consists of dopamine neurons originating in the ventral tegmental area that project, among others, to the nucleus accumbens. Similar to neurons in the hypothalamus, dopamine neurons in the ventral tegmental area can detect circulating hormones such as leptin, insulin and ghrelin to adjust food intake, motivation and dopamine tone. This suggests that they could also perceive nutritional signals like glucose and fatty acids. Moreover, several lines of evidence exist showing that palatable food enriched in fat and obesity reduce mesolimbic dopamine function. Given the many unknowns regarding the mechanisms of obesity-induced dopamine dysfunction, and given that fatty acids differentially influence cardiovascular and mental health according to their class, we sought to determine the effects of the monounsaturated fatty acid oleic acid and the saturated fatty acid palmitic acid, two of the most abundant fatty acids in the body and foods, on mesolimbic dopamine function. Notably palmitic acid and oleic acid differ in their intracellular metabolic fate as well as in their effects on food intake and leptin and insulin signaling at the level of the hypothalamus. We first evaluated the fatty acid sensing properties of the mesolimbic dopamine system. We looked at the effects of the injection of oleic acid or palmitic acid in the ventral tegmental area on food intake, motivation and dopamine neurons activity. Our results demonstrate that oleic acid, but not palmitic acid, reduces basal and motivated feeding behavior and neuronal activity. Those effects seem to be dependent on its entry into the cell. Moreover, using a neurons culture system we show that dopamine neurons can uptake fatty acids. We then examined the effect of food-derived oleic and palmitic acid on mesolimbic dopamine function. We assigned rats to a low-fat control diet or to one or the other of a high-fat diet: one enriched in oleic acid or one enriched in palmitic acid. The two high-fat diets are isocaloric and differed only in the fat source. Following eight weeks of feeding, the palmitic 5 acid-enriched high-fat diet, but not the oleic acid-enriched diet, decreased the sensitivity to the rewarding and locomotor-sensitizing effects of amphetamine. This was associated with a reduction of dopamine receptor D1R signaling and dopamine transporter expression. Importantly this occured independently of weight gain and hormonal changes. Lastly, we explored the impact of those diets on the activity of the hypothalamus-pituitary-adrenal axis. Results show that the saturated fat diet alters the function of the axis as well as the expression of several keys genes targeted by glucocorticoids in the hypothalamus but without affecting anxiety-related behavior. This work provides further insight into how the mesolimbic dopamine system is altered by high-fat food consumption. It brings light to the differential effects of two classes of fatty acids and the mechanisms by which they modulate food intake and motivation. The prolonged intake of saturated fat, but not mono-unsaturated fat, disrupts the hypothalamus-pituitary-adrenal axis and decreases mesolimbic dopamine function prior to the onset of obesity and major metabolic alterations. Dysfunction of dopaminergic systems induced by saturated fat consumption could promote further intake of such palatable food as a means to compensate for reward hyposensitivity.