Les missions spatiales et les études de simulation par alitement prolongé ont montré que l’inactivité physique induite par la microgravité affecte l’ensemble des systèmes physiologiques chez l’humain. En condition d’alitement prolongé notre laboratoire (UMR7178, IPHC, DEPE, Strasbourg) a montré que l’adaptation métabolique était proche de celle retrouvée dans le syndrome métabolique associé, dans la population générale, à de nombreuses pathologies. Une hypothèse a été émise pour décrire la cascade des événements entraînant les dérèglements métaboliques en microgravité simulée. Cette cascade d’adaptations aurait pour conséquence le développement d’un état d’inflexibilité métabolique, définie comme une incapacité à ajuster l’utilisation des nutriments comme substrats aux changements de disponibilité des nutriments et dont la compréhension reste toutefois incomplète. Lors de ce projet de thèse, nous nous sommes attachés à caractériser le syndrome d’inflexibilité métabolique chez l’Humain à travers l’investigation clinique de l’état musculaire, de l’inflammation et du stress oxydant, de la sensibilité à l’insuline et de l’oxydation des substrats énergétiques au cours d’une étude de preuve de concept et d’une étude de simulation de microgravité de 60 jours. Sur la base d’études récentes démontrant l’impact de compléments nutritionnels sur les adaptations métaboliques associées à de nombreuses maladies métaboliques chroniques, une étude de preuve de concept a permis de tester l’efficacité d’un cocktail nutritionnel composé de polyphénols, d’oméga-3, de vitamine E et de sélénium. La supplémentation a permis de réduire l’atrophie musculaire, le stress oxydant et le développement d’une inflexibilité métabolique par l’intermédiaire d’une meilleure oxydation lipidique et d’une réduction de la lipogenèse de novo suite à une période d’inactivité physique de 20 jours. Sur la base de ces premiers résultats, une étude d’alitement de 60 jours a été menée chez l’Humain pour tester les effets du cocktail nutritionnel en condition de microgravité simulée. Dans cette seconde étude, la supplémentation nutritionnelle a permis de prévenir au moins partiellement des adaptations aigües et chroniques engendrées par l’inactivité physique au cours de l’alitement. En particulier la supplémentation a augmenté les défenses sanguines anti-oxydantes, a prévenu l’augmentation de la lipidémie et la réduction de l’oxydation lipidique et a contenu le développement d’une inflexibilité métabolique aiguë et chronique en absence de challenge métabolique. Toutefois la contremesure n’a pas eu d’effet protecteur suite à un challenge métabolique sous forme de surnutrition glucidique. L’ensemble des résultats indique que le développement d’une inflexibilité métabolique apparaît comme un événement précoce, qui, décelé à temps pourrait se révéler comme un biomarqueur d’intolérance au glucose dans des stratégies de prévention des maladies chroniques du XXIème siècle. Plus encore, cette étude a permis de démontrer l’atout d’un cocktail antioxydant et anti-inflammatoire en limitant les altérations métaboliques sans avoir d'effets néfastes sur les autres systèmes, tout en étant une contremesure facile à mettre en œuvre et peu coûteuse. Quand bien même la contremesure nutritionnelle utilisée lors de cette étude ne serait pas suffisante pour maintenir l’ensemble des systèmes physiologiques intacts, d’autres études devront être menées afin de trouver la combinaison de contremesures idéale permettant de limiter les dégradations induites par la microgravité et ainsi permettre des nouvelles avancées dans l’exploration spatiale (Lune, Mars) au cours des prochaines décennies. En ce sens, un protocole adapté d’activité physique combiné à une contremesure nutritionnelle sous forme de cocktail semble être une piste prometteuse. / Space missions and bedrest simulation studies have shown that physical inactivity affects all physiological systems in humans. In prolonged bed rest conditions, our laboratory (UMR7178, IPHC, DEPE, Strasbourg) showed that metabolic adaptations were close to that found in the metabolic syndrome associated with metabolic chronic diseases in the general population. Based on these results, we proposed a hypothesis to describe the cascade of events leading to metabolic alterations in simulated microgravity, leading to the development of metabolic inflexibility. Metabolic inflexibility is defined as the inability of the body to adjust fuel use to changes in fuel availability. The first objective of this Thesis was to test this hypothesis and understand the mechanisms underlying the simulated microgravity induced metabolic alterations. Specifically, we focused on characterizing the metabolic inflexibility syndrome in humans through clinical investigation of muscle condition, inflammation and oxidative stress, insulin sensitivity and oxidation of energy substrates in a proof of concept study and a 60-day microgravity simulation study in healthy male adults. Based on recent studies demonstrating the impact of nutritional supplements on metabolic adaptations associated with many chronic metabolic diseases, a proof-of-concept study tested the efficacy of a nutritional cocktail composed of polyphenols, omega-3, vitamin E and selenium. In the feasibility study, we showed that supplementation reduced muscle atrophy, oxidative stress and the development of metabolic inflexibility via an improvement in lipid oxidation and a reduction in de novo lipogenesis following a 20-day period of physical inactivity induced by daily step reduction. Based on these first results, a 60-day bed rest study was conducted in health men to test the effects of the dietary cocktail in simulated microgravity conditions. In this second human clinical research study, nutritional supplementation prevented at least partially acute and chronic adaptations caused by physical inactivity induced by bed rest. In particular, supplementation increased antioxidant blood defenses, prevented increased lipid levels, reduced lipid oxidation and mitigated the development of acute and chronic metabolic inflexibility in absence of metabolic challenge. However, the countermeasure did not have a protective effect following a metabolic challenge in the form of carbohydrate overnutrition. All the results indicate that the development of metabolic inflexibility appears to be an early event, which, if detected in time, could prove to be a useful biomarker to use to prevent chronic diseases in the 21st century. Moreover, this study demonstrated the advantage of an antioxidant and anti-inflammatory cocktail by limiting metabolic alterations without having harmful effects on other systems, while being easy to implement and cost-effective. Even if the nutritional countermeasure used in this study is not sufficient to keep all physiological systems intact, further studies will have to be carried out to find the ideal combination of countermeasures to limit microgravity-induced degradation and thus allow new advances in space exploration (Moon, Mars) over the next decades. In this line, an adapted protocol of physical activity combined with a nutritional countermeasure in the form of a cocktail could be a promising approach.

L’objet de notre recherche est d’étudier les expériences corporelles des adolescents obèses pour comprendre leur processus d’engagement dans les situations obligatoires en EPS. Les études scientifiques montrent une activité physique faible chez les adolescents obèses. Analysées par le filtre de l’anthropologie existentiale, c’est-à-dire des êtres en train d’exister, les stratégies étudiées ne décrivent que le mode majeur de la réalité, conforme aux attentes scolaires. En s’inscrivant dans les théories pragmatiques (Quéré, 1997), dans la sociologie de l’expérience (Dubet, 1994) et dans l’anthropologie existentiale (Piette, 2015), cette thèse apporte un regard nouveau, en appréhendant, par le mode mineur de la réalité, les expériences corporelles, spatiales, temporelles et relationnelles de quatre élèves. L’étude ethnographique a permis la reconstruction de leurs expériences corporelles à partir de données audiovisuelles, d’observations non participantes et d’entretiens de l’élève et de son entourage. Contrairement au regard porté par les études précédentes, nos résultats mettent en exergue une richesse de l’expérience corporelle des adolescents. Le mode mineur révèle des repères corporels, spatiaux, temporels et relationnels singuliers sur lesquels les élèves s’appuient pour rester engagés dans la situation tout en se dégageant des contraintes les plus insoutenables pour eux. Les modes de dégagements et le processus de reposité permettent de rendre compte autrement des contraintes normatives véhiculées en EPS. Les adolescents obèses traduisent corporellement ces normes en les faisant vivre dans une partition chorégraphique organisée à partir de l’équilibre subtil de l’agir sur le subir. Derrière l’incorporation des normes émerge le pouvoir créateur de la personne dans son existence. / We focus our research on the study of body experience for obese teenagers, in order to understand the engagement process when facing compulsory Physical Education situations. Scientific studies show a rather low level of physical activity among overweight adolescents. Analyzed in the light of existential anthropology (meaning « of people existing »), the strategies reviewed only describe the major reality mode, which meets school expectations. Fitting in the science of pragmatic theories (Quéré, 1997), experience sociology (Dubet, 1994) and existential anthropology (Piette, 2015), this thesis provides a new perspective by getting to grips with the body, space, time and relationship experience of four students, through the minor reality mode.The ethnographic study enabled the reconstruction of their body experience based on audiovisual data, non-participating observations and interviews with the students and their family and friends. Contrary to previous studies findings, our results highlight the richness of teenager body experience . The minor mode reveals remarkable body, space, time and relationship landmarks, which the student can use to stay engaged in situations, whilst breaking out of his/her unbearable constraints. The decommitment modes and the process of « reposité » lead to a better or different understanding of normative constraints conveyed in Physical Education. Overweight teenagers tend to « bodily translate » these norms by turning them into a choreographic score, based on the delicate balance between « doing » and « enduring ». Behind the incorporation of standards emerges the creative power of individuals in their existence.

L'obésité se caractérise par une accumulation excessive de masse grasse ainsi qu'un état inflammatoire chronique évoluant à bas bruit. Parmi les processus biologiques susceptibles de contribuer aux altérations méta-inflammatoires caractéristiques de l'obésité, nous étudions l'autophagie. Les données, relatives à la première étude, indiquent une diminution de l'activité autophagique adipocytaire des sujets obèses comparée aux sujets non-obèses. Les analyses transcriptomiques du laboratoire indiquent une forte diminution de l'expression du gène codant la Death Associated Protein Kinase 2 (DAPK2), chez les sujets obèses. De façon intéressante, l'inhibition de cette kinase induit une diminution de l'activité autophagique tandis qu'une surexpression augmente le processus dans des lignées adipocytaires. Nous observons également une restauration partielle et concomitante de l'activité autophagique et de l'expression génique de DAPK2 après perte de poids induite par chirurgie bariatrique chez les sujets obèses. L'ensemble de ces données montre un lien entre l'expression de DAPK2 et l'activité autophagique dans les adipocytes. La seconde étude est focalisée sur la lipase lysosomale (LIPA).. L'analyse de la topologie de son expression au cours de l'obésité n'indique pas de modulation d'expression génique. Néanmoins, une corrélation inverse entre l'adiposité et l'expression de la lipase lyosomale a été mise en évidence, suggérant un lien avec le stockage de lipides dans un contexte physiopathologique. Globalement, nos travaux indiquent des altérations adipocytaires du système lysosomal-autophagique, au cours de l'obésité. / Obesity is characterized by excessive accumulation of body fat and a chronic inflammatory condition evolving low noise. In this context, storage and nutritional metabolic sensing represent a real challenge to systemic and cellular level. Among the biological processes that may contribute to alterations meta-inflammatory characteristics of obesity, we are studying autophagy. This lysosomal process, related to nutritional flow as well as the regulation of pro-inflammatory signaling, allows the degradation dysfunctional organelles.The data relating to the first study indicate a decrease in adipocyte autophagic activity in obese subjects compared to non-obese subjects, and an inverse correlation between adipocyte hypertrophy and autophagic activity, suggesting a link with the lipid storage. The laboratory transcriptomic analyzes indicate a strong decrease in the expression of the gene encoding the Death Associated Protein Kinase 2 (DAPK2), in obese subjects. Interestingly, inhibition of this kinase induces a reduction of autophagic activity while overexpression increases the process of adipocyte cell lines. We also observe a partial and concomitant restoration of autophagic activity and gene expression after DAPK2 weight loss induced by bariatric surgery in obese subjects, strengthening the role of this kinase in regulating autophagy and adipocyte homeostasis. All these data show a link between the expression of DAPK2 and autophagic activity in adipocytes, suggesting that a lack of regulation of this kinase activity could help adipocyte dysfunction observed in obesity . The second study focused on the lysosomal lipase (LIPA). This protein, located at the interface of the immunological and metabolic regulation, participates in the catabolism of lipids. The analysis of the topology of its expression during obesity does not indicate a modulation of gene expression. However, an inverse correlation between adiposity and the expression of lyosomale lipase was demonstrated, suggesting a link with the storage of lipids in a pathophysiologic context. Overall, our work indicates adipocyte alterations of lysosomal-autophagic system during obesity. This type of alteration is present in several tissues, pharmacological approach could thus be envisaged in a systemic therapeutic context.

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.

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

La lipémie postprandiale se caractérise par une augmentation des lipoprotéines riches en triglycérides après un repas, et joue un rôle important dans la biodisponibilité des lipides alimentaires pour les tissus périphériques. En effet, une lipémie postprandiale élevée est souvent associée à l'obésité et à une dyslipidémie, deux composantes du syndrome métabolique qui peuvent engendrer des complications médicales, incluant diabète et maladies cardiovasculaires. La lactoferrine (Lf) inhibe l'épuration hépatique des chylomicrons, conduisant à une élévation de la lipémie postprandiale par des mécanismes moléculaires non élucidés. Il est aussi établi que le Lipolysis Stimulated Receptor (LSR) contribuait à l'épuration des lipoprotéines riches en triglycérides pendant la phase postprandiale. L'objectif était de déterminer s'il existait une interaction entre la Lf et le LSR. Les études de cultures cellulaires ont montré que si la Lf n'affectait pas le taux d'expression du LSR dans des cellules Hepa 1-6 de souris, elle co-localisait avec le LSR en présence d'oléate, un composé requis pour l'activation du récepteur. Des expériences de ligand-blotting ont également montré que la Lf se fixait sur le LSR purifié et inhibait la fixation de lipoprotéines riches en triglycérides. Les domaines N et C-terminaux isolés de cette protéine, ainsi qu'un mélange de peptides obtenu après double hydrolyse de la Lf par la trypsine et la chymotrypsine, conservent cette propriété. Nous proposons que l'élévation de la lipémie postprandiale observée in vivo suite à un traitement par la Lf soit médiée par son interaction avec le LSR, inhibant ainsi l'épuration des chylomicrons et de leurs remnants / Postprandial lipemia is characterized by an increase in plasma triglyceride-rich lipoproteins after the ingestion of meal, and is important towards determining the bioavailability of dietary lipids amongst the peripheral tissues. Indeed, elevated postprandial lipemia is often observed with obesity and dyslipidemia, two disorders that can lead to health complications including diabetes and cardiovascular diseases. Lactoferrin (Lf), has been shown to inhibit hepatic chylomicron remnant removal, resulting in increased postprandial lipemia, for which the molecular mechanisms remain unclear. The lipolysis stimulated lipoprotein receptor (LSR) has been shown to contribute to the removal of triglycerides-rich lipoproteins during the postprandial phase. The aim was to determine if there was interaction between Lf and LSR. Both Lf and LSR were purified with purities upper to 95% and characterized. Cell culture studies demonstrated that while Lf does not have any significant effect on LSR protein levels in mouse Hepa1-6 cells, it co-localizes with LSR in cells, but only in the presence of oleate, which is needed to obtain LSR in its active form. Ligand blotting using purified LSR revealed that Lf binds directly to the receptor in the presence of oleate and prevents the binding of triglycerides-rich lipoproteins. Both C- and N-lobes of Lf, and a mixture of peptides derived from its tryptic and chymotryptic double hydrolysis retained the ability to bind LSR. We propose that the elevated postprandial lipemia observed upon Lf treatment in vivo is mediated by its direct interaction with LSR, thus preventing clearance of chylomicrons and their remnants through the LSR pathway

Au cours du développement, les modifications du métabolisme des monocarbones liées à une malnutrition peuvent être délétères autant pour la mère que pour le nouveau-né. De plus, les conséquences à long terme d'une carence en période gestationnelle et périnatale sont mal connues, notamment en ce qui concerne les pathologies cardiaques et hépatiques. Nous avons mis en oeuvre un modèle nutritionnel de rates adultes carencées en donneurs de groupements méthyles (vitamines B12, folates et choline) avant la gestation. Ces micronutriments participent à la régulation de différentes enzymes impliquées dans le métabolisme de l'homocystéine. Afin de se placer dans un contexte de physiopathologie, proche de la situation clinique évaluée, nous avons choisi d'alimenter les rates avec un régime carencé un mois avant la mise en accouplement et de poursuivre ce régime pendant la période d'allaitement. Nous avons évalué les répercussions métaboliques et fonctionnelles du régime sur les tissus myocardique et hépatique, chez le nouveau né à 21 jours. Nous avons étudié l'effet de cette carence en groupements méthyles sur le métabolisme énergétique lipidique et sur la carnitine. Conséquences de la carence au niveau myocardique : Le régime carencé en donneurs de méthyles induit une hypertrophie cardiaque avec une augmentation de l'épaisseur du myocarde et un agrandissement des cardiomyocytes. L'étude protéomique du myocarde et l'analyse des données par bioinformatique identifient PGC-1[alpha], PPAR[alpha] et ERR[alpha] comme principaux déterminants des variations d'expression des protéines du métabolisme oxydatif mitochondrial. Nous avons observé une diminution d'expression de PPAR[alpha] et ERR[alpha] et une inactivation de PGC1[alpha] par hypométhylation et hyperacétylation, en lien avec une diminution d'expression de PRMT1 et de SIRT1 et une augmentation de SAH. Conséquences de la carence au niveau du foie : La carence s'accompagne de l'apparition d'une stéatose hépatique microvésiculaire, avec une élévation des taux tissulaires de lipides et de triglycérides. De plus, nous avons observé une augmentation des marqueurs pro inflammatoires sans augmentation des marqueurs de fibrose. A cet égard, nos résultats ont montré qu'un déficit de synthèse de carnitine, impliquée dans la bêta-oxydation et le stockage des acides gras, jouerait un rôle déterminant dans la pathogenèse de la stéatose chez le nouveau-né. Il existe également une dérégulation du métabolisme oxydatif des acides gras, avec diminution d'activité des complexes I et II de la chaîne respiratoire, qui résulte d'une hypométhylation de PGC1 et d'une diminution d'expression de PPAR[alpha], ER[alpha] et ERR[alpha]. En conclusion, nos résultats montrent que la carence maternelle en donneurs de méthyles, induit des modifications sur la fonction de PGC-1[alpha]. Ces modifications sont associées à des altérations de l'oxydation des acides gras et sur la fonction mitochondriale pendant la période néonatale, ce qui entraîne l'accumulation de lipides dans les tissus myocardique et hépatique. Le lien entre la carence en donneurs de méthyles et l'altération de la méthylation de PGC-1[alpha] modifie les activités des enzymes impliquées dans la méthylation et l'acétylation de PGC-1. Ces enzymes sont aussi liées à des modifications épigénomiques qui modulent la fonction et l'expression des protéines. Nos résultats sont en accord avec les études de population de Barker et al, qui suggèrent que la nutrition maternelle pendant les étapes précoces de la vie est corrélée avec le risque de maladies cardio-vasculaires dans la vie adulte indépendamment des autres facteurs de risque / During development, changes in carbon metabolism related to malnutrition may be deleterious for both the mother and the newborn. In addition, long-term consequences of a methyl deficiency gestational and prenatal are poorly understood. We are particularly interested in studying these effects on the heart and liver. We have used a nutritional model of adult rats deficient in methyl donors (vitamin B12, folate and choline) before pregnancy. To be placed in a context of pathophysiology, close to the clinical situation, we chose to feed the rats with a methyl deficient diet one month before mating and continue this diet during the suckling period. We evaluated the metabolic and functional effects of this diet on myocardial and hepatic tissues, in the newborn pups in 21 days old. We studied the effects of methyl deficient diet on lipid and energy metabolism and carnitine. Consequences of the deficiency at the myocardial: The diet deficient in methyl donors induces cardiac hypertrophy with an increase in myocardial thickness and enlargement of cardiomyocytes. The proteomics analysis of the bioinformatics data identifies PGC-1[alpha], ERR[alpha] and PPAR[alpha] as major determinants of changes in protein expression of mitochondrial oxidative metabolism. We observed a decreased expression of PPAR[alpha] and ERR[alpha] and an inactivation of PGC1[alpha] by hypomethylation and hyperacetylation, in conjunction with a decrease in the expression of PRMT1 and SIRT1 and increased the level of SAH. Consequences of the deficiency at liver: Deficiency is accompanied by the appearance of microvesicular hepatic steatosis, with elevated tissue levels of lipids and triglycerides. Increase of inflammation was observed in this model with no changes in fibrosis score. In this respect, our results showed a deficiency of carnitine synthesis, involved in the beta-oxidation and storage of fatty acids, play a role in the pathogenesis of hepatic steatosis in the newborn. There is also a deregulation of the oxidative metabolism of fatty acids, with decreased activity of complex I and II of the respiratory chain, resulting in hypomethylation of PGC1 and decreased expression of PPAR[alpha], ER[alpha] and ERR[alpha]. In conclusion, our results show that maternal deprivation in methyl donors impaired the function of PGC-1[alpha]. These changes are associated with alterations in fatty acid oxidation and mitochondrial function during the neonatal period, with lipid accumulation in myocardial tissue and liver. The link between the methyl donor deficiency and impaired methylation of PGC-1[alpha] alters the activities of enzymes involved in methylation and acetylation of PGC-1[alpha]. These enzymes are also associated with epigenetic changes and the function and gene expression. Our results are consistent with population studies by Barker and colleagues, who suggest that maternal nutrition during early stages of life is correlated with the risk of cardiovascular disease in adult, independent of other risk factors

Chez les rongeurs rendus obèses par un régime hyper-lipidique, un changement du microbiote est associé à une altération de la perméabilité intestinale, augmentant le passage d’antigènes alimentaires ou bactériens et contribuant à une inflammation chronique de bas grade et une insulinorésistance. Cependant chez l’homme, les modifications de perméabilité intestinale, son impact sur les altérations métaboliques, inflammatoires systémiques et tissulaires sont peu documentées. L’objectif de ce travail est de caractériser la perméabilité intestinale (i.e. jéjunum) et les mécanismes impliqués dans sa régulation dans l’obésité humaine sévère en conditions de jeûne (basal) et après un apport aigu de lipides selon des approches complémentaires in vivo (biomarqueurs), ex vivo (chambre de Ussing, étude des protéines de jonctions serrées en immunofluorescence) et in vitro (lignée cellulaire Caco-2/TC7). A l’état basal nous avons observé une diminution de la localisation de l’occludine et de la tricelluline dans les jonctions serrées au niveau du jéjunum et des taux circulants en zonuline et LPS binding protéine plus élevés chez les obèses. La perméabilité Jéjunale basale mesurée ex vivo en chambre de Ussing était comparable entre obèses et non obèses avec cependant des liens entre ces mesures et les paramètres de l’inflammation systémique chez les patients obèses (CRP et Haptoglobine). Une charge unique en lipides alimentaires, entrainait une augmentation rapide et significative de la perméabilité aux macromolécules (FITC-Dextran 4 kDa) in vitro et ex vivo, démontrant ainsi l’effet direct des lipides postprandiaux sur la barrière épithéliale. La perméabilité aux macromolécules après exposition aux lipides était plus élevée chez les patients obèses à fortiori diabétiques de type 2 et était associée à l’inflammation systémique (CRP) et intestinale (calprotectine fécale). Ainsi, nos résultats mettent en évidence un défaut de la barrière intestinale dans l'obésité caractérisée par une hyperperméabilité jéjunale démasquée par les lipides alimentaires et associée à l’inflammation et aux troubles métaboliques. / Intestinal barrier damage is associated with low-grade inflammation and metabolic impairment in rodent models of obesity. Whether intestinal permeability is altered in human metabolic disorders remains poorly investigated. Using a large cohort of well-characterized obese subjects and a human enterocyte model, we examined intestinal permeability in the basal state and after a challenge by a lipid load. We showed a reduction of occludin and tricellulin at jejunal tight junctions and increased serum levels of zonulin and LPS-Binding Protein in obese subjects. Jejunal permeability, directly measured in Ussing chambers in the fasting condition, was not significantly increased compared to non-obese subjects. Nevertheless, within the obese cohort, high permeability was associated with systemic inflammation (CRP and haptoglobin). A single lipid load increased permeability both in Caco-2/TC7 cells and ex vivo in human jejunum, demonstrating dietary lipids’ direct effects on the epithelial barrier. Permeability after the lipid load was significantly higher in the jejunum of obese subjects and associated with systemic and intestinal inflammation (CRP and fecal calprotectin) and type 2 diabetes. Thus, our results highlight an intestinal barrier defect in obesity, with a jejunal permeability increased by a lipid challenge and linked to inflammatory and metabolic impairments.

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. / Obesity and type 2 diabetes is generally accompanied by a chronic state of oxidative stress, implicated in the development of complications such as macro- and micro-angiopathies. Food, and particularly fruit and vegetables naturally rich in radical scavenging compounds, represent a real preventive potential. This study was focused on the antioxidant capacity of fruit and vegetables. We demonstrated that the majority of fruit and vegetables owe their anti-oxydant capacity to a class of polar compounds. The study by means of a separative technique (HPLC) hyphenated with specific radical scavenging capacity detection, allowed to reveal the real active compounds. Red cabbage has shown amongst the highest antioxidant potential through the presence of numerous radical scavenging cyanidins. In vitro studies, using the RINm5f cell line, confirmed the radical scavenging activity of fruit and vegetables polyphenols. The red cabbage extract suppressed the hyperinsulinemic-induced oxidative stress. Finally, an in vivo study, using a diabetic rat model, confirmed the antioxidant and antidiabetic effects of red cabbage, even when its consumption is associated to a hypercaloric diet. However, the red cabbage must be associated with an equilibrated diet in order offer beneficial effects in the long term.

Une consommation élevée de sodium et une faible consommation de potassium sont associées à la survenue de l'HTA et des MCV. Limiter la consommation de sel et encourager celle de « plus de fruits et légumes » sont des mesures efficaces pour réduire l’incidence de ces maladies. Ces interventions nécessitent des données épidémiologiques fiables. Elles doivent aussi tenir compte de la disponibilité adéquate de l’iode dans le sel pour assurer un statut optimal en iode aux populations. Il n’existe pas de données représentatives sur le niveau de consommation en sodium, potassium et iode en population adulte au Bénin. Nos travaux ont estimé à partir de prélèvements urinaires les niveaux d’apports de ces éléments et la teneur en iode des sels alimentaires en utilisant les méthodes de références. Les résultats ont montré un apport excessif en sodium, faible en potassium, une légère déficience en iode et une iodation inadéquate de la production locale de sel. Les déterminants de ces différents apports ont été identifiés. Nous avons par ailleurs validé l’usage du spot urinaire pour le dosage du sodium et du potassium dans les études épidémiologiques et du spectrophotomètre (WYD Iodine Checker) pour le dosage de la teneur en iode du sel. L’ensemble des résultats plaident en faveur de la mise en œuvre urgente de politiques de réduction du sel et de promotion de fruits et légumes, et d’un renforcement du programme de lutte contre les TDCI au Bénin. / High sodium and low potassium consumptions are associated with increased blood pressure and cardiovascular diseases. Limiting salt and encouraging more fruits and vegetables are important interventions to reduce these diseases. These interventions need reliable epidemiological data. Interventions should also take into account the availability of adequate iodine in salt to ensure an optimal iodine status for populations. There is no representative data on sodium and potassium intakes and iodine status in Beninese adults. Our studies estimated, using urine samples, the levels of sodium, potassium and iodine intakes, and iodine content in food salts whith reference methods. Results showed an excessive intake of sodium, low potassium, a mild iodine deficiency and inadequate iodination of local salt production. Factors associated with these intakes have been identified. Results also validated the use of spot urine to assay sodium and potassium in epidemiological studies and spectrophotometer (WYD iodine checker) for iodine content in salt. All the results argue for implementation of salt reduction policies and promotion of fruits and vegetables, and a strengthening of the Beninese program against IDD.