L'hormone de croissance (GH) est une hormone paradoxale. Historiquement reconnue comme responsable de la croissance post-natale, elle est actuellement considérée comme une véritable cytokine, synthétisée en de nombreux sites extra-hypophysaires et impliquée, lorsque dérégulée, dans les processus de tumorigénèse. Le travail présenté dans cette thèse a permis de caractériser et localiser par RT-PCR in situ, les cellules capables de synthétiser la GH dans le système immunitaire du fœtus et du rat adulte, puis dans les différents systèmes de prolifération cellulaire du carcinome canalaire mammaire humain montrant ainsi que la GH, par son action autocrine / paracrine est non seulement impliquée dans le développement embryonnaire mais participe à la progression tumorale. Nos travaux in vitro montrent que l'internalisation et la translocation nucléaire de la GH complexée à son récepteur sont indépendantes de l'activation de JAK2 « Janus Kinase 2 », cependant indispensable à son exportation hors du noyau. L'étude du système de régulation négative du signal induit par la GH nous a permis de mettre en évidence une surexpression de la protéine CIS « Cytokine-Inducible SH2-containing protein », dans les zones de prolifération tumorale des différents carcinomes étudiés et dans 8 lignées tumorales mammaires. La surexpression de CIS, in vitro, inhibe la voie de signalisation JAK/STAT « Signal Transducer and Activator of Transcription » et active la voie des MAPK « Mitogen Activated Protein Kinases ». Nous avons pour finir, corrélé l'activation prédominante de CIS à la synthèse de GH « autocrine » dans les cellules tumorales mammaires MCF-hGH. La localisation tant nucléaire que cytoplasmique de la GH et de toutes les molécules informatives laisse entrevoir des mécanismes de régulation encore inconnus. Les travaux futurs tenteront de répondre à la question maintenant cruciale : la GH, hormone de jouvence ou véritable oncogène ?

Le rat Lou/C ne développe pas d'obésité et est présenté comme un modèle de vieillissement sain. Afin de caractériser la balance énergétique de ces rats, leur adiposité, leur prise alimentaire ainsi que leur dépense énergétique ont été mesurées à 1, 6, 12, 18 et 24 mois en comparaison avec des rats Wistar. Le rôle des monoamines centrales dans la balance énergétique particulière des rats Lou/C a été évalué en mesurant les contenus en monoamines et l'activité des enzymes limitantes de leur synthèse dans les noyaux bulbo-pontiques noradrénergiques, sérotoninergiques et dans les noyaux hypothalamiques. L'activité sympathique a été mesurée dans les tissus périphériques impliqués dans la mise en réserve et la dépense énergétique. Les concentrations plasmatiques de leptine et d'insuline, deux hormones informant les centres de l'état des réserves énergétiques, ont été déterminées au cours du vieillissement chez les deux souches. <br />Le rat Lou/C présente à tous les âges une prise alimentaire inférieure au rat Wistar et une dépense énergétique supérieure à 6 et 12 mois. Les rats Lou/C ont une activité sympathique spécifiquement augmentée dans les tissus adipeux blancs et brun associée à une diminution du profil catécholaminergique central dans certaines structures bulbo-pontiques et dans les noyaux hypothalamiques régulant la balance énergétique. Dès 6 mois, la leptinémie des rats Wistar est supérieure à celle des rats Lou/C. L'insulinémie augmente fortement chez les rats Wistar âgés, alors qu'elle reste stable au cours du vieillissement chez les rats Lou/C. L'absence de résistance à l'insuline chez les rats Lou/C est confirmée par le test euglycémique-hyperinsulinique. <br />Ainsi, le système nerveux sympathique et le contrôle monoaminergique central sont impliquées dans le déterminisme énergétique du rat Lou/C et cette souche est un modèle de vieillissement sain au regard de sa balance énergétique, de son adiposité, de la résistance à la leptine et à l'insuline

Le mutant immutans d'Arabidopsis présente un phénotype panaché et accumule du phytoène, précurseur des caroténoïdes.<br />Le gène IMMUTANS code une protéine plastidiale, homologue à l'oxydase alterne mitochondriale, et loacalisée dans les lamelles stromatiques du thylacoïde et dans les membranes achlorophylliques des chromoplastes. Son expression chez E. coli permet l'établissement d'un transport d'électrons résisatn au KCN et inhibé par le n-PG.<br />Cette protéine apparait être une oxydase terminale plastidiale (PTOX), dont l'activité dépend de la présence de PQ et de fer.<br />PTOX semblerait églaement être l'oxydase terminale de la chlororespiration; exprimée chez le tabac, elle accélère la ré-oxydation non photochimique des PQ, et entraine un flux d'électrons vers l'O2, évitant ainsi la sur-réduction des PQ. La forte expression de PTOX chez le plante d'altitude Ranunculus glacialis pourrait indiquer un role particulièrement actif de PTOX dans les mécanismes de résistance à la photoinhibition.

La régulation de l'adressage dendritique de la tyrosine hydroxylase (TH), l'enzyme limitante de la biosynthèse des catécholamines, permettrait de moduler avec précision l'étendue du territoire cérébral soumis à l'influence catécholaminergique et ainsi de moduler de nombreuses fonctions neurovégétatives et centrales. Ce type de régulation a notamment été observé au niveau des neurones catécholaminergiques du noyau du faisceau solitaire (NTS) et du locus coeruleus (LC), sans pour autant que les acteurs moléculaires et cellulaires impliqués n'aient été élucidés in vivo. Nous avons recherché si les angiotensines cérébrales pouvaient être potentiellement impliquées dans cette régulation, en utilisant le modèle du rat TGR(ASrAOGEN)680 (TGR), caractérisé par une inhibition de la synthèse du seul précurseur connu des angiotensines cérébrales, l'angiotensinogène astrocytaire. Nous avons mis en évidence une très forte diminution de la quantité de protéine TH dans le NTS et le LC chez ces rats, spécifiquement au cours de la 4ème semaine postnatale. Ce phénomène est notamment caractérisé par une accumulation de la protéine TH dans le corps cellulaire des neurones de ces deux structures et un blocage de son adressage dendritique, alors que le transport vers les aires de terminaisons est maintenu. Le blocage de l'adressage dendritique est associé à l'invalidation du processus de phosphorylation de la protéine MARCKS, voie de signalisation notamment induite par la stimulation du récepteur AT1 aux angiotensines qui avait été clairement impliquée in vitro dans le transport neuritique de la TH. L'étude de la répartition de la TH dans les aires de terminaison du LC à l'âge adulte a permis de montrer l'existence d'une hyper-innervation catécholaminergique du gyrus dentelé et des cortex frontal et cingulaire chez les rats TGR, vraisemblablement impliquée dans les altérations que nous avons observées de l'alternance des cycles d'éveil et de sommeil et de la réactivité à un stress de nouveauté. Ainsi, nos travaux révèlent que les angiotensines cérébrales sont impliquées à 4 semaines dans l'initiation de l'adressage dendritique de la protéine TH dans les neurones noradrénergiques, et de ce fait, dans la mise en place fonctionnelle du rétrocontrôle inhibiteur exercé par la noradrénaline libérée localement par les dendrites de ces neurones

L'ozone (O3) est l'une des espèces moléculaires les plus réactives auxquelles sont exposés les êtres vivants. L'O3 agit essentiellement au niveau du système pulmonaire par l'intermédiaire d'un stress oxydatif. Parce que la susceptibilité au stress oxydant varie avec l'âge, nous avons étudié les altérations de l'équilibre pulmonaire entre production des dérivés réactifs de l'O2 (ROS) et leur élimination, chez des rats immatures (21 jours), adultes (6 mois) et âgés (20 mois) lors d'une exposition à l'O3 (0,5 ppm, 12 heures/jour pendant 7 jours). Pour cela nous nous sommes particulièrement intéressés aux mitochondries pulmonaires comme sources de ROS, aux activités des principales enzymes antioxydantes, au contenu en protéine de stress (HSP72), 8-oxodGuo et adduits de l'ADN issus de la peroxydation lipidique. Ces travaux ont montré que notre protocole d'exposition ne provoque pas de stress oxydant pulmonaire chez les rats adultes. Nous avons confirmé la plus grande susceptibilité à l'O3 des populations immatures et âgées. En effet, l'O3 engendre un stress oxydant qui conduit à une modification de la régulation de la fonction ventilatoire et à l'oxydation de l'ADN nucléaire (ADNn) pulmonaire chez ces deux populations. Les éléments qui participent à la plus grande susceptibilité à l'O3 diffèrent en fonction de l'âge. Nous avons conclu que la mitochondrie n'est pas une source majeure de ROS pulmonaire dans notre modèle d'exposition à l'O3, la réponse inflammatoire à l'O3 représenterait donc une importante source de ROS. Dans un deuxième temps, au vu des propriétés anti-inflammatoires des acides gras polyinsaturés Ω3, nous avons étudié l'effet d'une supplémentation en Ω3 chez les rats immatures et âgés exposés à l'O3. La supplémentation en Ω3 permet de limiter l'oxydation directe de l'ADNn pulmonaire chez les deux populations. Paradoxalement, une telle supplémentation en Ω3 provoque chez les rats âgés une accentuation de la susceptibilité à la peroxydation lipidique

Toutes les actions biologiques de l'hormone de croissance (GH) sont initiées par l'interaction de l'hormone avec un homodimère de son récepteur spécifique (GHR2) présent au niveau de la surface de ses cellules-cibles. Cette association conduit à l'activation de différentes voies de transduction du signal intracellulaire ainsi qu'à l'internalisation du complexe GH-GHR2, notamment au niveau de la mitochondrie. L'objectif de cette étude est de montrer le mécanisme et l'implication de l'internalisation par les cavéoles dans la régulation de l'action de la GH au niveau de la fonction mitochondriale. Nous avons montré l'importance de la boîte 1 du GHR dans la stimulation de l'activité respiratoire globale ; le transport de la GH par la voie des cavéoles dans la mitochondrie ; l'importance de la localisation intramitochondriale de la GH dans la régulation des complexes II et IV de la chaîne respiratoire. Ces résultats suggèrent une nouvelle voie d'action directe de la GH sur la mitochondrie

Le couplage excitation-contraction (EC) du muscle squelettique s'articule sur les interactions entre le détecteur de potentiel membranaire (récepteur des dihydropyridines, DHPR), et le canal calcique du réticulum (récepteur de la ryanodine, RyR). Le DHPR est localisé dans les tubules transverses et les cavéoles, deux structures sarcolemmales enrichies en cholestérol. De plus, les cavéoles contiennent la synthase de l'oxyde nitrique (NO). Le travail présenté apporte des éléments nouveaux concernant la modulation fonctionnelle du couplage EC par le cholestérol et le NO, à l'aide d'une approche d'électrophysiologie cellulaire combinée à des mesures de fluorescence. La teneur membranaire en cholestérol régule les fonctions de canal calcique et de détecteur de potentiel du DHPR. Le NO cible spécifiquement le RyR. À des niveaux physiologiques, il module l'activation du canal lors d'une dépolarisation ; en excès, il maintient certains RyR en configuration activée

Ce travail de thèse s'intéresse principalement à la régulation de la respiration mitochondriale in situ dans les cellules de muscle cardiaque et squelettiques. L'oxygraphie, la spectrophotométrie et la microscopie confocale sur cellules isolées ou fibres musculaires perméabilisées à la saponine ont été utilisées ainsi que la modélisation mathématique. Dans les cellules musculaires, les mitochondries sont organisées de manière très précise tel un ‘cristal'. Cet arrangement intracellulaire serait la base d'une organisation à la fois structurale et fonctionnelle au sein desquelles les mitochondries sont couplées fonctionnellement par le cytosquelette aux autres organelles : réticulum sarcoplasmique et myofibrilles: les ICEUs (ou unités énergétiques intracellulaires). Au sein des cellules cardiaques, il existe 2 niveaux de régulation de la respiration mitochondriale par l'ADP exogène : la perméabilité de la membrane mitochondriale externe (VDAC) et des restrictions localisées de diffusion de l'ADP au voisinage des mitochondries. La Β-tubuline participe indirectement à ces mécanismes de régulation de même que la protéine STOP, une protéine associée aux microtubules. Ces données expérimentales sont utiles pour expliquer les aspects métaboliques de la loi de Frank-Starling dans le cœur. Cette notion d'ICEU peut servir de diagnostique lors de l'étude clinique du métabolisme énergétique chez des transplantés pulmonaires avant et après un programme d'entraînement à domicile.

ALORS QUE LA PRATIQUE REGULIERE DE L'ACTIVITE PHYSIQUE ENTRAINE DE NOMBREUX BENEFICES, LE SPORTIF DE HAUT NIVEAU DEVELOPPE PLUS FREQUEMMENT DES CONDUITES A RISQUE SUCEPTIBLES DE MENACER SA SANTE. EN PARTICULIER, L'UTILISATION DE PRODUITS HORMONAUX (GLUCOCORTICOIDES, HORMONE DE CROISSANCE) ET LES TROUBLES DU COMPORTEMENT ALIMENTAIRE PEUVENT ALTERER LE FONCTIONNEMENT DES AXES CORTICOTROPES, SOMATOTROPE ET DU REMODELAGE OSSEUX.<br />LA PHYSIOPATHOLOGIE DE CES AXES AYANT ETE PEU ETUDIEE CHEZ LES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU, L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL A ETE D'EN REALISER UN ETAT DES LIEUX A L'AIDE DE DOSAGES PLASMATIQUES.<br />AINSI, LES CORTISOLEMIES BASSES AVAIENT UNE FORTE VALEUR PREDICTIVE D'INSUFFISANCE SURRENALIENNE ET REFLETAIENT LA PRISE RECENTE DE GLUCOCORTICOIDES. LA SURVENUE D'INSUFFISANCE SURRENALIENNE CHEZ 90% DES SPORTIFS QUI AVAIENT EU UNE INFILTRATION LOCALE DE GLUCOCORTICOIDES A CONFIRME CE CONSTAT. EN COMPLEMENT, LES CORTISOLEMIES ELEVEES FONT DISCUTER LES MECANISMES PHYSIOLOGIQUES (ADAPTATIONS PROVOQUEES PAR LA PRATIQUE INTENSIVE DU SPORT) OU PHYSIOPATHOLOGIQUE (DEFICIT CALORIQUE OU DOPAGE HORMONAL).<br />L'ANALYSE DE LA FONCTION SOMATOTROPE DANS DES DISCIPLINES SPORTIVES DIFFERENTES A REVELE QUE LES VALEURS BASALES ETAIENT COMPARABLES A CELLES DE SUJETS NON SPORTIFS DU MEME AGE. DE MEME, L'ETUDE REALISEE CHEZ DES FEMMES CYLSITES ELITE A MONTRE QUE LA DENSITE MINERALE OSSEUSE ETAIENT COMPARABLES A CELLE DE LA POPULATION GENERALE.<br />AINSI, L'ETUDE DE LA FONCTION HORMONALE BASALE EST PERTINENTE DANS LE SUIVI DES SPORTIFS DE HAUT NIVEAU. TOUTE VALEUR ANORMALE DOIT ETRE CONSIDEREE COMME PATHOLOGIQUE ET FAIRE SUSPECTER LA PRISE DE PRODUIT DOPANT ET/OU UN DESEQUILIBRE ENERGETIQUE.

Chez les plantes supérieures, les membranes thylacoïdiennes des chloroplastes contiennent des protéines de type respiratoire, un complexe NADH déshydrogénase (Ndh) homologue au complexe I bactérien et une oxydase (PTOX) homologue à l'oxydase alternative des mitochondries. Dans le but d'élucider la fonction du complexe Ndh, le gène chloroplastique ndhB a été inactivé par transformation chloroplastique du tabac. Chez les plantes transplastomiques obtenues, des mesures de fluorescence de la chlorophylle ont permis de démontrer que ce complexe est impliqué dans la réduction non photochimique du pool de plastoquinones (PQ). Chez les mutants dépourvus de complexe Ndh, un retard de croissance ainsi qu'une altération des capacités photosynthétiques ont été observés dans des conditions où la photorespiration est stimulée par une limitation de la disponibilité en CO2 (par exemple un déficit hydrique modéré). En étudiant les effets de l'antimycine A, un inhibiteur du transfert cyclique des électrons autour du PS I, sur l'activité photosynthétique de ces plantes, nous avons conclu que le complexe Ndh est impliqué dans une voie de transfert cyclique et participe à la fourniture en ATP nécessaire à la fixation de CO2 quand la demande est forte. <br />Afin de déterminer le rôle de PTOX, nous avons généré des plantes de tabac surexprimant cette protéine. Des mesures de fluorescence de la chlorophylle nous ont permis de démontrer l'implication de PTOX dans l'oxydation non photochimique du pool de PQ. Nous avons conclu que le complexe Ndh et PTOX, tous deux localisés dans les thylacoïdes lamellaires, constituent avec le pool de plastoquinones les éléments d'une chaîne de transfert d'électrons de type chlororespiratoire. Nous avons proposé un mécanisme par lequel l'activité du transfert cyclique des électrons autour du PS I serait régulée par l'activité de la chlororespiration, à travers un contrôle fin du niveau rédox de certains transporteurs de la chaîne de transfert d'électrons.