Dissertations / Theses on the topic 'Polyphénols végétaux – Oxydation'

Les ellagitannins C-arylglycosidiques constituent une famille de polyphénols présents notamment dans les bois du chêne et du châtaigner. Le vin élevé en fût en extrait les ellagitannins. Notre étude s’est attachée à mieux comprendre la réactivité de la vescalagine, ellagitannin majeur du bois de cœur du chêne, envers les molécules nucléophiles du vin, ainsi que l’oxydation par l’air des produits de condensation formés. Les nucléophiles étudiés ici sont l’oenine, le glutathion, le trans-resvératrol, et la procyanidine B2. La démarche de synthèse organique mise en œuvre a consisté en l’hémisynthèse de dérivés de la vescalagine, permettant leur caractérisation précise par RMN. Un mécanisme général de substitution nucléophile stéréosélective sur la vescalagine en milieu acide a ainsi pu être mis en évidence. La vescalagine-oenine formée, de couleur violette, produit un effet bathochrome par rapport au pigment naturel du raisin. L’oxydation à l’air libre de l’acutissimine A a ensuite montré la formation de la mongolicaïne A et d’un analogue du camelliatannin G, deux composés précédemment extraits de Quercus mongolica et Camellia japonica. L’oxydation des tannins complexes formés à partir des ellagitannins C-arylglycosidiques se déroule donc de la même façon au cours du vieillissement du vin en barrique et dans le métabolisme de plantes, formant deux types d’unités caractéristiques, une cyclopenténone et une lactone, suivant deux mécanismes dont les étapes initiales sont communes : l’oxydation suivie d’une attaque nucléophile intramoléculaire du cycle galloyle I. Enfin, la mongolicaïne A et la glutathionylvescalagine ont été détectées dans un vin rouge vieilli en fût.

Les procyanidines sont les composés phénoliques les plus abondants dans les pommes. Au cours de la transformation des pommes en moûts, les procyanidines sont l’une des principales cibles des quinones de l’acide caféoylquinique, formées par oxydation enzymatique (PPO). Dans la pomme, les procyanidines sont bien connues. En revanche, peu de données existent concernant leur oxydation et les produits qui en résultent. Des procyanidines oligomères ont été purifiées. L’oxydation des procyanidines dimères est réalisée en solution modèle jus de pomme. Les produits d’oxydation sont caractérisés par CLHP-SMⁿ, avec en parallèle une étude cinétique. Parmi ces produits d’oxydation qui résultent davantage des voies de dimérisation et d’addition intramoléculaire que d’un mécanisme de polymérisation, la procyanidine A2 a été identifiée. Les propriétés tannantes sont étudiées par turbidimétrie et par CLHP-SM. Les produits d’oxydation sont globalement plus tannants que les procyanidines natives. L’exploration des moûts, des cidres et des jus de pomme a permis de repérer un marqueur de l’oxydation des procyanidines dimères
Procyanidins are the most abundant phenolic compounds in both table and cider apples. During apple processing into juice, procyanidins are considered as one of the most important target for quinones of caffeoylquinic acid, which are generated by PPO. In apple, procyanidins are well known. By contrast, scarce data are available concerning their oxidation and the resulting products. Procyanidins dimers and fractions of oligomers have been purified. Oxidation of procyanidin dimers has been carried out in apple juice like model solution. The oxidation products have been characterised by HPLC-MSⁿ, with in parallel a kinetic study. Among oxidation products which mainly result from dimerisation and intramolecular addition, procyanidin A2 has been identified by comparison to a standard. The tanning properties have been studied by turbidimetry and by HPLC-MS. The oxidation products have globally a more important tanning effect than native procyanidins. The exploration of musts, ciders and apple juices allows to identify a marker of dimeric procyanidin

Le rat traité par la streptozotocine correspond à un diabète insulinoprive sans insulino-dépendance. Dans cette étude, nous avons montré qu'aussi bien un extrait total de polyphénols issus du vin rouge, l'éthanol ou leur association, possédaient des propriétés antidiabétiques, l'action des polyphénols correspondant à une diminution de l'absorption de nourriture alors que celle de l'éthanol à une correction de l'état diabétique lui-même. Le régime enrichi en fructose mime le syndrome X humain. Nous avons montré pour la première fois que les polyphénols du vin ou du raisin prévenaient non seulement l'hypertension artérielle, mais également l'hypertrophie cardiaque. Ces effets sont associés à une baisse de la production de radicaux libres cardiaques et aortiques, eux-mêmes reliés à une diminution de l'expression de la NADPH oxydase membranaire. Nous avons également montré des effets différentiels des extraits polyphénoliques enrichis en différentes familles de polyphénols.

La tomate, fruit largement consommé frais mais aussi sous forme transformée, est reconnue pour ses qualités nutritionnelles. Riche en microconstituants, tels les caroténoïdes (le lycopène en particulier), les composés phénoliques et la vitamine C, sa consommation régulière permettrait de réduire les risques de maladies cardiovasculaires et de certains cancers. Cependant, les traitements thermiques appliqués lors de la préparation industrielle de produits à base de tomate peuvent être à l'origine de réactions chimiques entraînant la dégradation de ces antioxydants. D'autre part, l'ajout d'huile végétale, pour la préparation de la sauce tomate notamment, met en jeu des réactions d'oxydation des lipides pouvant contribuer à l'instabilité de ces microconstituants. L’objectif principal de cette thèse est la détermination des cinétiques réactionnelles impliquées dans l’évolution des microconstituants de la tomate lors des procédés industriels de transformation.Dans un premier temps, une étude qualitative et quantitative sur plusieurs produits industriels (concentrés, pulpe, sauces) à base de tomate a été menée afin de déterminer les microconstituants marqueurs de la qualité nutritionnelle : (E)-lycopène et (E)-β-carotène pour les caroténoïdes, rutine, 7-O-glucosyl-naringénine et acide chlorogénique pour les composés phénoliques ainsi que les vitamines C et E ont été retenus. Cette première étude a permis de déterminer l’impact de procédés industriels sur les teneurs en microconstituants pour des produits collectés en entrée et en sortie de process pour deux usines de la région PACA.Par la suite, la stabilité des 7 marqueurs sélectionnés a été étudiée dans trois systèmes modèles modélisant la sauce tomate à des températures simulant des conditions de cold et hot breaks. Ces systèmes modèles comprennent un milieu aqueux acide (pH 3,8) contenant de l’amidon, un milieu lipidique constitué d'huile et de phospholipides végétaux et une émulsion H/E (huile dans eau) intégrant ces divers constituants. L’oxydation des lipides et son éventuelle protection par les microconstituants ont été évaluées par détermination de l'évolution des teneurs en diènes conjugués et trilinoléine. Parmi tous les antioxydants, la vitamine C s'est avérée être le moins stable en émulsion comme en milieu aqueux; sa vitesse d'oxydation est influencée par la teneur en oxygène dans le milieu. Les teneurs en composés phénoliques sont peu affectées, même à haute température (95 °C) tandis que les caroténoïdes s'isomérisent rapidement quelles que soient les conditions appliquées. Dans l'émulsion modèle, l'oxydation lipidique est nettement accélérée quand la température s'élève et tous les marqueurs se dégradent plus rapidement qu'en milieu aqueux ou lipidique.La détermination des constantes de vitesses a été réalisée, soit individuellement pour chaque cinétique, soit par desapproches globales (modèle oxydation lipidique et modèle stoechio-cinétique). Ce dernier modèle a pour but de proposer des conditions limitant l’oxydation lipidique et la dégradation des microconstituants de la tomate au cours des procédés
Tomato is a fruit widely consumed either fresh or processed possessing recognized nutritional qualities. Rich in microconstituents like carotenoids (such as lycopene), phenolic compounds and vitamin C, its regular consumption could reduce risks of cardio-vascular diseases and cancers. However, thermal treatments applied during industrial preparation of tomato products may involve various chemical reactions leading to the degradation of these antioxidants. Besides, addition of vegetable oil for the preparation of tomato sauce may lead to lipid oxidation contributing to the microconstituent instability.The main objective of this thesis is the determination of reaction kinetics for tomato microconstituents during industrial processing.First, a qualitative and quantitative study on several industrial tomato products (pastes, pulp, sauces) was carried out in order to select markers of the nutritional quality: (E)-lycopene and (E)-β-carotene for carotenoids, rutin, naringenin 7-O-glucoside and chlorogenic acid for phenolics as well as vitamins C and E. Additionally, an impact of processing was determined for industrial products collected before and after processing in two different plants in the PACA Region. Then, the stability of the selected markers was studied in model systems mimicking tomato sauce at hot and cold break temperatures. For this purpose, three model systems were developed: an aqueous model containing starch, a lipidic model consisting of vegetable oil and phospholipids and an O/W (oil-in-water) emulsion integrating all these constituents. Lipid oxidation and its possible protection by antioxidants were evaluated by the follow-up of conjugated dienes and trilinolein. Among all the antioxidants, vitamin C proved to be the least stable in both the emulsion and aqueous models. Its oxidation rate was found to be oxygen dependent. Phenolic compounds were little affected, even at high temperature (95 °C) whereas carotenoids rapidly isomerised whatever the conditions applied. In the emulsion model, lipid oxidation is clearly accelerated when the temperature increases and all markers are more rapidly degraded than in the aqueous or lipidic model. Rate constants were determined, either individually for each kinetics, either using global approaches (lipid oxidationmodel and stoichio-kinetic model). This last model aims at giving process conditions limiting lipid oxidation and microconstituent degradation

L'obésité se définit comme une accumulation anormale ou excessive de masse grasse corporelle pouvant nuire à la santé. En effet, surpoids et obésité concourent au développement de pathologies graves comme le diabète de type 2 et les maladies cardiovasculaires qui représentent un véritable problème de santé publique dans de nombreux pays et à La Réunion. Aussi, la recherche des mécanismes physiopathologiques associés à l'obésité constitue un enjeu scientifique et médical majeur. Dans l'organisme, c'est au niveau du tissu adipeux que le stockage de gras se localise, plus précisément dans les cellules adipeuses (adipocytes) provenant elles-mêmes de la maturation de cellules précurseurs appelées préadipocytes. Chez le sujet obèse, le tissu adipeux stockant un excès de gras, est le siège d'un stress oxydatif et d'une inflammation chronique qui concourent à la résistance à l'insuline, engendrant un état diabétique. Plusieurs données bibliographiques montrent les effets antioxydants et anti-inflammatoires des produits végétaux riches en polyphénols et soulignent leur intérêt dans le cadre de thérapies innovantes vis-à-vis de l'obésité. La Réunion dispose d'une grande variété de ressources végétales dont des plantes médicinales qui présenteraient des propriétés anti-inflammatoires, antidiabétiques et « anti-obésité ». Cependant, il manque des données scientifiques pour valider leur éventuel bénéfice santé. L'objectif du travail de thèse était d'évaluer l'impact des extraits riches en polyphénols antioxydants de plantes médicinales de La Réunion sur la réponse métabolique et inflammatoire des cellules adipeuses dans le contexte de la pathologie de l'obésité. Pour ce faire, trois plantes médicinales ont été sélectionnées pour leur utilisation en pharmacopée traditionnelle, à savoir Antirhea borbonica (Bois d’Osto), Doratoxylon apetalum (Bois de gaulette) et Gouania mauritiana (Liane Montbrun). Nos résultats ont mis en évidence les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des extraits végétaux sur des préadipocytes 3T3-L1 soumis à des médiateurs majeurs liés à l'obésité tels que l'agent pro-oxydant H2O2, la cytokine pro-inflammatoire TNF-α et l'agent bactérien LPS. Par ailleurs, nos données ont montré la capacité des extraits végétaux à potentialiser l'accumulation de gras induite par l'insuline, et à réduire la sécrétion de molécules pro-inflammatoires des adipocytes 3T3-L1soumis à un stress oxydatif. Une étude menée sur des souris rendues obèses par un régime riche en graisses contenant ou non l'extrait de la plante D. apetalum a confirmé la capacité de cet extrait végétal à améliorer le stockage de gras, le statut antioxydant et le profil inflammatoire du tissu adipeux des animaux obèses. Plusieurs cibles moléculaires ont été identifiées dont les facteurs de transcription PPARγ et NF-κB, l'enzyme antioxydante SOD ainsi que les adipokines de type leptine, adiponectine, TNF-α, IL-6 et MCP-1. En conclusion, ce travail de thèse a permis d'évaluer, pour la première fois, l'impact d'extraits riches en polyphénols antioxydants de trois plantes médicinales locales sur la réponse métabolique et inflammatoire des cellules adipeuses, dans le contexte de l'obésité. L'utilisation des modèles cellulaires et animaux développés au cours de ce travail permettra de poursuivre l'exploration des voies moléculaires impliquées et d'identifier de possibles nouvelles cibles thérapeutiques
During obesity, excess fat mass is accumulated in adipose tissue, more precisely in adipocytes, which the precursor cells are preadipocytes. Adipose tissue is the place of oxidative stress and chronic inflammation involved in insulin resistance and type 2 diabetes. Plants rich in polyphenol, known for their antioxidant and anti-inflammatory effects, are high of interest to fight against obesity. In La Réunion, medicinal plants are commonly used for these properties but few literature data exist. Our objective was to evaluate the impact of antioxidant polyphenol-rich extracts from medicinal plants of La Réunion, such as Antirhea borbonica (Bois d’Osto), Doratoxylon apetalum (Bois de gaulette), Gouania mauritiana (Liane Montbrun), on the metabolic and inflammatory response in adipose cells in the context of obesity. Our results have demonstrated antioxidant and anti-inflammatory properties of plant extracts on 3T3-L1 preadipocytes in presence of three mediators of inflammation. Plant extracts are able to potentiate fat accumulation induced by insulin reduce the secretion of pro-inflammatory molecules in 3T3-L1 adipocytes during oxidative stress. These results were confirmed by a study on animal model. The plant extract from D. apetalum improved storage fat, antioxidant status and inflammatory profile of adipose tissue of obese mice. This work lead to evaluated the impact of antioxidant polyphenol-rich extract from three medicinal plants on metabolic and inflammatory response in adipose cells in the context of obesity

Le stress oxydant, point commun entre le diabète, l'hypertension ou l'obésité, correspond à un déséquilibre entre les défenses antioxydantes endogènes (enzymes, vitamines. . . ) et la production de molécules pro-oxydantes (espèces réactives de l'oxygène, notamment) au profit de celles-ci. Les patients diabétiques présentent une diminution de leur capacité oxydante. En effet, les cellules β du pancréas sont vulnérables au stress oxydant mais peuvent être protégées par un apport exogène alimentaire d'antioxydants. Ceux-ci peuvent améliorer la glycémie; et la consommation modérée de vin rouge (polyphénols) réduit la mortalité liée aux maladies cardiovasculaires. Le but de ce travail a été de développer des outils de screening et d'analyses d'antioxydants d'origine naturelle et de les tester sur un modèle de rat intolérant au glucose. Deux composés aux effets protecteurs sur le stress induit sur des cellules β de rat (RINm5F) ont été retenus : les extraits de polyphénols de vin rouge Corbières (PP) et l'épigallocatéchine gallate (EGCG) du thé vert. Sur des rats rendus diabétiques par une nourriture hypercalorique et présentant un stress oxydant, ces composés et l'exercice physique ont montré des effets bénéfiques : l'EGCG réduit les marqueurs du stress oxydant alors que l'exercice et les PP diminuent la stéatose. Les trois diminuent l'hyperinsulinisme mais seul l'EGCG améliore la glycémie. La combinaison des trois traitements pourrait améliorer les différents paramètres étudiés. Ainsi des mesures hygiéno-diététiques combinées à une supplémentation antioxydante constitueraient des moyens prophylactiques efficaces pour lutter contre le stress oxydant dans le diabète de type 2
Oxidative stress, common point between endogenous antioxidative defences (enzymes, vitamins. . . ) and free radicals especially reactive oxygen species (ROS) in favour of these. Diabetic patients present a lack in antioxidative capacity. Pancreatic β-cells are very susceptible to oxidative stress but they can be protected by exogenous antioxidative molecules from diet. These antioxidants improve glycaemia and a moderate consumption of red wine, which contains antioxidative polyphenols, is associated to a reduction of mortality due to cardiovascular diseases. Oxidative stress and diabetes are strongly involved and the aim of my thesis was to develop some screening and analysing tools for natural antioxidative molecules and to test selected molecules on rat model of glucose intolerance. Thanks to these tools, two antioxidants with protective effect against oxidative stress on β-cells line (RINm5F) were selected: red wine polyphenols from Corbières (PP) and EGCG ( EpiGalloCatechin Gallate) from green tea. On rats become diabetic by high fat diet and presenting an oxidative stress, both antioxidants and exercise show benefic effects: EGCG reduces oxidative stress markers while exercise and PP decrease steatosis. All treatment seems to decrease hyperinsulinism while only EGCG improve glycemia. Combination of three treatments could improve more important different studied parameters. Thus, some dietary and lifestyle modifications associated to oxidative supply could be an effective prophylactic means to fight against oxidative stress in type 2 diabetes

Au cours du diabète, l’hyperglycémie provoque des altérations du système vasculaire aggravant les complications cérébrovasculaires comme l’accident vasculaire cérébral. En effet, l’hyperglycémie altère l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique qui sépare le cerveau du compartiment sanguin. Les cellules endothéliales cérébrales qui composent cette barrière hémato-encéphalique sont particulièrement affectées par le stress oxydatif et l’état pro-inflammatoire engendrés par l’hyperglycémie. Dans ce contexte, un intérêt croissant est accordé aux effets santé des polyphénols d’origine végétale dotés de propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. L’objectif du travail de thèse était d’évaluer les altérations fonctionnelles des cellules endothéliales cérébrales en condition hyperglycémique et de déterminer le rôle protecteur des polyphénols extraits de plantes médicinales de La Réunion. Pour ce faire, nous avons développé un modèle de cellules endothéliales cérébrales murines exposées à une hyperglycémie expérimentale ainsi qu’un modèle de souris rendues obèses et diabétiques par un régime riche en graisses puis placées en situation d’ischémie cérébrale lors d’un accident vasculaire cérébral provoqué par occlusion de l’artère cérébrale moyenne. Les polyphénols testés ont été extraits de quatre plantes médicinales réunionnaises traditionnellement utilisées pour des effets antidiabétiques. Nos résultats ont montré que l’hyperglycémie a causé un stress oxydatif, une réponse pro-inflammatoire avec adhésion monocytaire et une dérégulation de la production de marqueurs vasoactifs des cellules endothéliales cérébrales. En situation d’ischémie cérébrale, l’hyperglycémie a aggravé le volume de l’infarctus cérébral et la transformation hémorragique chez les souris obèses et diabétiques. De plus, l’hyperglycémie a provoqué l’altération de marqueurs redox et d’intégrité de la barrière hémato-encéphalique, et a exacerbé la neuroinflammation. Plusieurs cibles moléculaires ont été identifiées dont les enzymes antioxydantes Cu/ZnSOD et MnSOD, les médiateurs inflammatoires de type IL-6, TNF-a, MCP-1 et E-sélectine, les facteurs vasoactifs ET-1, eNOS et NO ainsi que les jonctions serrées ZO-1, ZO-2, claudine-5 et occludine. Le rôle de voies de signalisation clés impliquant NFκB, AMPK, Nrf2 et PPARg a été mis en évidence. De manière importante, les polyphénols ont exercé des effets antioxydants et anti-inflammatoires atténuant les altérations fonctionnelles des cellules endothéliales cérébrales et les complications cérébrovasculaires causées par l’hyperglycémie. Ces effets protecteurs des polyphénols ont été associés à leur détection au niveau cérébral et plasmatique ainsi que dans les cellules endothéliales cérébrales. En conclusion, ce travail de thèse a montré l’effet délétère de l’hyperglycémie sur la fonction endothéliale et le rôle protecteur des polyphénols. L’utilisation des modèles expérimentaux développés permettra d’approfondir l’exploration des mécanismes moléculaires impliqués et d’identifier de possibles cibles thérapeutiques innovantes
In diabetes, hyperglycemia leads to vascular alterations which aggravates cerebrovascular complications such as stroke. In fact, hyperglycemia alters blood-brain barrier integrity that separates the brain and the blood. Cerebral endothelial cells which composed blood-brain barrier are particularly affected by oxidative stress and pro-inflammatory state caused by hyperglycemia. In this context, there is growing interest in the health effects of plant-based polyphenols with antioxidant and anti-inflammatory properties. The objective of the thesis work was to assess the functional alterations of cerebral endothelial cells in hyperglycemic conditions and to determine the protective role of polyphenols extracted from medicinal plants from Réunion. To reach this objective, we have developed a model of murine cerebral endothelial cells exposed to experimental hyperglycemia as well as a model of mice rendered obese and diabetic by a high fat diet and then subjected to a cerebral ischemia-reperfusion by an occlusion of the middle cerebral artery. Polyphenols tested were extracted from four Reunionese medicinal plants traditionally used for anti-diabetic effects. Our results showed that hyperglycemia induced oxidative stress, pro-inflammatory response with monocytic adhesion and deregulation of the production of vasoactive markers in cerebral endothelial cells. In cerebral ischemia, hyperglycemia aggravated the size of the cerebral infarction and the hemorrhagic transformation in obese and diabetic mice. Additionally, hyperglycemia caused redox markers and the blood-brain barrier integrity alteration, and exacerbated neuroinflammation. Several molecular targets have been identified including the antioxidant enzymes Cu / ZnSOD and MnSOD, inflammatory mediators such as IL-6, TNF-a, MCP-1 and E-selectin, vasoactive factors ET-1, eNOS and NO as well as tight junctions ZO-1, ZO-2, claudin-5 and occludin. The role of key signaling pathways contained in NFκB, AMPK, Nrf2 and PPARg has been demonstrated. Importantly, polyphenols exerted antioxidant and anti-inflammatory effects attenuating functional alterations of cerebral endothelial cells and cerebrovascular complications induced by hyperglycemia. These protective effects of polyphenols have been associated with their detection in the brain and plasma as well as in cerebral endothelial cells. In conclusion, this thesis work has shown the deleterious effect of hyperglycemia on endothelial function and the protective role of polyphenols. The use of experimental models would allow to deepen the exploration of the molecular mechanisms used and to identify possible innovative therapeutic targets

Le stress oxydant (SO) induit par l’hyperglycémie favorise la déficience progressive de sécrétion d’insuline qui lui est associée (gluco-toxicité). Le stress oxydant peut toutefois se manifester en absence d’hyperglycémie lors du syndrome métabolique (SM), ou pré-diabète, et favoriser la survenue de complications cardiovasculaires tout en jouant un rôle dans le déficit insulino-sécrétoire. Il est également connu que les polyphénols, anti-oxydants naturels, sont susceptibles de prévenir les complications cardiovasculaires et l’apoptose des cellules ß. Des molécules pures issues de différentes familles polyphénoliques ont tout d’abord été étudiées in vivo sur un modèle de syndrome métabolique d’origine nutritionnelle (rat nourri par un régime enrichi en fructose). Nous avons montré leur action différentielle sur les différentes expressions du SM ainsi que leur propriété commune de prévention de la fibrose cardiaque, liée à leur activité anti-oxydante. Le mécanisme de deux polyphénols, la quercétine (Q) et le resvératrol (R), ainsi que celui d’un anti-oxydant synthétique, la N-acétyl cystéine (NAC), a été étudié sur un modèle de cellule ß insulino-sécrétrice (lignée INS1) en absence ou en présence de SO induit par H2O2. Seule la Q potentialise la sécrétion d’insuline induite par le glucose en sur-activant p42/44 MAPKinase (ERK1/2), une voie impliquée dans la régulation de la sécrétion d’insuline et la survie des cellules ß. De plus, seule la Q protège la fonctionnalité de la cellule ß vis-à-vis du SO en mettant en jeu une sur-activation de ERK1/2. Cet effet pourrait passer par une modulation de JNK, une voie activée par le SO et induisant une déphosphorylation d’ERK1/2
Oxidative stress (OS) induced by hyperglycaemia favors the progressive deficiency of insulin secretion through gluco-toxicity of endocrine pancreatic ß cells. OS can also occur in the absence of hyperglycaemia during metabolic syndrome (MS), or pre-diabetes, and favor the occurrence of cardiovascular complications and insulin secretion impairment. It is also known that the natural anti-oxidants polyphenols are susceptible to prevent cardiovascular complications and ß-cell apoptosis. In our work, we studied the effect of pure polyphenolic molecules from various families on a nutritionallyinduced MS model (the fructose-fed rat). We showed that the various polyphenols had differential effects on the various expressions of MS, and displayed similar effects on the prevention or cardiac fibrosis in relation with their anti-oxidant properties. The mechanism of two polyphenols, quercetine (Q) and resveratrol (R), as well as that of a synthetic antioxidant, N-acetyl cystein (NAC), were studied on a ß-cell model, the INS1 cell line, in the absence or presence of H2O2-induced OS. Q, but not R or NAC, potentiated glucose-induced insulin secretion and overactivated p42/44 MAPKinase (ERK1/2), a signaling pathways involved in the regulation of insulin secretion and ß-cell survival. Moreover, Q, but not R or NAC, protected ß-cell function against OS via ERK1/2 overactivation. This effect could possibly occur through the inhibition of JNK, a pathway activated by OS and a promoter of ERK1/2 dephosphorylation

La qualité nutritionnelle de la mangue se construit du champ à la mise sur le marché. Outre le stade de maturité à la récolte, les facteurs environnementaux comme l'irrigation en pré-récolte, ou la température de stockage en post-récolte peuvent avoir une incidence sur la composition du fruit. Les caractéristiques physico-chimiques de la mangue sont également reliées à sa réponse aux espèces réactives d'oxygène (ERO) générées naturellement par la maturation, mais aussi par les contraintes externes (stress abiotiques), avec une incidence directe sur la durée de vie commerciale et la qualité du fruit. Ce travail de thèse a pour objectifs d'évaluer les effets relatifs du stade de récolte, du déficit hydrique ou de la conservation au froid (7 et 12 °C) sur la capacité de réponse de la mangue Cogshall aux ERO et sa capacité de synthèse en caroténoïdes et en polyphénols, composés impliqués dans la qualité nutritionnelle et participant avec l'ascorbate à la régulation du stress oxydatif. L'identification des caroténoïdes et composés phénoliques de la mangue Cogshall, a permis (i) d'approfondir les connaissances existantes sur le cultivar et (ii) de disposer d'un référentiel pour évaluer l'impact des paramètres abiotiques étudiés. La maturation induit un stress oxydatif majeur, mais il est montré que le potentiel de régulation du stress oxydatif lié aux conditions environnementales est partiellement lié au stade de maturité. À la récolte à un stade vert-mature, le déficit hydrique appliqué se traduit par une augmentation du stress oxydatif, avec des teneurs plus élevées en H2O2 et des teneurs en ascorbate plus importantes pour les fruits les plus précoces, une synthèse des teneurs en composés phénoliques marquée. En revanche après maturation, le stress associé à la crise respiratoire estompe les tendances observées quel que soit le stade de récolte. La voie de biosynthèse des caroténoïdes est modulée par le déficit hydrique avec une accumulation marquée d'acide abscissique. Le stockage à basse température pendant 14 jours favorise le stress oxydatif. Après maturation à 20 °C, le stade de récolte et de la température appliquée vont moduler le métabolisme des mangues. Les fruits précoces stockés à basses températures ont les teneurs en caroténoïdes les plus faibles et une capacité de réponse peu développée aux ERO alors que des fruits plus avancés ont un système de défense plus actif et une meilleure accumulation des caroténoïdes. Enfin, les corrélations entre les descripteurs de qualité classiques et la composition des fruits mettent évidence des relations assez robustes entre teneurs en sucres et extrait sec soluble et caroténoïdes majoritaires et angle de teinte, mais montrent aussi des décalages entre caroténoïdes totaux et angle de teinte, entre acidité titrable et acides organiques, quand les fruits sont conservés au froid
The construction of mango nutritional quality begins in the field and ends on the shelf. In addition to the ripening stage at harvest, environmental factors such as irrigation and post-harvest storage temperature can influence fruit composition. The physico-chemical properties of mango are also related to its response to reactive oxygen species (ROS) that are naturally generated during ripening, as well as to external constraints (abiotic stress), which have a direct impact on shelf life and fruit quality. The aim of this thesis is to evaluate the effects of harvest stage, water deficit and cold storage (7 and 12 °C) on the response ability of Cogshall mango towards ROS and on its ability to synthesize carotenoids and phenolics compounds involved in nutritional quality and that contribute, with ascorbate, to the regulation of oxidative stress. The identification of carotenoids and phenolics from Cogshall mango made it possible to: (i) expand existing knowledge about this cultivar; and (ii) assess reference data in order to evaluate the influence of the abiotic parameters studied.Ripening induces a major oxidative stress, but it was shown that the regulation potential for oxidative stress linked to environmental conditions was, in part, driven by harvest stage. At harvest for the green-mature stage, the water deficit applied resulted in an increase in oxidative stress, with higher H2O2 and ascorbate contents for the earliest fruits, accompanied by a pronounced increase in phenolic content. However, after ripening, the stress linked to the respiration crisis eliminates the trends observed at harvest, regardless of the stage. The carotenoid pathway was modulated by water deficit with a marked accumulation of abscisic acid. Cold storage for 14 days encourages oxidative stress. After ripening at 20 °C, both harvest stage and storage temperature will modulate mango metabolism. Early fruits stored at low temperatures had low carotenoid contents and low ROS scavenging capacities, whereas later fruits had a more active defense system and a better accumulation of carotenoids. Finally, correlations between classic quality descriptors and fruit composition provided strong relationships between sugar contents and dry soluble extract and between major carotenoid contents and hue angle. However, discrepancies were observed between total carotenoids and hue angle and between titratable acidity and organic acid contents when fruits were kept in cold storage

L’hyperglycémie associée au diabète de type 2 induit des complications vasculaires menant à des désordres cérébrovasculaires, comme l’accident vasculaire cérébral. En effet, l’hyperglycémie altère l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique, et les cellules endothéliales cérébrales qui la composent sont particulièrement affectées. Le stress oxydant et l’état pro-inflammatoire engendrés par l’hyperglycémie jouent un rôle causal. Dans ce contexte, un intérêt croissant est accordé aux polyphénols d’origine végétale qui pourraient exercer une action antioxydante et anti-inflammatoire protectrice. L’objectif du travail de thèse était d’évaluer l’impact de l’hyperglycémie sur des marqueurs redox, inflammatoires et vasoactifs des cellules endothéliales cérébrales. L’action protectrice de l’insuline en tant qu’hormone hypoglycémiante clé a été explorée. De plus, nous avons étudié le rôle protecteur de polyphénols antioxydants extraits de la plante médicinale Antirhea borbonica de La Réunion. Pour ce faire, un modèle de cellules endothéliales cérébrales murines ainsi qu’un modèle animal d’ischémie cérébrale en condition d’hyperglycémie ont été utilisés. Nos résultats ont montré que l’hyperglycémie a induit un stress oxydant et une réponse pro-inflammatoire contribuant à une altération de la fonction endothéliale. Plusieurs cibles moléculaires ont été identifiées dont les protéines redox Nox4, Cu/ZnSOD, MnSOD, catalase et HO-1 ainsi que les facteurs vasoactifs ET-1, eNOS et NO. L’implication des médiateurs de signalisation Nrf2, AMPK, PI3K, JNK, ERK, p38 MAPK, NFκB et de la cytokine pro-inflammatoire IL-6 a été mise en évidence. L’insuline et les polyphénols ont exercé des effets antioxydants et anti- inflammatoires protégeant la fonction endothéliale. En situation d’ischémie cérébrale, l’hyperglycémie a exacerbé la dérégulation de l’état redox et pro-inflammatoire cérébral, associée à une altération de la barrière hémato-encéphalique. De plus, l’hyperglycémie a aggravé le déficit neurologique, le volume de l’infarctus cérébral et la transformation hémorragique. Les polyphénols ont exercé un rôle protecteur. L’acide caféique et son métabolite circulant, l’acide férulique, détectés au niveau cérébral, pourraient rendre compte de cette action protectrice. Des travaux complémentaires ont montré que les polyphénols protègent également contre l’altération de la fonction de cellules endothéliales aortiques humaines et la perte de vasorelaxation d’anneaux aortiques isolés de souris exposés à une hyperglycémie associée aux lipopolysaccharides de la bactérie Escherichia coli, qui sont des endotoxines liées de manière causale au contexte diabétique. En conclusion, ce travail de thèse a mis en évidence l’effet délétère de l’hyperglycémie sur la fonction endothéliale et le rôle protecteur de polyphénols antioxydants. L’utilisation des modèles expérimentaux développés permettra d’approfondir l’exploration des voies moléculaires impliquées et d’identifier de possibles cibles thérapeutiques innovantes
Type 2 diabetes promotes vascular complications, leading to cerebrovascular disorders such as stroke. Indeed, hyperglycemia alters the blood-brain barrier integrity by deregulating the cerebral endothelial cell function. Oxidative stress and pro-inflammatory response may play a causal role. Thus, the biological effect of plant polyphenols known to exert antioxidant and anti-inflammatory capacities is of high interest. We evaluated the impact of hyperglycemia on the production of redox, inflammatory and vasoactive markers of cerebral endothelial cells, and the protective effect of polyphenols from the medicinal plant Antirhea borbonica from Reunion island. The murine bEnd.3 cerebral endothelial cells and an ischemia-reperfusion mouse model exposed to hyperglycemia were used. Our results demonstrated that hyperglycemia induced an oxidative stress and a pro-inflammatory state, leading to cerebral endothelial dysfunction through the activation of specific signaling molecules. Importantly, polyphenols extracted from Antirhea borbonica counteracted hyperglycemia deleterious effects and protected cerebral endothelial cells. Moreover, hyperglycemia exacerbated oxidative stress and pro-inflammatory state promoting cerebrovascular damages and loss of endothelial barrier integrity in ischemia-reperfusion mice model. Polyphenols exerted antioxidant and anti-inflammatory activities, attenuating cerebrovascular damages. These findings suggest that polyphenols extracted from Antirhea borbonica exerted protective effects on cerebral endothelial cells and an ischemia-reperfusion mouse model against deleterious effects of hyperglycemia

L’obésité est la pathologie métabolique la plus répandue dans le monde, induisant le développement de maladies telles que la stéatose hépatique non-alcoolique et l’athérosclérose. L’approche nutritionnelle apparaît primordiale dans la prévention de ces désordres métaboliques. Des études ont démontré une relation inverse entre la consommation de végétaux et le développement de maladies métaboliques. L’objectif de cette étude est d’évaluer l’impact des conditions de culture et de conservation couplé à la variabilité génétique de deux végétaux (pommes et carottes) sur des modèles cellulaires dont la fonction est altérée lors de l’obésité (hépatocytes et adipocytes). Quatre variétés de pommes (Gala, Golden Delicious, Granny Smith et Pink Lady) ont été stockées selon quatre modes de conservation tandis que six variétés de carottes (Karotan, Bolero, Presto, Deep Purple, Kintoki et Blanche des Vosges) ont été cultivées selon quatre méthodes différentes. La stratégie de ce projet consiste en une mise en place de protocoles adéquats pour le criblage cellulaire dans différents processus métaboliques tels que l’apoptose, l’accumulation des lipides et le stress oxydant. Le criblage cellulaire a démontré une variabilité des effets des échantillons dépendant de la conservation, de la culture et de la variabilité génétique. Ces résultats ont permis de les classer en fonction de leurs effets bénéfiques. Les deux échantillons de pommes ayant le plus haut potentiel anti-apoptotique sur les cellules endothéliales ont été choisis afin de déterminer leurs mécanismes d’actions. Les résultats montrent que le mécanisme d’action de ces échantillons met en jeu la modulation du stress oxydant
Obesity is a metabolic disorder that is spreading worldwide. Obesity can lead to many diseases such as non-alcoholic fatty liver disease or atherosclerosis. Nutritional approach appears to be an essential strategy for the prevention of metabolic disorders. Indeed, some studies show the correlation between vegetables’ consumption and decrease of cardiovascular diseases.The aim of the study is to evaluate the impact of harvests and storages’ conditions coupled with genetic variability of two vegetables (apples and carrots) on cellular models in which their function is altered during obesity (hepatocytes and adipocytes). Four varieties of apple (Gala, Golden Delicious, Granny Smith and Pink Lady) have been used depending on four different types of storage whereas six varieties of carrots (Karotan, Bolero, Presto, Deep Purple, Kintoki and Blanche des Vosges) have been harvested in four different ways.The strategy of this project is to put some proper protocols for cellular screening in different metabolic processes such as apoptosis, adipocyte differentiation, lipid accumulation, and oxidative stress. Cellulars creening showed variabilities on samples effects depending on storage and harvest conditions, and genetic variabilities. These results allowed us to classify samples according to their most interesting beneficial effects. Then, we chose apple samples with the highest anti-apoptotic effects on endothelial cells in order to investigate their mechanisms of action. The results show that the ability of apple samples to reduce apoptosis is associated with the modulation of oxidative stress

La pathologie de l'obésité est définie comme un excès de masse grasse corporelle pouvant nuire à la santé. Elle constitue un véritable problème de santé publique dans de nombreux pays et à La Réunion. Dans l'organisme, c'est au niveau du tissu adipeux que le stockage de gras se localise, plus précisément dans les cellules adipeuses (adipocytes) provenant elles-mêmes de la maturation de cellules précurseurs appelées préadipocytes. Chez le sujet obèse, le tissu adipeux stockant un excès de gras est le siège d'un stress oxydatif et d'une inflammation chronique qui concourent à la résistance à l'insuline et au développement du diabète et de ses complications vasculaires. De nombreuses études montrent les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des produits végétaux riches en polyphénols et soulignent leur intérêt dans le cadre de stratégies innovantes vis-à-vis de l'obésité et de ses complications. La Réunion présente une multitude de ressources végétales comme les fruits tropicaux et de nombreuses plantes à parfums, aromatiques et médicinales qui exerceraient des effets bénéfiques pour la santé. Toutefois, il manque encore des données scientifiques pour les valider. L'objectif du travail de thèse était d'évaluer l'impact d'extraits riches en polyphénols antioxydants issus du curcuma et de fruits tropicaux de La Réunion sur la réponse métabolique et inflammatoire de la cellule adipeuse, en situation de stress oxydatif dans le contexte de la pathologie de l'obésité. Pour ce faire, le curcuma et neuf fruits tropicaux de La Réunion, à savoir l'ananas Victoria, la banane (grosse et petite variétés), le fruit de la passion, le letchi, la mangue (Américaine et José) et la papaye (Solo et Colombo) ont été sélectionnés. Nos résultats ont mis en évidence une variabilité du profil glucidique et des teneurs en micronutriments de type vitamine C, caroténoïdes et polyphénols. Pour la plupart des extraits végétaux étudiés, les polyphénols représentaient les antioxydants les plus abondants et leur présence a conféré aux extraits végétaux diverses propriétés biologiques. Celles-ci ont été explorées sur le modèle in vitro de cellules adipeuses 3T3-L1 exposées aux extraits végétaux riches en polyphénols, en situation de stress oxydatif induit par l'agent H2O2 ou des acides gras de type acides linoléique et arachidonique. Nos résultats ont mis en évidence les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires des extraits végétaux, ainsi que leur capacité à améliorer la réponse à l'insuline des cellules en terme d'accumulation de gras. De plus, tous les extraits végétaux ont exercé un effet protecteur contre la sur-production de molécules pro-inflammatoires induites en situation de stress oxydatif. Plusieurs cibles moléculaires ont été identifiées, dont les enzymes antioxydantes superoxyde dismutase et catalase, les facteurs de transcription PPAR-γ et NF-κB, ainsi que les adipokines de type adiponectine, IL-6, TNF-α et MCP-1. En conclusion, ce travail de thèse a permis de mettre en évidence le potentiel bioactif d'extraits riches en polyphénols issus du curcuma et des fruits tropicaux sur la réponse métabolique et inflammatoire de la cellule adipeuse, en situation de stress oxydatif dans le contexte de la pathologie de l'obésité. L'utilisation des modèles expérimentaux développés au cours de ce travail de thèse permettra de poursuivre l'exploration des voies moléculaires impliquées et d'identifier de possibles cibles thérapeutiques
Obesity is defined as an excessive fat accumulation and has been related to several major complications such as type 2 diabetes and vascular disorders. In obese patients, adipose cells responsible for fat storage are the targets of oxidative stress and chronic inflammation which contribute to insulin resistance and the onset of diabetes. Here, our objective was to evaluate the impact of polyphenol-rich extracts from Curcuma longa spice and tropical fruits from Reunion Island in France on the metabolic and inflammatory response of adipose cells exposed to oxidative stress mediated by H2O2 or free fatty acids comprising both linoleic and arachidonic acids. Our data led to demonstrate the abundance of polyphenols from Curcuma longa spice and the tropical fruits selected, and their free radical-scavenging capacities. Polyphenol-rich plant extracts were also able to protect 3T3-L1 preadipocytes and adipocytes against oxidative stress, by regulating the production of reactive oxygen species and major adipocytokines, antioxidant enzymes and transcriptional factors involved in the metabolic and inflammatory response of the adipose tissue. Further work needs to be developed on animal models and then in obese subjects to identify and validate new therapeutic targets

L'obésité et le diabète de type 2 s'accompagne généralement d'un stress oxydant chronique, participant à l'installation et la progression du diabète, mais également à l'apparition de nombreuses complications dont les macro- et micro-angiopathies. Certains aliments, comme les fruits et légumes naturellement riches en molécules anti-oxydantes, représentent ainsi un réel potentiel de prévention dans ce contexte. Cette étude s'est intéressée au pouvoir anti-oxydant des fruits et légumes. Nous avons démontré que la majorité des fruits et légumes doivent leur capacité anti-radicalaire a des composés polaires. Leur étude par une méthode séparative (HPLC) couplée à une détection spécifique de capacité anti-radicalaire, a permis de révéler quelles sont les molécules réellement actives. Le chou rouge a été révélé comme aliment à fort potentiel anti-oxydant, de par la présence de nombreuses cyanidines dotés de capacités anti-radicalaires. L'étude in vitro sur un modèle cellulaire (RINm5F) a confirmé l'action anti-radicalaire des polyphénols des fruits et légumes. L'extrait de chou rouge a ainsi permis la suppression du stress oxydant induit par un hyperinsulinisme. Enfin, une étude in vivo, sur le modèle de rat diabétique, a permis de confirmer les effets anti-oxydants et anti-diabétiques du chou rouge, même lorsque sa consommation est associée à un régime hypercalorique. Cependant, le chou rouge doit être associé à une alimentation équilibrée afin d'être bénéfique à long terme.