Depuis la légalisation des extraits de cannabis et du cannabis comestible en 2018 au Canada, plusieurs industries ont commencé la production de produits transformés contenant des cannabinoïdes, un marché en forte croissance générant d'importants revenus. Puisque la législation permettant la vente de produits dérivés du cannabis pour des fins alimentaires au Canada est très récente (2019), peu d'études ont été réalisées sur l'impact de la matrice alimentaire sur la stabilité et la bioaccessibilité de ces composés actifs. En effet, les travaux publiés se sont plutôt intéressés à l'incorporation du cannabis dans des matrices à usage pharmaceutique ou utilisant des ingrédients non comestibles. Ainsi, avec la demande grandissante de produits comestibles, il devient primordial d'approfondir les recherches afin d'offrir une gamme de produits sécuritaires et innovants pour les consommateurs. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, une huile de cannabis a été nanoémulsifiée et séchée par atomisation afin d'obtenir une poudre hydrosoluble enrichie en cannabinoïdes. Trois émulsifiants différents (isolat de protéines de lactosérum et de soya et Tween 80) ont été utilisés en combinaison avec de la maltodextrine. Tout d'abord, l'étude des propriétés physicochimiques de la poudre générée a été réalisée. Par la suite, la stabilité et la bioaccessibilité des cannabinoïdes ont été évaluées. Bien que les isolats protéiques aient montré une meilleure efficacité d'encapsulation que le Tween 80, ce surfactant non-ionique a permis une meilleure bioaccessibilité des composés actifs. Ces résultats peuvent être en partie expliqués par la dénaturation et l'agrégation des protéines à l'interface de la nanoémulsion lors du séchage par atomisation. Par conséquent, l'évaluation de l'impact des divers émulsifiants a d'abord permis d'approfondir les connaissances au niveau de la nanoencapsulation par atomisation de composés lipophiles comme les cannabinoïdes. Ce projet a également permis de mettre en relief l'importance de la structuration de l'interface d'une nanoémulsion sur sa stabilité au séchage par atomisation et sur la bioaccessibilité des cannabinoïdes durant la digestion. Ces résultats permettront de développer des stratégies plus efficaces pour la formulation de produits à base de cannabis comestibles afin de mieux répondre au marché grandissant de produits transformés du cannabis. / Since the legalization of cannabis extracts and edible cannabis in 2018 in Canada, several industries have started producing processed products containing cannabinoids, a fast-growing market that generates significant revenue. Due to the recent opening of legislation allowing the sale of cannabis-derived products for food purposes in Canada (2019), few studies have been conducted on the impact of the food matrix on the stability and bioaccessibility of these active compounds. To date, existing work in the literature has focused more on the incorporation of cannabis into pharmaceutical formats using inedible ingredients. With the growing demand for edible products, it is essential to extend scientific knowledge to offer consumers a safe, innovative, and effective product. As part of this master's project, cannabis oil was homogenized to form a nanoemulsion and spray-dried to obtain a water-soluble powder enriched with encapsulated cannabinoids. Three emulsifiers (whey protein isolate, soy protein isolate, and Tween 80) were used in combination with maltodextrin to assess their impact on various aspects. At first, the study of the physicochemical properties of the powder obtained was carried out. Secondly, the stability and bioaccessibility of the cannabinoids were evaluated. Although the protein isolates showed better encapsulation efficiency, the non-ionic surfactant allows better bioaccessibility of the active compounds. The denaturation and aggregation of proteins can partly explain these results of the changes observed at the interface of the nanoemulsion during spray drying. The results obtained showed the importance of choosing the proper emulsifier for the encapsulation by atomization of lipophilic compounds such as cannabinoids. This project has highlighted the importance of structuring a nanoemulsion's interface on its stability to spray drying and the bioaccessibility of cannabinoids during digestion. These results will allow the development of more effective strategies for formulating edible cannabis products to better respond to the growing market for processed cannabis products.

碩士 / 國立臺灣大學 / 生理學研究所 / 94 / Anticonvulsants and local anesthetic drugs block voltage gated sodium channels in a similar use-dependent manner, and are found to bind to a common receptor in the channels. Some researchers believe that this common receptor is located at the internal pore of sodium channels, whereas others believe that the receptor is located at the external pore of sodium channels. Both W1716 at DIV P-loop and F1764 at mid DIV S6 segment have been implicated as the putative receptor site for anticonvulsants and local anesthetics. However, according to the traditional view of sodium channel structure, W1716 is located at the external pore mouth and F1764 is located in the internal pore. In this present study, we tried to explore why and how external and internal pore could affect drug binding affinities simultaneously. To reach this goal, we tested the affinity of carbamazepine (a typical anticonvulsant, CBZ), lidocaine (a typical local anesthetic), or diclofenac (a non-steroid anti-inflammatary drug structurally similar to carbamazepine) to different mutant channels. The affinity changes showed the following pattern for all mutants: lidocaine > CBZ > diclofenac. The attenuation of drug affinity is more significant in mutating W1716 or F1764 to A or C than to E or R. While W1716C/F1764A showed no additive effect on drug binding as compared to corresponding single mutants, W1716E/F1764R showed supra-additive effects. We also characterized the sensitivity of different mutant channels to cadmium ion, and demonstrating an interesting order: W1716C > F1764C > WT ~ W1716C/F1764C. This order strongly implied that the sensitivity of W1716C and that of F1764C were cancelled mutually in double mutant channel W1716C/F1764C. Moreover, while W1716C showed its sensitivity to external MTSET in a state dependent manner, WT and F1764C had no significant modification by external MTSET. Interestingly, as in the case of cadmium sensitivity, we found that F1764C attenuated the sensitivity of W1716C to external MTSET, especially at the inactivated channel. That is to say, W1716C/F1764C mutant channel thus was less rather than more modified than W1716C mutant channel. Although F1764C can not be modified by external MTSET, it can be modified by external MTSEA. Modification of W1716C by MTSET attenuated peak current. In contrast, MTSEA blocked sustain current of F1764C and shifted its inactivation curve negatively. On the other hand, we use RE mutant to strengthen the interaction between W1716 and F1764. Both single mutant channels (W1716E and F1764R) showed little effects on channel gating or ion selectivity. However, W1716E/F1764R double mutation caused changes in the slope factor of the steady state inactivation curve and significant shift of reversal potential. These results supported that W1716 and F1764 may be located in a common region which allows state dependent interaction between these two residues. The traditional view of sodium channel pore structure thus may have to be modified to incorporate our data. From the pharmacological point of view, this state-dependent interaction may constitute the molecular basis of use-dependent drugs, such as anticonvulsants or local anesthetics. W1716 and the external pore mouth may not only be involved in ion selectivity but also serve as a key linkage between the gating machinery and the ion permeation pathway in sodium channels.

La chimie radicalaire s'est développée d'une façon extraordinaire depuis le début du siècle dernier. Aussi, de nos jours, nombreux sont les exemples de synthèses totales incorporant des étapes radicalaires conduisant à la formation d'une, voire plusieurs, liaisons carbone-carbone dans des conditions particulièrement douces, La plupart de ces applications s'appuient sur l'utilisation d'hydrures d'étain. Cependant, le potentiel de telles espèces est limité par leur toxicité, ainsi que par leur tendance à la réduction prématurée et souvent indésirable des intermédiaires radicalaires. La réaction de transfert de xanthate est dépourvue de telles limitations. De par sa nature dégénérée et en absence de réactions de compétition, ce processus permet d'effectuer des additions intermoléculaires sur des pièges oléfiniques peu ou non activés et tolère des cyclisations délicates. Ceci en fait un outil très utile pour la formation inter- et intramoléculaire de liaisons carbone-carbone et permet d'avoir accès à des structures diverses, sophistiquées et souvent hautement fonctionnalisées dans des conditions particulièrement douces. C'est dans ce cadre, que s'inscrivent les travaux présentés dans ce mémoire de thèse. Dans le Chapitre 2, nous verrons qu'il est possible d'utiliser cette chimie pour la formylation par voie radicalaire d'une grande variété d'oléfines. Le Chapitre 3 décrit la synthèse de spiroacétals divers en mettant en oeuvre la réaction de transfert de xanthate, tandis que le Chapitre 4 concerne la synthèse par voie radicalaire de composés phosphorés. Le radical formyle étant difficilement accessible dans des conditions adaptées aux besoins du chimiste organicien, il est possible d'envisager de passer par un équivalent synthétique. Une telle méthodologie permettrait la fonctionnalisation de liaisons C-C multiples et l'accès à un grand nombre d'aldéhydes diversement substitués. Une revue de la littérature a révélé que de tels équivalents sont peu nombreux et voient leur potentiel limité par le manque de réactivité vis-à-vis d'oléfines non-activées, par l'utilisation de réactifs toxiques ou encore par une combinaison de ces deux facteurs. En mettant en oeuvre la chimie puissante des xanthates, nous avons pu combler ce vide, ce qui a contribué à un progrès majeur dans ce domaine. Ainsi, le xanthate dérivé du 1,3-dithiane 1-oxyde et celui dérivé du benzoate de cyanométhyle sont facilement accessibles et se sont montrés des précurseurs radicalaires efficaces. Ils s'additionnent sur une grande variété d'oléfines non-activés en absence de réactifs nocifs et dans des conditions compatibles avec la plupart des fonctionnalités couramment rencontrées en chimie organique. Les adduits radicalaires correspondants se transforment facilement en aldéhyde et se sont avérés de bons précurseurs d'un grand nombre d'autres classes de composés, parmi lesquelles des indolines, des γ-thiolactones, des cyclopropanes ou encore des alcools aminés. Au cours du Chapitre 3, il a été montré que la chimie radicalaire des xanthates est un outil puissant, qui a permis la mise au point d'une nouvelle méthodologie efficace, donnant accès à un grand nombre de spirocétals. Cette approche repose sur la fonctionnalisation du xanthate dérivé de la 1,3-dichloroacétone par la mise en oeuvre de deux étapes d'addition radicalaire intermoléculaire consécutives, suivies par la spirocyclisation des dihydroxy cétones ainsi obtenues. Elle se caractérise par une convergence et une flexibilité extraordinaires et complète de façon intéressante les voies ioniques déjà disponibles. Ainsi, en variant la structure des pièges utilisés dans les étapes de transfert de xanthate, nous avons pu montrer que notre méthodologie convient à la synthèse de spirocétals [4.5], [5.5] et [5.6] monosubstitués en position 2, ainsi qu'à la synthèse de spirocétals incorporant le groupement xanthate. Ces derniers se sont montrés des intermédiaires intéressants, dont la fonctionnalisation, tant par voie ionique, que par voie radicalaire, est aisée. De surcroît, notre méthodologie a permis la synthèse efficace d'un intermédiaire avancé dans la synthèse totale de la Broussonetine G et est susceptible d'être de grande utilité dans la synthèse (énantiosélective) d'autres produits naturels incorporant un motif spirocétal. Il a également été montré que le remplacement d'une oléfine oxygénée par une oléfine azotée dans l'une des étapes de transfert de xanthate permet d'avoir accès à des aminohydroxy cétones et ainsi, à des spirocétals autres que bis-oxygénés. Les β-céto phosphonates sont d'intérêt pharmacologique et constituent une classe importante d'intermédiaires en synthèse organique. La méthodologie développée jusqu'ici pour la synthèse de tels composés repose sur la chimie ionique et voit son champ d'application réduit par des inconvénients liés à l'intervention d'intermédiaires chargés. Par contre, aucune approche radicalaire n'a été décrite dans la littérature. Au cours du Chapitre 4, il a été montré que la chimie radicalaire des xanthates permet de combler ce vide. Ainsi, une large gamme de β-céto phosphonates hautement fonctionnalisés a pu être préparée dans des conditions douces et compatibles avec la plupart des fonctionnalités rencontrées en chimie organique. Ces intermédiaires peuvent ensuite être engagés comme produits de départ dans d'autres transformations, parmi lesquelles celles donnant accès à des cétones ά, β-insaturées et à des systèmes hétérocycliques azotés. Une tentative pour appliquer cette méthodologie à la mise en oeuvre d'une synthèse concise de la (±)-Chanoclavine I s'est avérée plus délicate que prévu et attend d'être reprise.

Dans le contexte actuel où l'agriculture doit produire de façon durable, la gestion de l'azote doit être raisonnée de plus en plus finement pour atteindre des objectifs multiples de rendement et de qualité des produits récoltés mais aussi de respect de l'environnement. Ces objectifs ne peuvent être atteints qu'en pilotant la fertilisation azotée au plus près des besoins de la plante et en adaptant le système de culture en interculture afin de réduire les pertes d'azote nitrique et sous forme gazeuse. Pour cela, il convient de connaître et de prévoir précisément la dynamique saisonnière de la minéralisation de l'azote organique du sol in situ. L‘objectif de ce travail de thèse est double : (i) quantifier la dynamique de minéralisation nette in situ de l'azote organique du sol durant une année calendaire au champ, et (ii) expliquer et prédire cette minéralisation in situ pour une large gamme de pédoclimats et de systèmes de grande culture français. La minéralisation de l'azote in situ a été estimée en sol nu à l'aide de mesures régulières d'eau et d'azote minéral (0-120 cm) et du programme de calcul LIXIM basé sur un bilan dynamique journalier d'azote. Le concept de temps normalisé permettant de rendre compte des effets de la température et de l'humidité sur la minéralisation de l'azote a également été utilisé afin de normaliser la vitesse de minéralisation in situ en référence à des conditions constantes (vitesse potentielle normalisée). La validité de ce concept a été éprouvée pour une gamme étendue de températures et d'humidités à l'aide d'incubation de sol (conditions contrôlées ou in vitro). La fonction température de type exponentiel (Q10) utilisée initialement a été trouvée inopérante pour des températures supérieures à 25°C ; une fonction de type logistique a été ajustée pour une gamme de températures variant de 0 à 35 °C et différents sols. La fonction de réponse de la minéralisation à l'humidité s'est avérée variable entre sols, comme suggéré par l'analyse bibliographique ; la fonction humidité initialement utilisée dans le programme LIXIM a été conservée après analyse de sensibilité ayant montré un effet mineur sur nos expérimentations in situ. Les mesures in vitro ont confirmé qu'il n'y a pas d'interaction significative entre température et humidité, comme sous-tendu par le concept de jours normalisés. Deux expérimentations localisées dans le Sud de la France (Toulouse, Drôme) ont permis de montrer, qu'en condition de champ, la dénitrification pouvait représenter une forte perte d'azote quand les apports d'eau sont reçus avec une forte intensité par le sol en été, suite à l'irrigation ou aux pluies d'orage. Une estimation précise de la quantité d'azote minéralisé in situ par bilan dynamique d'eau et d'azote dans ces situations requiert donc une mesure ou une estimation précise de l'azote minéral perdu par dénitrification ; or ce phénomène est trop souvent considéré comme négligeable dans les systèmes de grande culture français, ce qui pourrait ne pas être le cas si l'irrigation par aspersion est pratiquée. Le concept de vitesse potentielle normalisée de minéralisation, correspondant à une valeur unique de minéralisation basée sur le temps normalisé, a été globalement validé sur un réseau expérimental de 55 parcelles de grande culture réparties sur l'ensemble du territoire français. Différents méthodes et modèles statistiques ont été testés pour décrire la variabilité observée de la minéralisation potentielle de l'azote in situ. Ainsi, la vitesse de minéralisation in situ de l'azote a été ajustée par RLM (Régression Linéaire Multiple) et PLS (Partial Least Squares regression). Les formalismes couramment utilisés, correspondant à l'effet de variables quantitatives comme la teneur en argile, en CaCO3 et la quantité d'azote organique, ainsi que la vitesse de minéralisation de l'azote mesurée in vitro n'ont pas permis d'expliquer ni de prédire, avec une bonne précision, la vitesse potentielle de minéralisation de l'azote in situ. Par contre, l'information apportée par des variables qualitatives relatives au système de culture (type de précédent cultural, nature de la rotation, apport régulier ou non de matières organiques exogènes) améliore significativement l'explication de la variabilité et les qualités prédictives des modèles statistiques sélectionnés. Les caractéristiques biologiques du sol, comme le carbone de la biomasse microbienne ou la vitesse de minéralisation in vitro du carbone, ont aussi permis d'améliorer la prédiction de la vitesse de minéralisation de l'azote in situ, confirmant le lien étroit entre minéralisation du carbone et de l'azote organique du sol. Ces variables sont cependant plus difficiles d'accès que les caractéristiques physicochimiques et du système de culture des parcelles. Leur utilisation semble donc plus adaptée pour des modèles de type « recherche » que pour des outils d'aide à la décision nécessitant un paramétrage simple et robuste et des variables d'entrée faciles à acquérir.

Th. doct.-ing.--chim. org.--Nice, 1986.

Th. 3e cycle--Chim. macromolécul.--Paris 6, 1986.

Th.--Chim anal.--Paris 6, 1986.

Th.--Méd.--Paris, 1903-1904. / Paris, 1903-1904 tome 29, n ° 30.

Th. licence--Droit--Toulouse, c. 1877.

Th. licence--Droit--Paris, 1863-08-25.