Academic literature on the topic 'Acides gras trans – Effets physiologiques'

La synthèse des lipides est une composante importante de l’efficacité et de la qualité des productions animales : - des produits de qualité (viande, lait, oeufs, foie gras, ...) doivent être adaptés aux demandes - parfois contradictoires - des transformateurs et des consommateurs, tant pour leur teneur en lipides que pour la composition de ceux-ci (classes de lipides - cholestérol notamment - et leur composition en acides gras - saturés, polyinsaturés, trans...) qui peuvent modifier leurs caractéristiques technologiques, organoleptiques et diététiques ; - une production efficace suppose d’assurer une production minimale de lipides, en raison de leurs effets positifs sur la qualité, tout en évitant une production excessive qui peut nuire à la qualité et se traduire par un gaspillage énergétique du fait du dépôt ou de la sécrétion de lipides animaux peu valorisables ; - l’adaptation des animaux à des périodes de sous-nutrition physiologique (fin de gestation, début de lactation ...) ou économique (économie d’aliments coûteux) suppose que les réserves lipidiques corporelles mobilisées soient ensuite reconstituées efficacement. Compte tenu de ces enjeux importants pour les différentes filières de production et de la diversité des problématiques de recherche rencontrés pour les différentes espèces domestiques élevées en France, un programme a été mis en place à l’INRA, de 1994 à 1998, à l’initiative de F. Grosclaude et de la Direction Scientifique des Productions Animales. Outre les avancées significatives des méthodes d’étude (notamment utilisation des outils moléculaires), et des connaissances mécanistiques et pratiques qui émergent de cet ensemble de travaux, il faut souligner la dynamique induite par ce programme, avec un développement important de collaborations entre équipes travaillant dans des sites géographiques différents et sur des espèces, des situations physiologiques et des types de produits très variés. Ces travaux ont fait l’objet d’un symposium satellite "Lipogenèse chez les animaux domestiques" dans le cadre des 3èmes journées franco-britanniques de Nutrition (AFN-NS-SNDLF) qui ont eu lieu à Nancy du 30 septembre au 2 octobre 1998. Le présent ouvrage regroupe sept articles d’équipes de l’INRA, qui replacent leurs résultats récents dans le cadre des connaissances disponibles sur la lipogenèse chez huit espèces domestiques (poissons, oiseaux, mammifères monogastriques et ruminants) et onze types de production (viande, oeufs, foie gras, races spécialisées ...). En outre, un texte prospectif de synthèse préparé par R.G. Vernon et al (Hannah Research Institute, Ecosse) compare les animaux domestiques, les rongeurs et l’Homme, et présente les récentes évolutions des recherches sur les mécanismes régulant les voies lipogéniques de différents tissus (muscle, foie, tissu adipeux et glande mammaire).

Les manifestations métaboliques d’une exposition au froid et leurs conséquences sur la croissance du porcelet sont présentées et analysées en termes de mécanismes mis en jeu dans la régulation de la thermogénèse. Les approches zootechniques, biochimiques, endocrinologiques et bioénergétiques sont successivement abordées. L’acclimatation du porcelet à une température basse s’accompagne d’une augmentation de la dépense énergétique (production de chaleur) et nécessite un accroissement de la prise alimentaire ; en alimentation rationnée, l’exposition au froid s’accompagne d’une réduction des performances. Les effets du froid sur la composition corporelle varient en fonction des conditions d’alimentation. Le rôle clé des lipides et du tissu adipeux blanc (captation, synthèse, stockage et mobilisation des acides gras), déjà suggéré par les résultats zootechniques, est démontré par l’étude des enzymes de leur métabolisme (lipoprotéine lipase, lipogénèse, lipolyse), suggérant une augmentation du débit de renouvellement des acides gras au froid. Le rôle énergétique des glucides est aussi important. Au plan endocrinologique, les catécholamines et les hormones thyroïdiennes apparaissent comme les effecteurs essentiels de la thermogénèse au froid. En l’absence de quantités notables de tissu adipeux brun, le muscle semble un site privilégié d’utilisation et d’oxydation des acides gras libérés par le tissu adipeux. Il s’y développe en effet, outre le frisson, des mécanismes spécifiques de dissipation de chaleur (découplage partiel des mitochondries du muscle rhomboïde, stimulation de la pompe Na+ /K+-ATPase du muscle intercostal) qui contribuent efficacement au maintien de la température corporelle.

Une base de données sur les effets de l’apport d’aliment concentré ou de matières grasses a été constituée pour quantifier la réponse du taux butyreux et de la composition en acides gras du lait chez les petits ruminants. L’apport d’aliment concentré réduit le taux butyreux, de façon plus marquée en ration complète qu’en ration fourrage - concentré séparés. Dans ce dernier type de ration, la réponse de la matière grasse du lait est curvilinéaire, un ratio fourrage concentré 1:1 maximisant la matière grasse produite. Dans ces conditions, les proportions des AG courts et moyens du lait sont peu ou pas modifiées, celles des AG longs saturés et mono-insaturés de type cis sont fortement réduites au profit des formes mono-insaturées trans et de l’acide linoléique. L’apport de matières grasses non protégées augmente généralement le taux butyreux et la matière grasse produite, de façon comparable pour les matières grasses animales ou végétales. Avec des huiles végétales ou animales, ces réponses sont très variables en fonction de l’intensité des effets dépresseurs de ces matières grasses sur la synthèse des acides gras courts et moyens, et de l’accroissement des acides gras longs. Les teneurs en acide linoléique, linolénique et CLA du lait sont accrues par les graines ou l’huile de colza, mais de façon modeste. Les huiles de poisson non protégées n’accroissent que faiblement les teneurs en acides gras poly-insaturés du lait. L’utilisation de savons de calcium (huile de palme principalement) accroît le taux butyreux de façon plus marquée chez les brebis que chez les chèvres, alors que l’accroissement de la matière grasse est comparable entre les deux espèces pour des apports jusqu’à 150 g/j. Ils réduisent la teneur du lait en AG moyens, mais pas celle des acides gras courts, ni celle de l’acide palmitique ; inversement ils induisent une forte augmentation de la teneur en acide stéarique et surtout oléique. La protection de graines ou d’huile de poisson par encapsulation permet de limiter l’effet dépresseur observé sur les acides gras courts et moyens, avec une réduction de l’acide stéarique et oléique au profit des formes trans de cet acide. Dans ces conditions, le transfert des acides linoléique et linolénique est accru en fonction de la richesse des graines pour ces acides gras. Cette forme de protection constitue un moyen modérément efficace de transférer vers le lait les acides gras polyinsaturés des huiles de poisson, ou des CLA alimentaires. L’ensemble de ces résultats fait apparaître un manque de données expérimentales chez les petits ruminants sur les facteurs alimentaires permettant de maîtriser la composition de la MG du lait, en particulier en ce qui concerne les acides gras jouant un rôle potentiel sur la santé humaine.

Cette revue fait le point sur les connaissances acquises au cours des 10 dernières années sur les relations entre les facteurs de conduite des animaux (génétiques, physiologiques, alimentaires) et la qualité sensorielle des fromages. Chez la vache, avec des fabrications au lait entier, la race peut modifier les caractéristiques de texture des fromages. Cet effet est essentiellement lié aux différences de composition chimique des laits et donc de gras/sec des fromages. Au sein d’une même race, des différences importantes de texture et de goût ont été observées en fonction des variants génétiques de la caséine β (espèce bovine) et surtout αs1 (espèce caprine). Le stade physiologique n’a un effet marqué sur la couleur, la texture et le goût qu’en tout début ou en toute fin de lactation. En revanche, les mammites ont un effet négatif important sur les caractéristiques sensorielles des fromages. L’utilisation d’ensilage de maïs conduit toujours à des fromages plus blancs et parfois à des différences de flaveur. Lorsqu’elle est correctement réalisée, la conservation de l’herbe sous forme d’ensilage comparativement au foin ne modifie pas ou peu les caractéristiques sensorielles des fromages, en dehors de leur couleur, plus jaune avec l’ensilage. Par contre, d’importantes différences de caractéristiques sensorielles sont observées entre des fromages selon que le lait provient de vaches recevant une ration à base d’herbe conservée ou conduites au printemps, au pâturage. Plusieurs essais récents ont mis en évidence un effet de la composition botanique des fourrages ingérés par les vaches laitières sur la texture et la flaveur des fromages. Ces différents effets sont dus à la présence dans le lait de molécules ou de structures issues directement de l’alimentation (carotènes, terpènes) ou produites par l’animal (plasmine, acides gras, structure des micelles de la caséine) en raison de ses caractéristiques génétiques ou physiologiques ou sous l’effet d’une alimentation spécifique.

La composition en Acides Gras (AG) du lait et de la viande est une composante importante de leur qualité nutritionnelle pour l’Homme, qui est fortement modulable à court terme par l’alimentation des animaux d’élevage. Cet article résume les grands axes de recherche et les principaux résultats obtenus à l’INRA sur ce sujet au cours des 10 dernières années. Chez le porc, le poulet et le lapin, les recherches ont principalement porté sur le transfert des AG polyinsaturés, en particulier le 18:3 n-3 du lin, de l’aliment à la viande (muscle et tissu adipeux) et ses conséquences sur la qualité des carcasses. Chez les ruminants, on a étudié les effets des principaux types de fourrages (herbe pâturée, foins, ensilages d’herbe ou de maïs) et de concentrés (céréales, oléagineux), et leurs interactions, sur les AG du lait et de la viande bovine, notamment les AG saturés et insaturés (oléique, trans, conjugués et 18:3 n-3). Des différences marquées existent entre les réponses des AG du lait de la vache et de la chèvre laitière. Des études en cours évaluent les éventuels effets secondaires des pratiques alimentaires sur la qualité sensorielle des produits et la santé des animaux, et sur une possible utilisation du profil en AG pour tracer l’origine des produits. Les études futures devront aussi intégrer l’avancée attendue des connaissances en nutrition humaine sur les effets potentiels des différents AG majeurs et mineurs des produits animaux standards ou enrichis.

La supplémentation en lin des rations des vaches laitières est une pratique qui se développe, avec pour objectifs l’amélioration de la qualité nutritionnelle du lait et la diminution des rejets de méthane. En effet, la recherche de laits moins riches en Acides Gras (AG) saturés et avec un rapport plus faible entre acide linoléique et acide linolénique, incite à utiliser des aliments riches en acides gras polyinsaturés (et en particulier en acide alpha-linolénique C18:3 n-3) pour corriger des rations insuffisamment riches en cet AGPI. Parmi les aliments des vaches laitières, le lin est un aliment particulièrement riche en C18:3 n-3. La diminution des rejets de gaz à effet de serre (dont le méthane) est également une préoccupation actuelle des filières animales. De nombreux essais de supplémentation en lin, sous différentes formes, ont été publiés ces dernières années, et les données disponibles permettent de tirer des conclusions sur ces effets attendus. Le présent article fait le point sur les disponibilités en lin et sur les différentes formes d’apport dans les rations. Les effets du lin sur la production laitière, sur la composition du lait et des produits laitiers, la production de méthane et la reproduction sont passés en revue. L’analyse des effets sur le lait s’appuie sur 41 essais zootechniques publiés. La culture de lin oléagineux est peu importante en France. L’approvisionnement est fait dans des pays européens et au Canada. Les variétés présentent des teneurs variables en acide alpha-linolénique. L’introduction de lin dans la ration diminue un peu la quantité de MS ingérée mais ne modifie en général pas la production laitière (volumes et taux). La teneur du lait en AG saturés diminue et le pourcentage en C18:1-trans est augmenté, et ce d’autant plus que l’apport de lipides se fait sous forme non protégée (graines extrudées, huile) et avec des rations riches en amidon (pour les AG trans). La teneur en C18:2 n-6 n’est en moyenne pas modifiée, sauf par l’apport d’huile. La proportion en C18:3 n-3 du lait est multipliée en moyenne par 2 ou 3 pour les formes pratiques les plus efficaces (graines aplaties, farine), et peut atteindre jusqu’à 1,4% des AG du lait avec ce type de supplémentations. Il n’apparaît pas d’effet dose de lipides apportée pour le C18:2 n-6 et le C18:3 n-3, alors qu’il en existe un pour les C18:1-trans. Le beurre et les fromages ont la même composition en AG que le lait dont ils proviennent. Les qualités organoleptiques de beurres et fromages ne sont pas modifiées par l’addition de lin dans la ration. Différents effets sont cités dans la bibliographie pour expliquer une augmentation potentielle de la fertilité, qui reste à confirmer. La production ruminale de méthane est diminuée par l’ajout de lin dans la ration. En conclusion, l’ajout de lin à la ration des vaches laitières a des effets analogues à ceux d’introduction d’herbe dans le régime fourrager, à l’exception d’une teneur en AG trans supérieure.

Dossier "PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait Avant-propos Le lait est un produit animal complexe à l’origine de multiples valorisations en alimentation humaine : laits de consommation incluant les laits infantiles, fromages, beurres, crèmes, yaourts, desserts et boissons lactées, ingrédient dans une grande diversité de pâtisseries et de plats cuisinés, etc. Il s’agit donc d’un pilier de l’alimentation humaine y compris à l’âge adulte et ce depuis des milliers d’années. Toutefois, les demandes des consommateurs et de la société ont évolué rapidement ces dernières années et les exigences en matière de qualité des produits se sont complexifiées (Le Bihan-Duval et al 2014). Tout d’abord du point de vue du consommateur, en particulier occidental, l’alimentation doit désormais répondre à une diversité d’attentes. A la demande en « quantité » d’après-guerre, se sont en particulier ajoutées des exigences sanitaires, des exigences organoleptiques, de traçabilité du produit, des exigences nutritionnelles, et après une période « nutrition - santé » (Cniel 2011), une exigence croissante de « naturalité ». De plus, du point de vue du citoyen, la qualité intègre l’environnement, le bien-être animal, les conditions de production. Une partie des consommateurs a d’ailleurs évolué vers une stratégie d’achat « responsable » (Cniel 2011). Simultanément, le lait, bien que bénéficiant d’une image traditionnellement et majoritairement favorable à plusieurs titres, est confronté ces dernières années à des remises en causes parfois virulentes (allergies, intolérances, rejet des matières grasses saturées et trans…) qui s’installent probablement durablement dans les rapports des consommateurs avec le lait (Cniel 2011). Malgré ce contexte exigeant et changeant, jusqu’à aujourd’hui, au-delà des quantités totales en matières grasses et protéiques, peu de dispositifs sont disponibles et mis en œuvre pour suivre, qualifier, voire piloter la composition fine du lait « en sortie de ferme ». Le lait a suivi, avec le développement du secteur laitier, un processus de standardisation conformément au principe du « lait apte à toute transformation », devenant une matière première à laquelle l’application de procédés de fabrication variés donne de la valeur. Ce constat est à moduler pour les filières AOP fromagères. La composition fine du lait, en particulier la variabilité des profils en acides gras et en protéines, n’est pas ou peu valorisée, ni au niveau de la production, ni au niveau de la transformation. Dans le contexte actuel, traiter le lait de manière indifférenciée peut être contre-productif, en particulier si l’on reconsidère la richesse intrinsèque de la matière première « lait » et le fait que la composition du produit final reflète largement la composition du lait d’origine (Lucas et al 2006). Le lait « en sortie de ferme » se situe à la charnière entre l’amont et l’aval des filières laitières et, à ce titre, est idéalement placé pour être une source importante de compétitivité et d’adaptabilité des filières laitières dans leur globalité. Le sujet de la composition fine du lait a bien entendu fait l’objet de travaux bien avant que le programme PhénoFinlait ne soit imaginé et mis en œuvre. Ainsi, les liens entre alimentation et profil en acides gras (Chilliard et al 2007, Couvreur et al 2007, Hurtaud et al 2007) ou encore les variants génétiques des lactoprotéines majeures (Grosclaude et al 1987, Grosclaude 1988) ont été étudiés généralement à partir de dispositifs expérimentaux. Ces connaissances ont servi de point de départ et d’assurance sur la faisabilité et l’intérêt d’engager un programme à grande échelle. L’ambition de PhénoFinlait était alors de transposer ces connaissances et hypothèses en élevages privés avec une grande diversité de systèmes d’alimentation et de coupler cela à une analyse conjointe du déterminisme génétique afin d’apporter aux éleveurs et à leurs filières des outils et des réponses globales. De nombreuses nouvelles références étaient bien évidemment à établir, mais l’un des enjeux majeurs portait et porte toujours sur les possibilités de transfert aux filières. Les développements à la fois de la spectrométrie dans l’infra-rouge et de la sélection génomique ont ouvert de nouvelles portes en matière d’accès à la composition fine du lait à coûts réduits et d’analyses de ses déterminants génétiques.Les travaux pionniers de la Faculté Universitaire des Sciences Agronomiques de Gembloux (Soyeurt et al 2006) ont ainsi ouvert la voie à l’estimation de nombreux composants fins du lait à partir d’une exploitation plus fine des données d’absorbance de la lumière dans le Moyen Infra-Rouge (MIR) principalement. Le principe est simple : la spectrométrie MIR, utilisée pour estimer les taux de matière grasse et protéique en routine dans les laboratoires d’analyse du lait, peut aussi être utilisée pour quantifier individuellement certains composants fins. Des modèles de prédiction sont développés à partir d’un jeu d’échantillons caractérisés à la fois à l’aide d’une méthode d’ancrage et par un spectre MIR. Ces modèles sont ensuite appliqués aux données spectrales telles que celles produites dans le cadre des analyses laitières habituelles de paiement du lait à la qualité et de contrôle laitier. Plusieurs dizaines d’acides gras et protéines peuvent ainsi être estimés avec une précision satisfaisante et à un coût additionnel modeste par rapport aux analyses déjà réalisées en routine. Parallèlement, les avancées dans le domaine de la génomique permettent d’analyser et d’exploiter plus rapidement et plus finement le déterminisme génétique des caractères. Là encore, le principe est relativement simple : deséquations d’estimation du potentiel génétique des animaux pour les différents caractères sont établies à partir d’une population de référence (animaux génotypés et caractérisés d’un point de vue phénotypique). Cette population peut être de taille beaucoup plus restreinte que celle nécessaire pour mettre en œuvre une évaluation génétique « classique ». Par ailleurs, les équations produites permettent de déterminer le potentiel génétique d’un animal sans pour autant qu’il dispose lui-même (ou ses descendants) de phénotype mesuré (Robert-Granié et al 2011). L’un des enjeux en sélection est alors de concevoir et de mettre en œuvre des programmes de caractérisation phénotypique de populations de référence, ce que l’on a appelé des programmes de « phénotypage » à plus ou moins grande échelle. Le programme PhénoFinlait est l’un des premiers grands programmes de phénotypage à haut débit (Hocquette et al 2011) avec ses caractéristiques : phénotypage fin sur la composition du lait, dans des systèmes d’élevage caractérisés, en particulier, par l’alimentation, préalable à un génotypage à haut débit des animaux suivis. Face à ces enjeux pour la filière laitière et ces nouvelles potentialités techniques et scientifiques, les filières laitières bovine, caprine et ovine, les acteurs de l’élevage (conseil en élevage et laboratoires d’analyse du lait) et de la génétique (entreprises de sélection et de mise en place d’insémination), les instituts de recherche et de développement (Inra, Institut de l’Elevage, Actalia) et APIS-GENE ont décidé de se constituer en consortium afin d’unifier leurs efforts et de partager leurs compétences et réseaux. Le consortium, avec le soutien financier d’APIS-GENE, de l’ANR, du Cniel, du Ministère de l’Agriculture (fond dédié CASDAR et Action Innovante), de France AgriMer, de France Génétique Elevage, du fond IBiSA et de l’Union Européenne, a initié début 2008 un programme pour :- analyser la composition fine du lait en acides gras et en protéines par des méthodes de routine et des méthodes d’ancrage ultra-résolutives (protéines) ;- appliquer ces méthodes à grande échelle sur une diversité de systèmes et de races représentatives de la diversité de la ferme France afin d’identifier des facteurs influençant la composition fine du lait ;- optimiser la valorisation des ressources alimentaires et génétiques par le conseil en élevage ;- initier une sélection génomique. Au-delà de ces objectifs, le programme PhénoFinlait a été envisagé comme un investissement majeur et collectif pour les filières laitières françaises afin de leur permettre de conserver ou de développer des avantages compétitifs par la possibilité de mieux valoriser la composition fine et demain ultrafine (grâce à des méthodes plus fines encore que la spectrométrie MIR) du lait. Les bases de données et d’échantillons ont ainsi vocation à être exploitées et ré-exploitées pendant plusieurs années au fur et à mesure des demandes des filières et de l’avancée des connaissances et des technologies d’analyse du lait. D’autres pays se mobilisent également sur cette problématique : Pays-Bas, Nouvelle-Zélande, Danemark et Suède, Italie, Belgique, etc. Ce dossier de la revue Inra Productions Animales fait état des principales productions issues à ce jour du programme PhénoFinlait. Il n’a pas vocation à couvrir exhaustivement les résultats produits. En particulier, nous ne présenterons pas systématiquement l’ensemble des résultats pour l’ensemble des espèces, races et composants. Néanmoins, nous nous sommes attachés à présenter à travers trois articles de synthèse et un article conclusif les principales avancées permises par ce programme à partir d’exemples pris dans les différentes filières. Gelé et al, débutent ce dossier par une présentation du programme dans ses différents volets, depuis la détermination des élevages et animaux à suivre jusqu’à la collecte et la conservation d’échantillons (de lait et de sang), en passant par l’enregistrement en routine des spectres MIR, des conditions d’alimentation, le prélèvement d’échantillons de sang puis, plus tard, le génotypage sur des puces pangénomiques. Cet article développe plus particulièrement la méthodologie mise en place pour déterminer la composition du lait en acides gras etprotéines à partir de spectres MIR. Enfin, il dresse un bilan des données collectées, permettant d’actualiser les références sur la caractérisation des troupeaux, des femelles laitières, des régimes alimentaires, et du profil des laits produits dans les trois filières laitières françaises. Legarto et al, présentent ensuite les résultats relatifs à l’influence des facteurs physiologiques (stade de lactation...), alimentaires (à travers des typologies de systèmes d’alimentation), raciaux et saisonniers, sur les profilsen acides gras. Ces résultats mettent en évidence de nombreuses sources de variation de la composition du lait qui pourront être exploitées à différentes échelles : animal, troupeau et bassin de collecte. Enfin, Boichard et al, présentent une synthèse de l’analyse du déterminisme génétique des acides gras d’une part et des protéines d’autre part. Cette synthèse aborde les estimations de paramètres génétiques tels que l’héritabilité et les corrélations génétiques entre caractères de composition fine entre eux, et avec les caractères de production. Ces résultats permettent en particulier de définir les potentialités de sélection ainsi que les liaisons génétiques à considérer. Ces analyses ont aussi permis de mesurer l’importance du choix de l’unité d’expression des teneurs (en pourcentage de la matière grasse ou protéique, ou en pourcentage dans le lait). Dans une dernière partie, cet article présente les analyses de détection de QTL avec une analyse des co-localisations entre races, entre composants et avec des gènes majeurs connus. RéférencesBoichard D., Govignon-Gion A., Larroque H., Maroteau C., Palhière I., Tosser-Klopp G., Rupp R., Sanchez M.P., Brochard M., 2014. Déterminisme génétique de la composition en acides gras et protéines du lait des ruminants. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 283-298. Chilliard Y., Glasser F., Ferlay A., Bernard L., Rouel J., Doreau M., 2007. Diet, rumen biohydrogenation, cow and goat milk fat nutritional quality: a review. Eur. J. Lipid Sci. Technol., 109, 828-855. Cniel, 2011. Lait, produits laitiers et société : France 2025 – Prospective collective. Note de synthèse sur les évolutions probables, juillet 2011. Couvreur S., Hurtaud C., Marnet P.G., Faverdin P., Peyraud J.L., 2007. Composition of milk fat from cows selected for milk fat globule size and offered either fresh pasture or a corn silage-based diet. J. Dairy Sci., 90, 392-403. Gelé M., Minery S., Astruc J.M., Brunschwig P., Ferrand M., Lagriffoul G., Larroque H., Legarto J., Martin P., Miranda G., Palhière I., Trossat P., Brochard M., 2014. Phénotypage et génotypage à grande échelle de la composition fine des laits dans les filières bovine, ovine et caprine. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 255-268. Grosclaude F., Mahé M.F., Brignon G., Di Stasio L., Jeunet R., 1987. A Mendelian polymorphism underlying quantitative variations of goat αS1-casein. Génét. Sel. Evol., 19, 399-412. Grosclaude F., 1988. Le polymorphisme génétique des principales lactoprotéines bovines. Relations avec la quantité, la composition et les aptitudes fromagères du lait. INRA Prod. Anim., 1, 5-17. Hocquette J.F., Capel C., David V., Guemene D., Bidanel J., Barbezant M., Gastinel P.L., Le Bail P.Y., Monget P., Mormede P., Peyraud J.L., Ponsart C., Guillou F., 2011. Les objectifs et les applications d’un réseau organisé de phénotypage pour les animaux d’élevage. Renc. Rech. Rum., 18, 327-334. Hurtaud C., Peyraud J.L., 2007. Effects of feeding camelina (seeds or meal) on milk fatty acid composition and butter spreadability. J. Dairy Sci., 90, 5134-5145. Le Bihan-Duval E., Talon R., Brochard M., Gautron J., Lefevre F., Larzul C., Baeza E., Hocquette J.F., 2014. Le phénotypage de la qualité des produits : enjeux de société, scientifiques et techniques. In : Phénotypage des animaux d’élevage. Phocas F. (Ed). Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 223-234. Legarto L., Gelé M., Ferlay A., Hurtaud C., Lagriffoul G., Palhière I., Peyraud J.L., Rouillé B., Brunschwig P., 2014. Effets des conduites d’élevage sur la composition en acides gras du lait de vache, chèvre et brebis évaluéepar spectrométrie au moyen infrarouge. In : PhénoFinlait : Phénotypage et génotypage pour la compréhension et la maîtrise de la composition fine du lait. Brochard M., Boichard D., Brunschwig P., Peyraud J.L. (Eds).Dossier, INRA Prod. Anim., 27, 269-282. Lucas A., Rock E., Chamba J.F., Verdier-Metz I., Brachet P., Coulon J.B., 2006. Respective effects of milk composition and the cheese-making process on cheese compositional variability in components of nutritionalinterest. Lait, 86, 21-41. Robert-Granié C., Legarra A., Ducrocq V., 2011. Principes de base de la sélection génomique. In : Numéro spécial, Amélioration génétique. Mulsant P., Bodin L., Coudurier B., Deretz S., Le Roy P., Quillet E., Perez J.M. (Eds). INRA Prod. Anim., 24, 331-340. Soyeurt H., Dardenne P., Dehareng F., Lognay G., Veselko G., Marlier M., Bertozzi C., Mayeres P., Gengler N., 2006. Estimating fatty acid content in cow milk using mid-infrared spectrometry. J. Dairy Sci., 89, 3690-3695.

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.

Les acides gras polyinsaturés (AGPI) n-3 trans sont formés pendant les traitements thermiques des huiles végétales. Dans ce travail, nous avons démontré chez le rat et le porcelet, que la consommation d'un régime dans lequel une partie du 18:3 n-3 est sous forme trans peut induire une subcarence en AGPI n-3 dans les phospholipides de la rétine et du cortex frontal. Ces modifications sont associées respectivement, à une diminution de l'amplitude de l'onde b de l'électrorétinogramme (ERG) et à une augmentation des teneurs en neuromédiateurs du système dopaminergique. Par ailleurs, les résultats montrent que les AGPI n-3 trans et/ou le rapport alimentaire n-6/n-3 peuvent influer sur la fonction visuelle et la neurotransmission dopaminergique en induisant une diminution de l'amplitude de l'onde b de l'ERG de 30% et une déplétion de la dopamine dans l'hippocampe. Ces résultats suggèrent qu'il est préférable de réduire la quantité d'AGPI n-3 trans dans les almiments ingérés par l'Homme
Trans n-3 polyunsaturated fatty acids (PUFA) are formed during heat treatment of vegetable oils. In this work, we demonstrated that feeding rats and piglets with a diet in which a part of 18:3 n-3 is present as trans isomers lead to a "deficiency-like" status in n-3 PUFA in phospholipids of the retina and the frontal cortex. These changes in lipid composition were associated to a decrease of the b-wave amplitude of the electroretinogram (ERG) and to an increase of the levels of the dopaminergic neurotransmitters, respectively. Nevertheless, these results showed that trans n-3 PUFA and/or the n-6/n-3 ratio could act on the visual function and the dopaminergic neurotransmission by inducing a 30%-decrease of the b-wave amplitude of the ERG and a depletion of dopamine levels in the hippocampus. These results suggest that it would be better to prevent the presence of trans n-3 PUFA in the Human diet