Academic literature on the topic 'Obésité induite par la diète'

L’obésité est devenue une véritable épidémie mondiale qui résulte principalement de la surnutrition mais peut également avoir une origine iatrogène, par la prise au long cours de glucocorticoïdes (GC). Le but de ce travail a été d’identifier les mécanismes impliqués dans la survenue et dans le développement de l’obésité nutritionnelle et induite par les GC. Le modèle d’obésité induite par un régime hyperlipidique a permis de caractériser des perturbations intestinales associées: une capacité d’absorption des acides aminés élevée, un temps de transit ralenti et une perméabilité intestinale augmentée ainsi qu’une flore intestinale altérée qui pourraient concourir à moduler la balance azotée et énergétique.Parallèlement, le second modèle de diabète et d’obésité cortico-induits a révélé des effets différentiels des GCs selon les dépôts adipeux : une hyperplasie adipocytaire et une invasion précoce des macrophages spécifiquement au niveau viscéral ainsi qu’une polarisation macrophagique distincte entre les dépôts viscéraux et sous-cutanés. L’accumulation des macrophages viscéraux est responsable tout au moins partiellement de l’insulino-résistance induite par les GC. D’autre part, en terme d’homéostasie glucidique, le traitement par GC provoque des réponses différentes sur deux fonds génétiques distincts ce qui s’explique par une adaptation pancréatique souche-dépendante. L’ensemble de ce travail met en exergue différents mécanismes d’adaptation des organes périphériques à l’obésité
Obesity becomes a worldwide epidemic due to over-nutrition, but also to drug treatments, particularly glucocorticoids (GCs). The aim of this work was to identify the mechanisms involved in obesity induced by high-fat diet or by GCs. High-fat diet-induced obesity model was used to characterize intestinal disturbances: an elevated amino acids absorption capacity, a delayed transit time and an increased intestinal permeability and an altered gut microbiota, which can further modulate nitrogen and energy balance. Meanwhile, GC-induced obesity model revealed differential effects of GCs on fat depots. Adipogenesis and an early increased macrophage infiltration were restricted to visceral adipose tissue with a differential macrophage polarization between visceral and subcutaneous fat pads. Visceral macrophage infiltration was responsible for GC-induced insulin resistance. Moreover, GC exposure resulted in opposite phenotypes of glucose metabolism in two distinct genetic murine backgrounds that could be explained by a strain-dependent pancreatic adaptation. Taken together, our work highlights adaptive mechanisms of peripheral organs during obesity

Pour les besoins du présent mémoire, nous avons étudié quarante-deux femmes obèses ménopausées (pourcentage de masse grasse initiale: 45 +/- 4%) âgées de 57 +/- 4 ans qui ont suivi une diète hypocalorique sur une période de six mois. À l'aide de la méthode par absorptiométrie biphotonique à rayons X (dual energy X-ray absorptiometry "DXA") et celle de la tomodensitométrie axiale (CT-scan), plusieurs variables telles l'indice de masse corporelle (IMC), la masse maigre (MM), l'indice de MM (IMM), la masse grasse (MG), la graisse viscérale (GV) et la graisse abdominale sous-cutanée (GAS) ont été évaluées. De plus, des prélèvements sanguins nous ont permis d'obtenir un bilan lipidique sanguin complet, les niveaux de hsCRP ainsi que le glucose et l'insuline à jeun. La captation du glucose (mg/kg MM/min et mg/kg/min) quant à elle a été analysée à l'aide d'un clamp hyperinsulinémique-euglycémique. Les participantes ont ensuite été divisées en deux groupes selon leur changement de captation du glucose en réponse à la perte de poids [répondants négatifs : < -1,0 mg/kg MM/min (n= 19) vs. répondants positifs > 1,0 mg/kg MM/min (n= 23)]. Avant le début de l'intervention, nous avons observé une différence significative entre nos deux groupes pour l'IMM (17,5 +/- 2,6 vs 15,9 +/- 1,5 kg/m² ; P < 0,05) et les niveaux de hsCRP (5,04 +/- 3,67 vs 2,36 +/- 1,75 mg/L; P < 0,01); lesquels étaient plus élevés chez les répondants positifs. De plus, la disposition relative du glucose était moins importante chez les répondants positifs (P < 0,001). L'ANOVA à mesure répétée a révélé une diminution significative de l'IMC (-7,4%), du %MG (-6,1%), de la MG (-12,2%), de la GV (-15,7%), de la GAS (-11,4%) et de l'insuline à jeun (-13,6%) pour l'ensemble des sujets (p [plus petit ou égal à] 0.005 pour tous les changements). De plus, une interaction (temps x groupe) a révélé que nos deux groupes répondaient différemment au traitement au niveau du poids corporel (P < 0,01), de la protéine C-réactive (P < 0,005) et des mesures de masse maigre (P < 0,001). En effet, les répondants positifs ont vu des diminutions plus importantes que le groupe de répondants négatifs. Au niveau du profil lipidique, malgré une forte tendance au niveau des triglycérides plasmatiques, aucun changement ne fut enregistré. Finalement, les répondants positifs ont significativement augmenté leur captation du glucose suite à la perte de poids, tandis que les répondants négatifs ont plutôt vu cette dernière se détériorer significativement (P < 0,001 dans les deux cas); la différence de changements entre les deux groupes étant significative (P < 0,005). En conclusion, notre étude démontre qu'il existe d'importantes variabilités interindividuelles en ce qui a trait aux changements de la sensibilité à l'insuline en réponse à une perte de poids chez les femmes ménopausées. Les femmes ménopausées obèses présentant des valeurs élevées d' IMM et de hsCRP élevés, ainsi qu'une faible captation du glucose seront celles qui bénéficieraient davantage d'une perte de poids. Il est d'une grande importance d'être en mesure de développer des programmes d'interventions personnalisées au profil métabolique et physiologique de chaque individu.

Les effets du GSSE (Grape seed and skin extract), extrait de raisin particulièrement riche en antioxydants, ont été étudiés pour prévenir les troubles métaboliques et cardiovasculaires liés à l’obésité. L’obésité est caractérisée par une accumulation ectopique de graisse dans les tissus non adipeux tels que le cerveau. Cette lipotoxicité cérébrale induit une inflammation chronique au niveau du cerveau. Dans ce présent travail, nous avons décrit l’effet anti-obésité du GSSE dans un modèle expérimental d’obésité induite par un régime alimentaire à haute teneur en graisses (HFD) tout en mettant l’accent sur le stress oxydant ainsi que le dysfonctionnement métabolique du cerveau qui n’est pas organe cible de l’obésité. Grâce à ce travail, nous avons développé une approche protéomique quantitative Nano LCMS/MS Label free afin d’identifier les biomarqueurs liés au traitement riche en lipides (HFD) et à la protection apportée au cerveau par le GSSE. Pour ce faire, on a eu recours à un modèle animal afin de mieux comprendre les voies métaboliques potentielles altérées par l’obésité et la protection apportée par le GSSE. Plusieurs protéines ont été identifiées et quantifiées en comparant le protéome cérébral total chez les rats dans les différentes conditions de traitements. On a eu recours à des outils de bioinformatique qui nous ont permis de conclure que ces protéines significativement différenciées sont principalement liées à la voie de la phosphorylation oxydative, de la glycolyse / néoglucogenèse et celle de la signalisation du calcium. Ces résultats ont été confirmés par la mesure de quelques activités enzymatiques métaboliques. Fait intéressant, qu’elles soient sous ou surexprimées par le traitement du HFD, le GSSE corrige l’effet délétère apporté aux différentes protéines et enzymes suite au traitement du HFD. D’autres voies métaboliques cérébrales ont été induites par le GSSE telle que le « HIF signaling pathway ». Ces résultats nous permettent de fournir un élan pour l’investigation thérapeutique du GSSE contre différents désordres métaboliques
The effects of GSSE (Grape seed and skin extract) extracted from grapes particularly rich in antioxidants have been studied to prevent metabolic and cardiovascular disorders related to obesity. Obesity is characterized by an ectopic accumulation of fat in non-adipose tissues such as the brain. This cerebral lipotoxicity induces chronic inflammation of the brain. In this work, using quantitative proteomic analysis, biochemical and bio-informatic tools allows us to identify actors of metabolic and biological pathways that were disregulated in brain of experimentally-induced obese rats and corrected by GSSE treatment. While our data are consistent with previous findings of obesity-induced brain lipotoxicity, such as enhancement of proteins belonging to the OXPHOS and calcium pathways, they also unveiled novel pathways including the up-regulation of HIF-signaling pathway in HFD brains. In the same context, GSSE abrogated HFD-induced signaling pathway elevation either by modulating several proteins or by inducing some others that were not affected by HFD

Introduction : Ce programme de recherche visait à étudier l'impact d'une intervention de 8 mois entrainant une perte de poids induite par l'activité physique et la nutrition sur la santé osseuse chez des adolescents obèses. L'objectif global de cette thèse était d'examiner l'impact d'une intervention de perte de poids sur les paramètres osseux chez les adolescents obèses.Méthode : Soixante-cinq adolescents ont été recrutés : 31 (6 garçons) obèses pour le groupe intervention (âge : 13,61 (1,27)), 23 adolescents de poids normal (NW) (âge : 15,90 (0,43)) et 11 (4 hommes) adolescents obèses pour le groupe témoin (14.02 (1.39)). Le critère d’évaluation principal concernait la densitométrie osseuse par DXA (corps entier, colonne vertébrale, hanche). Les critères d'évaluation secondaires comprenaient la composition corporelle (DXA), la géométrie et la résistance des os (analyse structurelle de la hanche) et des biomarqueurs osseux (propeptide N-terminal (P1NP) procollagène de type 1, estradiol C-télopeptide (CTx), leptine). Les données ont été collectées au départ à 4 mois et à 8 mois. Les données ont été ajustées en fonction des changements de poids corporel, de masse grasse et de masse maigre.Résultats : Comparés au groupe contrôle de poids normal, les adolescents obèses présentaient une densité osseuse non ajustée et ajustée inférieure. Suite à la perte de poids (~ -11%), les adolescents obèses ont augmentés leur densité osseuse au corps entier (% Ob 3,22 (3,58) p <0,001) et à la colonne lombaire (% Ob 6,27 (12,45) p = 0,014). Cependant, ces valeurs restent inférieures à celles de leurs homologues contrôle de poids normal après ajustement aux variations de poids corporel. Après l’intervention entrainant une perte de poids, les estimations du risque de fracture sont restées élevée, en particulier au niveau du col étroit (buckling ratio (BR) 8,25 (2,00) p = 0,005) et ce malgré des adaptations positives de certaines propriétés géométriques (i.e. NN CSA, NN Z). De plus, les modifications de l'accrétion osseuse chez les adolescents obèses suivent une adaptation de type androgènes, cela est démontrée par une expansion périostée (% NW ∆ 0,69 (3,71); Ob ∆ 1,67 (9,11)) et une résorption endocorticale (% NW ∆ -2,11 (11,79); Ob ∆ 4,42 (10,56)). Dans le groupe intervention, les différences au regard des marqueurs osseux favorisent la formation osseuse au cours des 4 premiers mois alors que par la suite la résorption osseuse est favorisée.Conclusion : La fragilité osseuse chez les adolescents obèses a été démontrée par (1) une densité minérale osseuse inférieure corps entier et régionale pré et post-intervention par rapport aux contrôles normo-pondérés, (2) un indice de risque de fracture élevé après intervention au niveau du cou étroit, (3) des biomarqueurs osseux démontrant des z-scores, indices de découplage (uncoupling indices) et représentations qualitatives de la distribution du remodelage osseux inférieures. Les résultats de cette thèse contribuent aux recherches futures sur les liens entre os et obésité à l’adolescence
Introduction: This program of research targeted the impact of an 8-month weight loss intervention induced by physical activity and nutrition on bone health in adolescents with obesity. The overall aim of this thesis was to examine the impact of a lifestyle weight loss intervention on the bone parameters in adolescents with obesity. Method: Sixty-five adolescents were recruited: 31 (6 males) adolescents with obesity in the weight loss intervention (age: 13.61 (1.27)), 23 normal weight (NW) adolescents (age: 15.90 (0.43)) and 11 (4 males) adolescents with obesity in another control group (14.02 (1.39)). Primary outcomes targeted bone densitometry (whole body, spine, hip DXA). Secondary outcomes included body composition, bone geometry and strength (hip structural analysis) and bone biomarkers (procollagen type 1 N-terminal propeptide (P1NP), C telopeptide (CTx) estradiol, leptin). Data were collected at baseline, 4 months and 8 months. Data were adjusted for body weight, fat mass and lean mass changes.Results: Compared with the NW controls, adolescents with obesity displayed lower unadjusted and adjusted bone density. Following successful weight loss (~ -11%) adolescents with obesity increased whole body (%Ob ∆ 3.22 (3.58) p<0.001) and lumbar spine (%Ob ∆ 6.27 (12.45) p=0.014) BMD. However, values remain lower than their NW peers after adjustment to body weight changes. After the weight loss intervention, compromised estimates of fracture risk remained especially at the narrow neck (buckling ratio (BR) 8.25 (2.00) p=0.005), despite positive adaptations of some geometric properties (i.e. NN CSA, NN Z). Also, bone accretion changes in adolescents with obesity followed an androgen-like adaptation demonstrated by periosteal expansion (% NW ∆ 0.69 (3.71); Ob ∆ 1.67 (9.11)) and endocortical resorption (% NW ∆ -2.11 (11.79); Ob ∆ 4.42 (10.56)). Among the intervention group, differences in bone markers favoured formation during the first 4 months and favoured resorption in the remaining months.Conclusion: Bone fragility in adolescents with obesity was demonstrated by (1) baseline and post intervention lower whole body and regional BMD than NW controls, (2) post-intervention higher fracture risk index at the narrow neck, (3) bone biomarkers showing reduced z-scores, uncoupling indices and qualitative representations of the distribution of bone remodeling. Future investigations of links between bone and obesity during adolescence can be well informed by the results of this thesis

La 4e de couverture indique : "Système nerveux central (SNC), système immunitaire et système endocrine communiquent entre eux par le biais de diverses molécules (cytokines, neuropeptides), une dérégulation de cette communication pouvant aboutir à l'émergence de pathologies. Ainsi l'obésité apparaît comme un désordre à l'interface de ces trois systèmes, sous la dépendance de facteurs génétiques, environnementaux et centraux. Dans ce contexte, les virus neurotropes sont de bons candidats de dérégulation de l'homéostasie centrale en particulier dans l'hypothalamus, structure majeure dans le maintien de la balance énergétique. L'infection du SNC de souris par le CDV, un morbillivirus proche du virus humain de la rougeole, peut conduire à une obésité et représente ainsi un modèle expérimental pertinent pour analyser les altérations géniques viro-induites dans l'hypothalamus. Nous avons montré qu'à la réplication du CDV était associée (i) une réponse immune importante, objectivée par une induction de cytokines, (ii) un déséquilibre de la balance MMP/TIMP traduisant une altération de la matrice extra-cellulaire (iii) une perturbation hétérogène de l'expression de neuropeptides hypothalamiques impliqués dans l'intégration centrale de la leptine et maintenue dans l'hypothalamus des souris obèses (MCH). Le réseau leptinémique de ces souris est également modifié et se traduit par une augmentation des taux de leptine plasmatique et une diminution de l'expression de l'isoforme fonctionnelle du récepteur à la leptine spécifiquement dans l'hypothalamus des souris obèses. Une comparaison des populations d'ARNm par DDRT-PCR et SSH a mené à identifier de nouveaux gènes dont l'expression est modulée par l'infection virale et le phénotype des animaux infectés. Parmi ces gènes, nous avons isolé un messager inconnu (Urop11) fortement augmenté dans l'hypothalamus et le tissu adipeux des souris obèses. La caractérisation de ce gène a permis d'identifier une séquence nucléique pouvant correspondre à deux ARNm codant pour des protéines de 39 ou 110 aa (Urop 11-p39 et Urop 11-p110), localisés sur le chromosome 19 de la souris dans l'intron du gène ABPA1. Ces résultats apportent trois retombées majeures sur (i) le mode d'action du virus dans le cerveau notamment l'amplification de la réaction immune par les neurones dans un contexte global de neuro-immuno-virologie, (ii) l'analyse de mécanismes impliqués dans l'obésité et (iii) l'identification de nouveaux gènes. "

Le système endocannabinoïde (SEC) a récemment émergé comme un important modulateurde la prise alimentaire et de la balance énergétique. Les récepteurs cannabinoïdes de type 1(récepteurs CB1) et ses ligands endogènes, le 2-arachidonoyl-glycérol (2-AG) et l’anandamide(AEA), sont largement présents au sein du cerveau ainsi qu’au niveau des organespériphériques impliqués dans la régulation du métabolisme énergétique, tels que le foie, letissu adipeux, les muscles squelettiques, le pancréas et le tractus gastro-intestinal. Lastimulation pharmacologique des récepteurs CB1 conduit généralement à une augmentation dela prise et du stockage énergétique, tandis que les antagonistes CB1 exercent les effets opposéschez l’animal ainsi que chez l’homme. De surcroît, des corrélations ont été établies entre unesur régulation pathologique du SEC et les troubles métaboliques.Pourtant, plusieurs preuves indiquent que la relation entre le SEC et le métabolismeénergétique pourrait être plus complexe, probablement à cause de la multiplicité des sites oùle SEC peut agir à travers l’organisme. L’objectif général de ce travail de thèse fut dedisséquer les différents mécanismes par lesquels le SEC régule la prise alimentaire etl’équilibre énergétique. Le premier Chapitre de cette thèse détaille les mécanismes neuronauxmodulant l’équilibre énergétique chez les mammifères. Dans le Chapitre II, nous analysonsles différents types neuronaux cérébraux responsables de l’impact de la signalisation desrécepteurs CB1 sur la prise alimentaire stimulée. Dans le Chapitre III, nous proposons que leblocage pharmacologique des récepteurs CB1 exerce un effet anorexigène en agissant sur lesneurones périphériques sympathiques. Enfin, au cours du Chapitre IV nous disséquons le rôlepossible des récepteurs CB1 sur la balance énergétique.Les antagonistes CB1 ont été montrés comme n’exerçant que des effets anorexigènestransitoires, ceux-ci disparaissant après quelques semaines de traitement chez l’animal etquelques mois chez des patients obèses. De plus, les agonistes CB1 résultent en des effets biphasiques typiques. En effet, des doses faibles à modérées augmentent la prise alimentairechez l’animal tandis que de fortes doses diminuent les comportements d’ingestion. Lesrécepteurs CB1 sont exprimés sur différentes populations neuronales, dont les neuronesGABAergiques et glutamatergiques corticaux. Puisque l’activation des récepteurs CB1 induitgénéralement une réduction de la libération des neurotransmetteurs, il est probable que leseffets manifestement contradictoires des manipulations pharmacologiques soient dus à cetteexpression différentielle des récepteurs CB1. En combinant les approches pharmacologiqueset génétiques, nous avons montré que les récepteurs CB1 localisés au niveau du striatumventral sont associés à une action hypophagique via une inhibition de la transmissionGABAergique. Au contraire, les récepteurs CB1 cérébraux modulant les transmissionsexcitatrices sous-tendent l’effet orexigène bien connu des cannabinoïdes (Chapitre II).L’injection aiguë de l’antagoniste CB1, le SR141716 (Rimonabant) a un puissant effetanorexigène dans des conditions de prise alimentaire stimulée, telles que l’hyperphagieinduite par le jeûne. Néanmoins, la nature de cet effet (centrale versus périphérique) ainsi queles circuits neuronaux impliqués sont encore objets d’investigations. Dans le Chapitre III,nous mettons en évidence que l’hypophagie induite par le Rimonabant est indépendante d’unemodulation des transmissions GABAergique, glutamatergique corticale ou sérotoninergiquepar les récepteurs CB1 dans le cerveau, aussi bien que d’actions intrinsèques des récepteursCB1 au niveau de différents noyaux hypothalamiques. En fait, le Rimonabant inhibe la prisealimentaire stimulée en potentialisant directement l’activité du système périphériquesympathique.En ce qui concerne les fonctions métaboliques du SEC, il n’est actuellement pas encoreclairement établi si ce sont les récepteurs CB1 exprimés sur les neurones ou ceux localisés surles organes métaboliques périphériques qui jouent un rôle majeur dans le contrôle du stockageet de la consommation énergétique dans des conditions physiologiques ou pathologiques.Dans ce scenario, au Chapitre IV, nous montrons que les récepteurs CB1 neuronaux jouent unrôle clé dans le développement de l’obésité induite par la diète. Les souris mutantesconditionnelles caractérisées par une délétion des récepteurs CB1 au niveau des neurones duprosencéphale et des neurones périphériques sympathiques (connus pour contrôler la prisealimentaire et le poids corporel) mais pas au niveau des organes périphériques, exhibent unphénotype de type mince ainsi qu’une résistance à l’obésité induite par la diète. Ce phénotyperésulte d’une augmentation de l’oxydation des lipides et de la thermogenèse associée à unediminution de l’absorption énergétique due à une potentialisation de l’activité sympathique.Dans le Chapitre V, nous discutons de la signalisation neuronale des récepteurs CB1 commeune clé déterminante de l’action du SEC sur l’équilibre énergétique. Nous proposons que lesrécepteurs CB1 exercent un contrôle bimodal sur le comportement alimentaire et régulent lesdépenses énergétiques ainsi que l’activité du système nerveux sympathique. Les différencesentre le rôle des agonistes endogènes versus exogènes des récepteurs CB1, mais aussi entre lesagonistes versus antagonistes suggèrent que ces récepteurs pourraient bénéficier de propriétéspharmacologiques particulières à la signalisation du type cellulaire impliqué
The endocannabinoid system (ECS) has recently emerged as an important modulator of foodintake and energy balance. Cannabinoid type-1 (CB1) receptor and endogenous ligands, 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG) and anandamide (AEA), are largely present in the brain and inperipheral organs involved in the regulation of energy metabolism, such as liver, adiposetissue, skeletal muscle, pancreas and GI tract. Pharmacological CB1 stimulation generallyleads to an increase in energy intake and storage, whereas CB1 antagonists exert the oppositeeffects in both animals and humans. Furthermore, there is evidence of correlations betweenpathological ECS up-regulation and metabolic diseases.However, several pieces of evidence indicate that the relationship between the ECS andenergy intake and metabolism might be more complex than previously believed, likely due tothe different sites where the ECS could act in the body. The general aim of this Thesis workwas to dissect the different mechanisms through which the ECS regulates food intake andenergy balance. The first Chapter of this Thesis is an overview of the neuronal mechanismsregulating energy balance in mammals. In Chapter II, we analysed the brain neuronal typesresponsible of the impact of CB1 signalling on stimulated food intake. Chapter III, reveals thatthe pharmacological blockade of CB1 exerts anorectic effect acting at peripheral sympatheticneurons. Then (chapter IV) we dissected the possible impact of neuronal CB1 onto energybalance.CB1 antagonists were shown to exert only transient anorectic effects, which disappear afterfew weeks of treatment in animals and few months in obese patients. Furthermore, CB1agonists show typical biphasic effects, with low-to-moderate doses increasing food intake inanimals, and high doses decreasing ingestive behaviour. CB1 is expressed in many differentneuronal populations, including GABAergic and cortical glutamatergic neurons. As thegeneral effect of CB1 activation is a reduction of neurotransmitter release, it is possible thatthese apparently discrepant effects of pharmacological manipulations are due to thedifferential expression of the receptor. By using combined pharmacological and geneticapproaches we found that ventral striatal CB1 receptors are endowed with a hypophagicimpact through inhibition of GABAergic transmission. Conversely, brain CB1 receptorsmodulating excitatory transmission mediate the well-known orexigenic effects ofcannabinoids (Chapter II).The acute injection of CB1 antagonist SR141716 (Rimonabant) has an important anorecticeffect in condition of stimulated food intake, such as fasting-induced hyperphagia. However,the nature of this effect (central versus peripheral) as well as the neuronal circuits involved isstill matter of investigation. In Chapter III we show that rimonabant-induced hypophagia isindependent from CB1 modulation of GABAergic, cortical glutamatergic and serotoninergictransmission in the brain, as well as intrinsic actions of CB1 in different hypothalamic nuclei.In fact, rimonabant inhibits stimulated food intake by directly enhancing peripheralsympathetic actions.In relationship to metabolic functions of the ECS, it is not yet clear whether CB1 receptorsexpressed on neurons or on peripheral metabolic organs play a major role in the control ofenergy storage and consumption in both physiological and pathological conditions. In thisscenario, in Chapter IV, we show that neuronal CB1 receptors play a key role in thedevelopment of diet-induced obesity. Conditional mutant mice lacking CB1 expression inforebrain neurons and sympathetic peripheral neurons, known to control food intake and bodyweight, but not in peripheral organs, displayed a lean phenotype and resistance to diet-inducedobesity. This phenotype results from an increase in lipids oxidation and thermogenesis and adecrease in energy absorption due to an increase of the sympathetic tone.As discussed in the Chapter V, neuronal CB1 signalling is a key determinant of the ECSaction on energy balance, by exerting a bimodal control of feeding behaviour and byregulating energy expenditure and sympathetic nervous system activity. The differencesbetween the role of endogenous versus exogenous CB1 agonists, as well as between agonistsversus antagonists suggest that this receptor may have different pharmacological propertiesaccording to the cell type-specific signalling involved

L'obésité et le diabète sont associés à des complications cutanées, en particulier des fonctions dermiques impliquées dans le maintien de la résistance mécanique de la peau. Cependant, les mécanismes par lesquels l'obésité provoque la fragilité du tissu cutané sont peu étudiés. Notre travail consistait à évaluer les effets d'un régime hypercalorique sur la microcirculation cutanée et les conséquences sur le développement de lésions cutanées. Les études ont été réalisées chez des souris C57Bl6/J développant une obésité induite par une alimentation enrichie en graisse et en sucre pendant 2, 4, 12 et 20 semaines. Les propriétés de la microcirculation cutanée sont évaluées par les variations du flux sanguin en réponse : 1) à l'acétylcholine afin de déterminer la vasodilatation endothélium-dépendante, 2) au nitroprussiate de sodium afin de déterminer la vasodilatation endothélium-indépendante, 3) à l'application de la pression locale afin de déterminer la vasodilatation induite par la pression (PIV). Ces études sont complétées par des explorations métaboliques (IPGTT, IPITT), morphologiques, immuno-histologiques et biochimiques pour caractériser les quatre modèles. Enfin, chaque modèle a été testé pour l'incidence d'ulcère de pression par l'application d'une pression unique de 85 mmHg. Dans ce travail de thèse, nous avons mis en évidence de nombreux mécanismes de compensation accompagnant l'évolution de l'obésité et qui permettent de maintenir les fonctions vasculaires intactes et permettent de s'adapter à l'environnement inflammatoire induit par l'alimentation hypercalorique. La PIV est un outil de diagnostic nous permettant d'évaluer l'intégrité de la fonction neurovasculaire et prédire l'incidence de lésions cutanées
Obesity and diabetes are associated to skin pathophysiology, particularly the dermal functions involved in maintaining the skin’s mechanical strength. The underlying mechanisms in pressure ulcer during obesity remain unclear. In this study we evaluated the effects of a hypercaloric diet on the cutaneous microcirculation and its consequences on pressure sores. C59Bl6/J mice were fed a high fat and high sugar diet during 2, 4, 12 and 20 weeks. Microvascular properties were assessed by measuring the skin blood flow variations in response to 1) acetylcholine in order to determine the endothelium-dependent vasodilation, 2) sodium nitroprusside in order to determine the endothelium-independent vasodilation, 3) local pressure application in order to determine the pressure-induced vasodilation (PIV). Each model was characterized for metabolic assessment (IPGTT, IPITT), hisological, immune-histological and biochemical measurements. Finally, each model was tested for pressure ulcer incidence with a 85 mmHg pressure application on skin layers. In this study, we found that obesity is a pathology in constant evolution that is associated with many compensatory mechanisms for maintaining vascular functions and for the adaptation of the skin tissue to an inflammatory environment induced by a hypercaloric diet. PIV has become a useful tool for pressure ulcer prediction

Introduction : Les acides biliaires (AB) sont des molécules connues pour digérer les lipides. En activant le récepteur couplé à la protéine G Takeda 5 (TGR5) dans les tissus périphériques, ils peuvent également servir de molécules de signalisation pour réduire le poids corporel et améliorer le profil glycémique. L'activation de TGR5 peut aussi augmenter la dépense énergétique dans le tissu adipeux, mais les voies métaboliques impliquées dans ces effets sont encore mal connues. Ces observations impliquent une action anti-obésité du TGR5. Cependant, toutes les études sur les AB dans la balance énergétique se sont concentrées exclusivement sur des tissus périphériques. Comme le principal centre de convergence des signaux nutritifs, hormonaux et environnementaux se trouve dans le cerveau, et en particulier dans l'hypothalamus, nous avons émis l'hypothèse que l'activité hypothalamique du TGR5 pourrait moduler la balance énergétique, en particulier dans un contexte d’obésité. Objectif : Démontrer la fonction du système AB – TGR5 dans des populations de cellules hypothalamiques connues pour contrôler l’homéostasie énergétique et étudier sa pertinence pour le traitement de l’obésité. Méthodes : Des canules intra-cérébro-ventriculaires (ICV) ont été implantées sur des souris mâles C57Bl6/J minces (sous régime standard) ou obèses (sous régime riche en graisses) pour permettre l'administration pharmacologique aiguë ou chronique des agonistes du TGR5. Des souris TGR5flox/flox ont été utilisées pour provoquer la délétion du récepteur dans l'hypothalamus médio-basal (HMB), par l’injection in situ d’un AAV-Cre. Nous avons mesuré le poids corporel, prise alimentaire, composition corporelle, sensibilité à l'insuline, niveaux des AB hypothalamiques et plasmatiques et dépense énergétique. Pour bloquer la signalisation sympathique, nous avons exposé les souris à un environnement de thermoneutralité (30°C) ou à une sympathectomie chimique. Des marqueurs de la lipolyse, de la thermogenèse ou du métabolisme thyroïdien ont été mesurés dans le foie, le tissu adipeux et l’hypothalamus par qPCR ou western blot. Toutes les études ont été approuvées par le comité d'éthique en expérimentation animale de l'Université de Bordeaux. Résultats : Nous montrons que les transporteurs du TGR5 et des AB s’expriment dans l’HMB et que les souris obèses ont une diminution des AB dans la circulation et l’hypothalamus. L'administration aiguë d'agonistes du TGR5 (ICV ou intra-HMB) réduit la prise alimentaire et le poids corporel chez les souris obèses, tout en améliorant leur sensibilité à l'insuline. De plus, l'administration chronique ICV de l’agoniste réduit le poids corporel et l'adiposité, tout en augmentant la dépense énergétique et les marqueurs de l'activité sympathique dans le tissus adipeux. La thermo-neutralité ainsi que la sympathectomie chimique atténuent ces effets, démontrant que l’activité du récepteur TGR5 nécessite un tonus sympathique accru. La délétion de TGR5 dans le HMB (souris TGR5flox/flox) n'a aucun effet chez les souris minces. Cependant, l’exposition à une nourriture riche en graisse augmente rapidement leur poids, prise alimentaire et adiposité. Lors de l’exposition au froid (4 heures à 4°C), l’expression des marqueurs de lipolyse et thermogenèse dans le tissu adipeux était atténuée, suggérant une interruption de la signalisation sympathique. Enfin, la suppression du TGR5 dans le HMB de souris déjà obèses augmente l'adiposité en induisant une hyperphagie, aggravant l’obésité. Conclusions : Nos résultats prouvent l’existence d’un système fonctionnel du TGR5 hypothalamique, un récepteur des AB. Nous montrons pour la première fois que l'activation du TGR5 dans le HMB induit une myriade d'effets qui améliorent des paramètres métaboliques, et que cela dépend de l'activation du système nerveux sympathique. Ainsi, nous dévoilons un nouveau mécanisme d'action pour des potentiels traitements contre l'obésité
Introduction: Bile acids (BA) are cholesterol-derived molecules mostly known for their role in digesting lipids. By activating the Takeda G protein coupled receptor 5 (TGR5) in peripheral organs, they can also act as signaling molecules to reduce body weight and improve glucose homeostasis. Notably, TGR5 activation can increase energy expenditure in brown adipocytes, although the metabolic pathways involved in these effects are not yet clear. These outcomes imply an anti-obesity function for TGR5. However, all studies investigating BA in energy balance have exclusively focused on peripheral tissues. Since the major center of convergence of nutrient, hormonal, and environmental cues is the brain, particularly the hypothalamus, we hypothesized a role for TGR5 in this brain structure, suggesting that hypothalamic TGR5 activity may participate in energy balance, specifically under dietinduced obesity. Objective: To demonstrate the function of the BA – TGR5 system in hypothalamic populations known to control energy homeostasis, and disentangle its relevance for the treatment of diet-induced obesity. Methods: C57Bl6/J male mice that were either lean (standard chow) or diet-induced obese (60% high-fat diet; HFD) were implanted with an intra-cerebroventricular (ICV) cannula for the pharmacological delivery of TGR5 agonists. TGR5flox/flox mice were used to target the sitespecific deletion of the receptor within the mediobasal hypothalamus (MBH), through the stereotaxic delivery of AAV-Cre. The following metabolic outputs were measured: body weight, food intake, body composition (EchoMRI analyzer), insulin sensitivity, serum and hypothalamic BA (liquid mass spectrometry), and energy expenditure (TSE Phenomaster system). To block sympathetic signaling, we exposed mice to thermoneutrality (30°C) or performed chemical sympathectomy (6-hydroxydopamine; 80mg/kg i.p.). Markers of lipolysis, thermogenesis, and thyroid metabolism were measured in the liver, adipose and hypothalamic tissues by qPCR or western blots. All studies received the approval from the animal ethical committee of the University of Bordeaux. Results: We demonstrate that TGR5 and BA transporters are expressed in the MBH and that diet-induced obese mice have decreased circulating and hypothalamic BA. Acute ICV or intra-MBH administration of TGR5 agonists reduced food intake and body weight in dietinduced obese mice only, and improved insulin sensitivity. Accordingly, chronic ICV administration of the TGR5 agonist in obese mice reduced their body weight and adiposity, while increasing energy expenditure and mRNA markers of sympathetic activity in the adipose tissue. Indeed, experiments conducted at thermoneutrality or chemical sympathectomy blunted these effects, demonstrating that central TGR5 effects require an enhanced sympathetic tone. By using TGR5flox/flox mice coupled with the delivery of an AAVCre, we observed that the deletion of TGR5 in the MBH had no effect in chow-fed mice. However, a HFD switch rapidly increased their body weight, food intake and adiposity. When exposed to the cold (4 h at 4°C), protein levels of lipolysis and thermogenesis markers in the adipose tissue were blunted, implying an interruption in sympathetic signaling to the periphery due to hypothalamic downregulation of TGR5. Lastly, Cre-dependent deletion of TGR5 in the MBH of already obese mice rapidly increased adiposity by inducing hyperphagia, worsening their obese phenotype. Conclusions: Our work proves the existence of a functional hypothalamic BA – TGR5 receptor system. We show for the first time that the activation of TGR5 in the MBH decreases body weight and adiposity, while increasing energy expenditure through recruitment of the sympathetic nervous system. Taken together, these results expose a new mechanism of action for potential anti-obesity therapies

Véritable enjeu de santé publique, l’obésité et ses complications seraient la conséquence d’un état inflammatoire chronique de bas-grade qui pourrait résulter de la présence dans le sang de composés bactériens, les lipopolysaccharides (LPS), état appelé endotoxémie métabolique. Le premier objectif de cette thèse était de comprendre pourquoi les LPS, initialement contenus dans le microbiote, sont capables de traverser l’intestin et d’entrer dans le système sanguin. Mon second objectif était d’étudier l’impact de la composition du microbiote dans le contrôle de la satiété par le nerf vague, lien de communication entre l’intestin et le cerveau. Pour cela, un modèle de rats soumis à un régime obésogène a été utilisée.Mes travaux ont montré que la consommation d’un régime obésogène induisait une perte de la fonction de barrière intestinale au niveau de l’iléon caractérisée par une baisse des défenses mucosales et une augmentation de la perméabilité au LPS. L’obésité est également caractérisée par une altération du comportement alimentaire, avec notamment une réduction de la sensibilité aux signaux de satiété. Nous avons montré que ni l’obésité ni le pourcentage de lipides du régime n’étaient responsables de cette perte de sensibilité aux signaux de satiété mais que l’altération du microbiote en serait le contributeur principal. Ainsi, l’endotoxémie métabolique serait le résultat d’une augmentation du passage transepithelial de LPS, qui, une fois dans le sang, pourraient atteindre, entre autres, le nerf vague où ils perturberaient les signaux intestinaux de satiété
A real public health issue, obesity and its associated metabolic and behavioral disorders are the consequences of a state of low grade chronic inflammation that might originate from the presence in host plasma of gut-derived bacteria components, lipopolysaccharides (LPS). This present state is called metabolic endotoxemia. The first aim of my thesis was to understand why, in diet-induced obesity (DIO), LPS initially contained in the gut lumen, are able to cross the intestine and enter into the circulatory system. My second aim was to investigate the effect of gut microbiota composition and LPS on the satiety regulation by the vagus nerve, the main communication pathway between the gut and the brain. To answer these questions, we have mainly used a DIO rat model.We showed that consumption of WD induced a loss of ileal barrier function characterized by a reduction in mucosal defenses associated to elevated LPS permeability. Obesity is also characterized by an alteration in feeding behavior including a decreased sensitivity to intestinal satiety signals. We showed that neither obesity nor the lipid percentage of the diet triggers loss of sensitivity to satiety signals but that gut microbiota alterations could rather be the main driver. Hence, metabolic endotoxemia could result from an increased transepithelial passage of LPS, which once spread in the blood could reach, among other things, the vagus nerve where they could disrupt intestinal signals of satiety

L’obésité et le diabète sont associés à des complications, notamment une fragilité cutanée. Celle-ci pourrait être associée à une altération du métabolisme du glucose et à une augmentation du tissu adipeux sous-cutané. Il a été montré que l’hypoderme pourrait avoir une fonction spécifique pour la peau. Notre travail a consisté d’une part à caractériser l’adiposité hypodermique et à étudier son influence dans la réactivité du tissu cutané en réponse à des pressions faibles ou fortes chez des souris obèses et d’autre part à étudier le processus de cicatrisation. Les fortes pressions augmentent la fragilité cutanée ce qui peut aboutir à des lésions, notamment des ulcères de pression. Les études ont été réalisées chez des souris C57BL/6J développant une obésité induite par une alimentation riche en lipides et en sucres pendant 4 et 12 semaines. La taille des adipocytes de l’hypoderme a été mesurée ainsi que leur réponse lipolytique en présence ou non d’insuline. La réactivité tissulaire a été évaluée en mesurant les variations du flux sanguin en réponse : 1) à l’application d’une pression locale faible afin de déterminer la vasodilatation induite par la pression (PIV), 2) par iontophorèse d’acétylcholine ou de nitroprussiate de sodium. Afin d’explorer le processus spécifique d’ulcère de pression chez les souris obèses diabétiques, une compression par cycles d’ischémie-reperfusion a été réalisée. Ces études ont été complétées par des explorations métaboliques, histologiques et biochimiques. Par ailleurs nous avons déterminé l’impact de l’augmentation de l’adiposité sur des fibroblastes dermiques in vitro afin de mieux comprendre le processus de cicatrisation.Dans ce travail de thèse, nous avons mis en évidence une augmentation de l’adiposité hypodermique associée à une insulinorésistance tissulaire et systémique. Nous avons également montré un retard de cicatrisation en fonction de l’évolution de l’obésité et des réponses micro vasculaires diminuées post cicatrisation par rapport à une peau non lésée
Obesity and diabetes led to complications, including skin fragility. Skin fragility could be associated to a glucose metabolism alteration and a subcutaneous adipose tissue increase. It has been shown that hypodermis could have a specific function for the skin. Our work consisted on the one hand in characterizing the dermal adiposity and studying its involvement in the skin tissue reactivity in response to low or high pressures in obese mice and, on the other hand, in studying the healing process. High pressures increase cutaneous fragility which can lead to skin wounds, in particular pressure ulcers. This study was realized using C57BL/6J male mice with a diet-induced obesity. C57BL/6J mice were fed a high fat and high sugar diet during 4 or 12 weeks. Hypodermis adipocytes size was measured as well as their lipolytic response in presence or absence of insulin. The skin tissue reactivity was assessed measuring the skin blood flow variations in response to 1) a local pressure application in order to determine the pressure-induced vasodilation (PIV), 2) an acetylcholine or sodium nitroprusside iontophoresis. To examine the specific mechanism of the pressure ulcer in obese diabetic mice, a compression with ischemia-reperfusion cycles was realized. Metabolic assessment, histological and molecular biological studies were carried out to characterize each stage of healing through obesity. Furthermore, we determined the adiposity increase on dermal fibroblasts in vitro to better understand the healing process. In this thesis work, we have highlighted a hypodermis adiposity linked to a tissue and a systemic insulin resistance. We have also showed a delayed healing depending on the evolution of the obesity. The microvascular responses were decreased post healing compared to a non-wounded skin