Notre étude a montré l’implication de la déficience de PPARα dans la modulation de latranscription des gènes de l’insuline et de l’inflammation des adipocytes chez les sourisadultes C57BL/6J (WT) et PPARα-null. A jeun, les souris PPARα-null sont hypoglycémiquespar rapport aux animaux témoins WT. La concentration en insuline et l’expression de sesARNm pancréatiques, par rapport aux animaux témoins, sont diminuées chez les sourisPPARα-null, suggérant que la suppression du gène de PPARα contribuait à la faibletranscription de ces gènes. De plus, la suppression du gène de PPARα aboutit à la diminutiondes facteurs de transcription des gènes de l’insuline comme Pdx-1, Nkx6.1 et MafA. En outre,la capacité pancréatique fonctionnelle est aussi détériorée par la suppression du gène dePPARα puisque le pancréas des souris PPARα-null exprime de faibles taux de Glut2 et deglucokinase. Les souris PPARα-null expriment des taux élevés d’adiponectine et de leptinecomparées aux souris témoins. Dans les tissus adipeux, les souris PPARα-null présentent uneaugmentation de l’expression de CD14 et CD68 généralement exprimés par les macrophages.La suppression du gène de PPARα diminue, au niveau des adipocytes, l’expression de MCP-1, TNFα, IL-1β, IL-6 et RANTES, alors que l’expression de TLR-2 et de TLR-4 (récepteurspro-inflammatoires) était élevée dans les tissus adipeux. Ces résultats suggèrent qu’encondition normale, la déficience en PPARα, chez les souris est impliquée dans la modulationde la transcription des gènes de l’insuline et le statut inflammatoire du tissu adipeux.En outre, l'invalidation du gène de PPARα dans les cellules T a abouti àl'augmentation de T-bet et la diminution de GATA-3 tant aux niveaux de la protéine que del’ARNm. Comme prévu, l’acide Docosahexaénoïque (DHA) a exercé non seulement un effetinhibiteur sur la prolifération des cellules T, mais aussi a diminué la sécrétion d’IFN-γ etstimulé la sécrétion de l’IL-4 dans les deux types cellulaires. Le DHA a aussi diminué T-bet etaugmenté GATA-3 tant au niveau de la transcription qu’au niveau de la protéine. Quoique lescellules T des souris PPARα-null ont exprimé un plus fort niveau de phosphorylation de p38MAP kinase que les cellules T de WT, le DHA a diminué la phosphorylation des MAPkinases (p38 et ERK1/2) dans tous les deux les types cellulaires. Les inhibiteurspharmacologiques des MAP kinases ont aussi diminué T-bet et augmenté GATA-3 dans lescellules T. Ces résultats démontrent que le DHA, via son action sur les MAP kinases, modulel'expression des facteurs de transcription. Ces résultats expliquent aussi le mécanisme d'actionde cet acide gras sur la différenciation des cellules T dans la maladie et la santé / We assessed, in this study, the effects of PPARα deficiency on the expression of mRNAencoding for insulin gene transcription factors in pancreatic β-cells along with thoseimplicated in inflammation in adipose tissues. On fasting, the adult PPARα-null mice werehypoglycemic. Serum insulin concentrations and its pancreatic mRNA transcripts weredownregulated in PPARα-null mice, suggesting that PPARα gene deletion contributes to lowinsulin gene transcription. The PPARα gene deletion downregulates the mRNA expression ofinsulin gene transcription factors, i.e., Pdx-1, Nkx6.1 and MafA. Besides, the pancreaticfunction was diminished by PPARα deficiency as PPARα-null mice expressed low pancreaticGlut2 and glucokinase mRNA. PPARα-null mice also expressed high adiponectin and leptinmRNA levels compared to wild type animals. Adipose tissues of PPARα-null mice exhibitedupregulation of CD14 and CD68 mRNA, generally expressed by macrophages. PPAR-a genedeletion downregulates the adipocyte mRNA of certain pro inflammatory agents, like MCP-1,TNF-a, IL-1b, IL-6, and RANTES, though pro-inflammatory TLR-2 and TLR-4 mRNAswere upregulated in the adipose tissues. Our results suggest that PPAR-a deficiency, in mice,is implicated in the modulation of insulin gene transcription and inflammatory status inadipose tissues.The another part of the study was conducted on CD4+ T-cells, isolated from wild type(WT) and PPARα-null mice, in order to assess the mechanismof action of docosahexaenoicacid (DHA), an n-3 fatty acid, in the modulation of two transcription factors, i.e., T-bet andGATA-3, implicated in T-cell differentiation towards, respectively, TH1 and TH2 phenotype.The T-cells from PPARα-null mice secreted higher IFN-γ and lower IL-4 concentrations thanWT T-cells. Furthermore, the deletion of PPAR-α gene in T-cells resulted in the upregulationof T-bet and downregulation of GATA-3 both at mRNA and protein levels. DHA exerted notonly an inhibitory effect on T-cell proliferation, but also diminished IFN-γ and stimulated IL-4 secretions in both cell types. DHA also downregulated T-bet and upregulated GATA-3 bothat transcription and protein levels. Though the T-cells from PPARα-null mice expressedhigher p38 phosphorylation than WT T-cells, DHA diminished the MAP kinasephosphorylation (p38 and ERK1/2) in both the cell types. The pharmacological inhibitors ofMAP kinases also downregulated T-bet and upregulated GATA-3 in T-cells. Altogether, theseresults demonstrate that DHA, via its action on MAP kinases, modulates the expression oftranscription factors. These results also explain the mechanism of action of this fatty acid onT-cell differentiation in disease and health

L‟acide docosahexaénoïque (DHA) s‟accumule principalement dans les membranes cérébrales humaines durant la période périnatale et les 2 premières années de la vie. Optimiser l‟incorporation des acides gras polyinsaturés à longue chaîne (AGPI-LC) n-3 dans le système nerveux central, notamment le DHA, constitue l‟un des objectifs majeurs de la nutrition néonatale et infantile. Ce projet étudie l‟effet de régimes à base de matière grasse laitière anhydre (MGLA) afin d‟améliorer la bioconversion des AGPI n-3 et l‟incorporation du DHA dans le cerveau. L‟autre objectif, au-delà des effets sur les acides gras, est d‟évaluer si l‟impact des apports destinés au jeune n‟exercent pas un effet plus large tels qu‟appréciés au niveau du lipidome du cerveau.Nous avons mis au point un modèle d‟expérimentation animale permettant d‟étudier les effets de mélanges de MGLA et d‟huiles végétales. Des mères sont nourries avec un régime déficient en acide α-linoléique (ALA) (0,4% des acides gras totaux (AGT)) pendant 6 semaines avant accouplement et pendant toute la gestation et la lactation. Après sevrage, quatre-vingts petits rats mâles et femelles ainsi carencés en AGPI n-3 sont séparés en 4 groupes et reçoivent des régimes à 10% de lipides pendant 6 semaines, soit à base d‟huile de palme mélangée avec des huiles vegétales pour un apport à 1,5%ALA (P1), ou 1,5% ALA supplementé avec 0,12%DHA et 0,4% acide arachidonique (ARA) (P2); soit à base de MGLA et d‟huiles végétales apportant 1,5%ALA (B1) ou 2,3%ALA (B2). Les acides gras cérébraux, plasmatiques et érythrocytaires ainsi que le profil lipidomique cérébral sont mesurés, et les résultats sont analysés en statistiques multivariées. Le régime B1 est supérieur aux deux régimes à base d‟huile de palme à 1,5 %ALA, pour restaurer la quantité de DHA du cerveau (augmentation de 14.38%, P < 0.05) ; le régime (B2) présente un bénéfice supplémentaire sur ce paramètre. Les concentrations cérébrales en DHA chez les rats mâles sont significativement plus faibles que chez les femelles en raison des interactions de l‟effet sexe sur l‟effet régime, mais cet effet s‟atténue avec les régimes MGLA ou l‟ajout de DHA préformés dans le régime palme (P2).Nous avons calculé un nouvel indice à l‟aide des profils en acides gras des globules rouges et du plasma pour prédire le contenu en DHA cérébral, et dont la performance est meilleure que celle des indices existants. Pour la première fois, nous avons pu mettre en évidence un effet majeur et inconnu jusqu‟alors, des régimes sur le lipidome du cerveau (analyse des espèces moléculaires de lipides), affectant près de 15% des espèces analysées. Ces changements semblent être liés, entre autres, au métabolisme du cholestérol, des acides gras et des messagers lipidiques.En conclusion, nos données sont susceptibles d„améliorer les formules infantiles. La première utilisation de l‟approche de lipidomique sans a priori que nous avons mise en oeuvre ouvre des perspectives nouvelles en nutrition infantile. / The accretion of docosahexaenoic acid (DHA) in brain membranes mainly occurs around delivery and during the first two years of life. One of the main goals of neonatal nutrition is to optimize the incorporation of n-3 long chain polyinsaturate fatty acids (LC-PUFA) into the central nervous system, including DHA. Our goal was to study the impact of several kinds of diets based on dairy-fat to improve the n-3 LC-PUFA bioconversion and DHA accretion into brain. The other endpoint was to assess if beyond the brain fatty acid profiles, the dietary intakes would bring about a wider effect such as the one that can be appreciated through a lipidomic approach.We compared the nutritional effect of dairy-fat based diets to that of palm-oil based diets in the rat reproductive model. Mother rats were made deficient in α-linoleic acid (ALA) (0.4% of fatty acids (FA) for 6 weeks prior to mating and throughout gestation and lactation. After weaning, the resulting deficient 40 rat pups of either gender were split into 4 groups and received 10% fat diets made with either 1.5%ALA palm oil blend (P1), same added with 0.12% DHA and 0.4% arachidonic acid (ARA) (P2) , 1.5% ALA dairy-fat blend (B1) or 2.5% ALA dairy-fat blend (B2). The brain, red blood cell (RBC) and plasma fatty acid profiles were analyzed and treated using multivariate statistics. B1 was superior to both palm-oil based diets to improve the brain DHA contents (14.4% increase, P < 0.05). B2 brought an additional benefit for this parameter. The brain DHA contents in males were significantly lower than for the female because of a diet x gender interaction. This effect was smoothed with the dairy-fat diets or the palm-oil based diet augmented with preformed DHA.We calculated a new fatty acid index to predict the brain DHA contents, based on the fatty acid profiles measured in RBC and plasma, and which demonstrated a better performance than the existing published index. For the first time, we showed a profound and yet unsuspected effect of diets until now on the brain lipidome (lipids molecular species), affecting about 15% of the features detected. These changes were ascribed to the cholesterol and fatty acid metabolism, and to the lipid messengers, among others.In conclusion, our data appear highly relevant to improve infant formulas. The first use of the lipidomic approach in neonatal nutrition open the paths of new researches in the area of infant nutrition

La qualité des lipides des préparations pour nourrissons est primordiale, notamment en termes d’acides gras polyinsaturés (AGPI) comme l’acide arachidonique (ARA) et docosahexaénoïque (DHA). Ces derniers pourraient favoriser le développement neurosensoriel de l’enfant. Nous avons ainsi évalué 4 standards commerciaux contenant des lipides végétaux ou laitiers et supplémentés ou non en ARA/DHA, sur le développement neurosensoriel au travers d’un modèle d’allaitement artificiel « pups in the cups ». En TEP-cs, nous observons que la supplémentation en ARA/DHA permet de normaliser le fonctionnement cérébral.L’exploration des lipides tissulaires indique des différences en DHA particulièrement bas avec l’allaitement en lipides végétaux purs. Nous proposons un algorithme de prédiction du DHA cérébrale et oculaire via les profils en acides gras érythrocytaires. Dans ces tissus un tiers des espèces à DHA sont affectées et corrélées à l’activité cérébrale. Les neuromédiateurs issus de l’AL, ARA, DHA par la voie LOX sont impactés ainsi que la distribution spatiale en DHA en IMS. Les autres données omiques soulignaient l’impact des interactions fond lipidique x ajout DHA/ARA (transcriptomique) ou fond lipidique (métabolomique) sur la régulation du métabolisme cérébral impactant le métabolisme neuronal et le métabolisme cérébral du microbiote probablement via l’axe de signalisation intestin-cerveau. Nous identifions alors un métagénome sensible à l’ajout DHA/ARA corrélé à la fonction cérébrale. Enfin, des modifications épigénétiques (méthylation du génome et miARN) touchant le groupe FC suggèrent potentiellement un impact à long terme. / The quality of lipids in infant formula is essential, especially in terms of polyunsaturated fatty acids (PUFAs) such as arachidonic acid (ARA) and docosahexaenoic acid (DHA). These could promote the neurosensory development of the child. We thus evaluated 4 commercial standards containing plant or dairy lipids and supplemented or not with ARA / DHA, on the neurosensory development through an artificially feeding model "pups in the cups". In PET-cs, we observe that the supplementation in ARA / DHA makes it possible to normalize the cerebral functioning. The exploration of tissue lipids indicates differences in DHA which are particularly low with pure plant lipids intake. We propose an algorithm for predicting cerebral and ocular DHA via erythrocyte fatty acids profiles. In these tissues one-third of the DHA species are affected and correlated with brain activity. The neuromediators resulting from AL, ARA, DHA by the LOX pathway are impacted as well as the spatial distribution of DHA in IMS imaging. Other omics data underlined the impact of lipid background x combination DHA / ARA (transcriptomics) or lipid background (metabolomics) on the regulation of cerebral metabolism impacting neuronal metabolism and brain metabolism of the microbiota probably through the signalling of gut-brain axis. We then identify a metagenome sensitive to the addition of DHA / ARA correlated to brain function. Finally, epigenetic modifications (methylation of the genome and miRNA) affecting the FC group potentially suggest a long-term impact.

Les zones littorales à macrophytes ont un rôle fonctionnel important dans les hydrosystèmes fluviaux. Outre leur forte productivité, ces milieux se caractérisent également par une forte biodiversité. Cependant, les liens pouvant exister entre hétérogénéité spatiale, biodiversité et flux de matière restent encore peu connus. En milieu aquatique, les microcrustacés représentent un maillon clef entre les microorganismes eucaryotes, qui sont les principaux producteurs d'acide gras polyinsaturés (AGPI), et le compartiment piscicole. Dans ce travail de thèse, nous avons donc cherché à savoir comment la diversité des cladocères rencontrée dans une zone littorale à macrophytes pouvait affecter le transfert des AGPI dans les réseaux trophiques. L'approche vers laquelle s'est orienté ce travail combine à la fois des études menées en milieu contrôlé, permettant des expériences de nutrition, ainsi que des études menées en milieu naturel. Cette double approche permet de faciliter l'interprétation des résultats issus des analyses lipidiques, isotopiques et isotopiques de composés spécifiques. Nos résultats montrent ainsi qu'il n'existe pas de variabilité dans les capacités d'accumulation et de bioconversion des AGPI chez les cladocères coexistant dans une zone littorale à macrophytes. D'après ces résultats, il semble donc que le principal facteur influençant la variabilité des transferts d'AGPI vers le compartiment piscicole soit la stratégie alimentaire et le compartiment trophique exploité par les différentes espèces de microcrustacés. En effet, outre le seston, notre étude montre que certaines espèces de cladocères rencontrées en zone littorale sont capables d'exploiter l'épiphyton et le neuston. Les analyses lipidiques mettent de plus en évidence, que la diversité des compartiments trophiques exploités s'accompagne d'une variabilité d'apports en AGPI. Dans notre étude, l'épiphyton est ainsi significativement plus concentré en AGPI que le seston. A l'interface air-eau, le neuston se caractérise de plus, par une forte accumulation de matière organique d'origine allochtone qui, dans le cas d'une pluie de pollen, représente une source de carbone et d'AGPI non négligeable pour certaines espèces de microcrustacés. Dans les zones littorales à macrophytes, la complémentarité des espèces de cladocères entraine donc une utilisation plus complète des ressources. La diversité des compartiments trophiques, associée à la diversité des microcrustacés, permet donc probablement une optimisation du transfert des AGPI vers les niveaux trophiques supérieurs.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fatty acids (FA) are constituents of neuronal phospholipid membranes, where they are essential for the development and functioning of the brain. During the peak of neuronal growth, occurring during the last week of gestation and lactation, there is a rapid accumulation of long-chain polyunsaturated FA (LC-PUFAs), which are synthesized from a physiologically appropriate supply of essential fatty acids (EFA) for normal fetal and neonatal development , ensuring the development of neurological functions. During the last decades, there occurred changes in dietary habits in Western countries, mainly with increased consumption of trans fatty acids (TFA) and omega-6 (n-6) at the expense of consumption of omega-3 (n-3). These changes may increase oxidative damage and alter neuronal neuroplasticity, thereby facilitating the development of neuropsychiatric diseases such as bipolar disorder (BD). Through a model of amphetamine-induced mania in rats, we evaluated comparatively the influence of daily supplementation of different fats since pre-conception until weaning of 1st and 2nd generation litters on behavioral parameters in conjunction with biochemical changes in brain regions. Three groups of female Wistar rats were supplemented (3g/kg; p.o. per day) from one week before conception through pregnancy and breast-feeding with fish oil (FO, rich in n-3 PUFA), soybean oil (SO; rich in PUFA n-6) or hydrogenated vegetable fat (HVF; rich in TFA). During weaning, pups of both sexes were kept under the original supplementation until 90 days of age. While male offspring were included in the study of the 1st generation, females were mated and maintained in the same supplementation, thus obtaining animals of the 2nd generation, which were used in the 2nd study and divided into 3 experiments. In the study of the 1st generation at 90 days of age, one half of each supplementation group was treated with a daily dose of amphetamine (AMPH 4mg/kg, ip) or saline (control) for 14 days, when they were subjected to behavioral tests and biochemical assessments in the cortex, striatum and hippocampus. HVF supplementation was associated with TFA incorporation in the three structures, increased AMPH-induced locomotor activity, and increased oxidative damage. Since FO supplementation increased DHA percentage and decreased the n6/n3 ratio in the three regions analyzed, it may have improved membrane fluidity and reduced oxidative stress in such animals. Adult male rats born from the 2nd generation were also exposed to an animal model of mania induced by amphetamine and used in two different experiments. In the first experiment, animals were evaluated for memory behavior and biochemical and molecular analysis in the hippocampus, in which these parameters were decreased by HVF supplementation and improved by FO supplementation. In the second experiment, animals were evaluated regarding hyperactivity and biochemical and molecular analyses in the cortex, where again HVF supplementation was associated with loss in some parameters. In a third experiment we evaluated the influence of trans fat supplementation in rats exposed to the same mania animal model and the response to lithium (a mood stabilizing drug) treatment in 1st and 2nd generation animals. Lithium was able to reverse all AMPH-induced effects. Taken together, our findings suggest that the increased consumption of processed foods, which are rich in trans fat, may be related to an increased incidence of neuropsychiatric conditions. Conversely, a balanced diet, which includes omega-3 sources , reduces susceptibility to developing such conditions, possibly by changing the composition of the neuronal phospholipid membrane. / Ácidos graxos (AG) são fosfolipídeos constituintes das membranas neuronais onde são fundamentais para o desenvolvimento e funcionamento do cérebro. Durante o pico do crescimento neuronal, o qual ocorre durante a última semana de gestação e período de aleitamento, há um rápido acúmulo de AG poliinsaturados de cadeia longa (AGPI-CL) para o desenvolvimento fetal e neonatal normal, garantindo o desenvolvimento de suas funções neurológicas. Durante as últimas décadas foram observadas mudanças nos hábitos alimentares, principalmente em países ocidentais, devido ao aumento do consumo de AG trans e ômega-6 (n-6) em detrimento do consumo de AG ômega-3 (n-3). Estas mudanças podem favorecer o desenvolvimento de processos oxidativos e alterar a neuroplasticidade neuronal, facilitando assim o desenvolvimento de doenças neuropsiquiátricas, e dentre estas, o transtorno bipolar (TB). Através de um modelo animal de mania induzido por anfetamina, avaliamos comparativamente a influência da suplementação diária de óleos ou gordura desde o período pré-concepcional até o desmame das ninhadas em regiões cerebrais dos filhotes de 1ª e de 2ª geração. Três grupos de ratas Wistar foram suplementadas diariamente (3g/kg/v.o.) desde uma semana antes da concepção, durante a gestação e aleitamento com óleo de peixe (OP, rico em AGPI n-3); óleo de soja (rico em AGPI n-6) ou gordura vegetal hidrogenada (GVH; rica em AGT). No período de desmame, filhotes de ambos os sexos foram mantidos sob a mesma suplementação original até 90 dias de idade. Enquanto os filhotes machos foram incluídos no estudo da 1ª geração, as fêmeas foram separadas e acasaladas nas mesmas condições de suplementação já descritas, obtendo-se assim, animais adultos de 2ª geração, os quais foram incluídos no 2º estudo e divididos em 3 experimentos. No estudo de 1ª geração, aos 90 dias de idade, metade de cada suplementação foi tratada com uma dose diária de anfetamina (4mg/Kg, ip) ou solução salina (controle), durante 14 dias, quando foram submetidos aos testes comportamentais e avaliações bioquímicas no córtex, estriado e hipocampo. A suplementação com GVH favoreceu a incorporação de AGT nas três estruturas cerebrais descritas, aumentou a atividade locomotora induzida por ANF e aumentou os danos oxidativos. Já a suplementação com OP permitiu um aumento da porcentagem de DHA, diminuindo a razão AGPI n6/n3 nas três regiões avaliadas, o que pode ter contribuído para uma maior fluidez das membranas neurais e menor incidência de danos oxidativos. Ratos machos adultos da 2ª geração foram também expostos ao modelo animal de mania induzido por anfetamina, sendo porém separados em dois experimentos distintos: no primeiro experimento, além de avaliações comportamentais relacionadas à memória, marcadores do status oxidativo e análises moleculares foram feitas no hipocampo, sendo observado um prejuízo destes parâmetros no grupo suplementado com GVH, enquanto o grupo OP mostrou efeitos benéficos. No segundo experimento, além do comportamento locomotor, análises bioquímicas e moleculares foram feitas no córtex, quando novamente, a suplementação com GVH mostrou efeitos deletérios. No terceiro experimento avaliamos a influência da suplementação de gordura trans em animais de 1ª e 2ª geração sobre o mesmo modelo animal de mania e a resposta farmacológica ao carbonato de lítio (droga estabilizadora do humor), quando observamos que o lítio foi capaz de reverter todos efeitos induzidos pela ANF. Tomados em conjunto, os dados apresentados nesta tese sugerem que o consumo aumentado de alimentos industrializados, os quais são ricos em grodura trans, podem estar envolvidos no aumento da incidência de doenças neuropsiquiátricas. Contrariamente, uma alimentação balanceada, a qual inclui fontes de omega-3, reduz a suscetibilidade para o desenvolvimento de tais condições, em decorrência das possíveis alterações na composição fosfolipídica das membranas neurais.

L’adaptation à la vie extra-utérine requiert la résorption rapide du liquide pulmonaire, la création de la capacité fonctionnelle résiduelle (FRC), ainsi que l’augmentation du débit pulmonaire. Bien que ces mécanismes aient été largement étudiés, leurs cinétiques restent mal connues faute de méthode d’étude non invasive in vivo. L’échec de l’adaptation cardiorespiratoire à la naissance est la principale cause de mortalité et de morbidité de la période néonatale, malgré l’utilisation de stratégie préventive comme la corticothérapie anténatale, et l’amélioration des techniques de réanimation néonatale. Les acides gras polyinsaturés oméga 3 (AGPI n3) que l’on retrouve dans les huiles de poisson ont des effets cardiovasculaires et respiratoires qui pourraient améliorer la transition périnatale. Par ailleurs, leurs propriétés anti-inflammatoires peuvent réduire les conséquences des effets iatrogènes des techniques de réanimation dont la mise en oeuvre est nécessaire en cas de maladaptation cardiorespiratoire à la naissance. Les objectifs de ce travail ont été de : Mettre au point et valider une méthode d’exploration de la cinétique de réabsorption du liquide pulmonaire à la naissance par résonnance magnétique nucléaire Etudier les effets des AGPI n3 sur : l’adaptation ventilatoire à la naissance la circulation pulmonaire périnatale la prévention des lésions pulmonaires induites par une hyperoxie prolongée Les études ont été réalisées sur les modèles expérimentaux de foetus de brebis et de ratons nouveau-nés exposés à une hyperoxie prolongée. Nous montrons que la technique par IRM permet d’évaluer la cinétique de clairance du liquide pulmonaire in vivo en situations physiologique et pathologique. Alors que les AGPI n3 améliorent la circulation pulmonaire, ils n’ont pas d’effet sur la clairance du liquide pulmonaire. Par contre, ils réduisent les lésions pulmonaires induites par l’oxygène. Ces résultats expérimentaux suggèrent que les AGPI n3 pourraient prévenir les échecs d’adaptation cardiorespiratoire à la naissance et ses conséquences à long terme. / Perinatal transition requires clearance of pulmonary fluid, creation of functional respiratory capacity (FRC), and the multiplication of pulmonary blood flow by ten, to ensure gas exchange and blood oxygenation. Physiology of perinatal transition has been broadly studied but the kinetics of its evolution is less known. The aim of our study was to assess the kinetics of the respiratory transition. Besides, we supposed that polyunsaturated fatty-acids omega 3 (n3 PUFA) would improve this transition. To study the kinetic of respiratory transition, we used the MRI in 3 groups of lambs: premature group (Preterm) with a term of 122-124 days, two groups of late preterm lambs (134-136 days), including one group who received antenatal steroids (Late preterm + steroids), and a group without steroids (Late preterm). Surprisingly, we observed a rapid increase of lung fluid in preterm lambs reaching 30% at the end of the experimentation. Creation of FRC was also impaired in this group. In the Late preterm group, clearance of pulmonary fluid was slowed down with a moderate fall of 10%, whereas, in the Late preterm + steroids group, lung fluid dropped by 50% (p<0.05). Similarly, FRC in the Late preterm + steroids group was higher than the other 2 groups (p <0.05). Respiratory functions were closely related to lung fluid content and to FRC. We hypothesized that n3 PUFA would improve perinatal transition using two models: - An acute model: in a chronically instrumented model, catheters were introduced in the jugular and the carotid vessels of lamb fetuses at 122 days of gestation. Lamb fetuses received either Omegaven (n3 PUFA), or Intralipide (n6 PUFA), or isotonique physiological serum (SSI) for 4 days. Respiratory transition was explored by MRI. There was no significant difference between these three groups. Total lung fluid increased by about 20% in Omegaven group and 18% in SSI group (p> 0.05). - A model of Bronchopulmonary dysplasia: pups were exposed to hyperoxia for 10 days, and feeding rats received supplementation by either n3 PUFA (Omacor), n6 PUFA (sunflower oil), or SSI, with control groups that received the same feeding supply but which were exposed to air. Histological studies showed bronchopulmonary dysplasia lesions in the Hyperoxia groups, characterized by decrease of alveolar number, decrease in the number of secondary alveolar septa, and widening of the interstitial space. These lesions were similar in SSI and n6 PUFA groups, whereas n3 PUFA improved these lesions (p <0.05). To assess the effects of n3 PUFA in pulmonary vascular resistances (PVR), we studied their effects on fetal circulation characterized by elevated RVP using a chronically instrumented experimental model of lamb fetus. Lamb fetuses received either n3 PUFA (Omegaven), or n6 PUFA (Intralipid). We then explored the action mechanisms of n3 PUFA: 1) NO pathway using L-Nitro Argenine (LNA), 2) potassium channels pathway using Tetraethylamonium (TEA) and 3) epoxides produced by cytochrome P450 using MS-PPOH. Finally, we investigated the effect of Eicosapentaenoic Acid (EPA) perfusion, or Docosahexaenoic Acid (DHA) perfusion in pulmonary circulation. We showed that, unlike Intralipid, Omegaven induced pulmonary vasodilation, and an increase in pulmonary flow. An identical effect was reproduced by EPA infusion, while DHA did not modify PVR. This response was not modified by LNA. But it was reduced by MS-PPOH, and abolished by TEA. These results indicate that n3 PUFA induced pulmonary vasodilation, mediated by epoxides which act on potassium channels. To conclude, we demonstrated that respiratory transition in preterm lambs even in late preterm ones is altered with the presence of pulmonary edema. n3 PUFA did not improve lung fluid clearance but should be considered in the tretment of pulmonary hypertension, and in the prevention of brochopulmonary dysplasia of the newborns.

L’obésité est une maladie associée à des altérations métaboliques et inflammatoires et constitue un facteur de risque important de développer des comorbidités telles qu’un diabète de type 2. De plus, la prévalence de troubles de l’humeur et de la cognition est élevée chez les sujets obèses. Ces troubles neuropsychiatriques compliquent la prise en charge de l’obésité, contribuent à son aggravation et peuvent à terme favoriser le développement des comorbidités associées. Diminuer le développement de ces troubles pourrait donc permettre d’améliorer la santé et la qualité de vie des individus obèses. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse a été de comprendre les mécanismes neurobiologiques sous-tendant l’apparition de ces troubles neuropsychiatriques, dans le but d’identifier de nouvelles cibles potentielles pour le développement de stratégies préventives et/ou thérapeutiques visant à les réduire. Dans ce but, des modèles animaux d’obésité tels que la souris db/db, qui présentent une obésité sévère associée à des altérations caractéristiques du syndrome métabolique, peuvent être particulièrement utiles.[ ]Dans un premier temps, nous avons montré qu’une restriction calorique ou un traitement anti-inflammatoire diminuait les comportements de type anxieux chez la souris db/db. Cette amélioration était associée à une diminution sélective de l’expression génique du TNF-α dans l’hippocampe, ce qui suggère une contribution de cette cytokine pro-inflammatoire dans les comportements de type anxieux associés à l’obésité. Nous avons ensuite confirmé cette hypothèse en montrant que le blocage sélectif du TNF-α cérébral par administration i.c.v. d’étanercept (un récepteur leurre du TNF-α) diminuait les comportements de type anxieux chez les souris db/db. De façon intéressante, des mesures électrophysiologiques ont permis de montrer que cette amélioration des comportements émotionnels par l’étanercept impliquait la modulation de l’activité spontanée des neurones dans l’hippocampe ventral, région connue pour son rôle dans la régulation des émotions. Dans un second temps, nous avons essayé d’identifier de nouvelles stratégies préventives et/ou thérapeutiques pour améliorer l’humeur et la cognition chez les sujets obèses. Nous avons donc évalué l’effet d’un régime enrichi en acides gras polyinsaturés de type n-3 et antioxydants sur les altérations comportementales des souris db/db. En effet, ces nutriments sont connus pour moduler différents paramètres neurobiologiques impliqués dans la régulation du comportement. Nous avons montré que la consommation chronique de ce régime supprimait les déficits de mémoire spatiale dépendante de l’hippocampe chez les souris db/db dans le test de la piscine de Morris et que cette amélioration cognitive était probablement sous-tendue par des changements de plasticité neuronale. Enfin, nous avons évalué si des manipulations du microbiote intestinal pouvaient représenter une stratégie préventive et/ou thérapeutique pour améliorer les altérations neuropsychiatriques associées à l’obésité. Nous avons donc mesuré l’impact d’une manipulation du microbiote intestinal par des prébiotiques sur les altérations métaboliques et comportementales des souris db/db, mais également sur les systèmes biologiques et neurobiologiques auxquels elles sont associées. Nous avons montré que les améliorations métaboliques induites par l’administration de prébiotiques chez la souris db/db étaient accompagnées d’une diminution de l’inflammation périphérique et centrale. [ ] Pour conclure, ces expériences contribuent à montrer que l’inflammation, en particulier le TNF-α, pourrait être une cible importante pour le développement de traitements visant à améliorer les troubles de l’humeur chez les sujets obèses ; alors que des interventions nutritionnelles avec des nutriments d’intérêt pourrait plutôt aider à protéger des altérations métaboliques et/ou cognitives chez ces patients. / Obesity is a metabolic and inflammatory disorder that represents a major risk factor for the development of comorbidities such as type 2 diabetes. Obese patients also often experience mood and cognitive dysfunctions that represent important risk factors for aggravation of obesity and related outcomes. Reducing the development of such alterations may therefore allow improving health and quality of life of obese subjects. In this context, this thesis aimed to decipher the neurobiological mechanisms underlying such neuropsychiatric alterations, in order to identify new targets for the development of potential preventive and/or therapeutic strategies aiming to reduce these alterations. To do so, rodent models of obesity such as the db/db mice, which display severe obesity associated with classical features of metabolic syndrome, can be particularly useful.[ ] Second, we have investigated whether a nutritional intervention with n-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) and antioxidants, which are well-known to display anti-inflammatory and neuroprotective properties, improved obesity-associated neuropsychiatric alterations. In addition, we have measured the consequences of chronic administration of the prebiotic oligofructose on the behavioral alterations displayed by db/db mice since previous studies pointed to the gut microbiota as an important player in the regulation of behavior. Finally, we have investigated the potential underlying mechanisms by measuring the impact of this treatment on the metabolism and systemic inflammation, but also on neurobiological systems known to be involved in the control of food intake and behavior. We first showed that an anti-inflammatory treatment or caloric restriction reduced anxiety-like behaviors, and this was associated with a selective decrease of hippocampal TNF-α mRNA expression, suggesting that this pro-inflammatory cytokine likely contributes to induce anxiety-like behavior associated with obesity. We then nicely confirmed this assumption by showing that selectively blocking brain TNF-α by chronically administrating etanercept i.c.v. (TNF-α decoy receptor) indeed decreased anxiety-like behaviors in obese db/db mice.[ ] Secondly, we tried identifying new preventive and/or therapeutic strategies aiming to improve mood and cognitive alterations associated with obesity. Hence, we measured if an n-3 polyunsaturated fatty acids/antioxidants enriched diet, well-known to modulate different neurobiological mechanisms potentially involved in behavioral alterations displayed by db/db mice, improved their behavioral alterations. We showed that chronic consumption of this diet reversed hippocampus-dependent spatial memory deficits displayed by db/db mice in a water-maze task and that this effect likely involved modulation of neuronal plasticity. Thirdly, we tested whether manipulating the gut microbiota composition may constitute a preventive and/or therapeutic strategy to improve the neuropsychiatric alterations associated with obesity. Hence, we assessed for the first time the effect of microbiota manipulation with a prebiotic on the metabolic and behavioral alterations displayed by db/db mice, but also on their systemic and neurobiological correlates. We showed that improvement of metabolic alterations following prebiotic administration in db/db mice was associated with selective reduction of peripheral and central inflammation, which is however not accompanied by detectable improvement of anxiety-like behavior or spatial memory deficits. To conclude, these experiments contribute to show that inflammation, and especially TNF-α, could be an important target to develop therapeutic treatments for mood alterations associated with obesity, whereas nutritional interventions with selective nutrients of interest may rather help preventing associated metabolic and/or cognitive alterations.

Les complications vasculaires rétiniennes constituent des évènements qui peuvent être observés au cours de rétinopathies pouvant être à l’origine d’une cécité à tous les stades de la vie. Ces complications concernent particulièrement la rétinopathie du prématuré, la rétinopathie diabétique et la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Les lipides offrent de nombreuses possibilités pour prévenir et éventuellement freiner le développement de ces rétinopathies. Parmi eux, la classe des plasmalogènes est particulièrement riche en acides gras poly-insaturés (AGPI), qui sont libérés par une phospholipase indépendante du calcium (iPLA2) et qui sont précurseurs de métabolites biologiquement actifs. Certains de ces métabolites sont connus pour être impliqués dans la modulation de l’angiogenèse rétinienne. L’objectif de ce travail de thèse a été d’évaluer l’implication des plasmalogènes dans le développement vasculaire rétinien par l’intermédiaire de la libération des AGPI par la iPLA2. Pour vérifier cette hypothèse, nous avons caractérisé les évènements cellulaires et moléculaires du développement vasculaire rétinien postnatal chez un modèle animal d’inhibition de la iPLA2 rétinienne que nous avons préalablement développé, ceci de manière comparative avec un modèle de déficience totale en plasmalogènes. Nous avons également tenté de mettre en évidence de potentielles altérations du métabolisme des plasmalogènes chez au cours d’une rétinopathie à composante vasculaire chez l’homme, la rétinopathie diabétique. Nos résultats ont suggéré que les plasmalogènes sont indispensables pour le développement physiologique des vaisseaux rétiniens. Ils seraient impliqués dans le contrôle de la formation de la trame astrocytaire et la mise en place du réseau endothélial par l’intermédiaire des AGPI libérés par la iPLA2. Les mécanismes moléculaires impliqueraient la voie des Angiopoïétines-Tie sans affecter celle du VEGF. Chez l’homme, nous avons noté une réduction des AGPI circulants, en particulier l’acide docosaexanéïque et l’acide arachidonique, sur les phosphatidyl-éthanolamines chez tous les patients diabétiques avec ou sans rétinopathie diabétique, sans implication des formes plasmalogènes. Nos résultats suggèrent une implication du métabolisme des plasmalogènes dans le contrôle du développement vasculaire en période péri-natale mais pas au cours de la rétinopathie diabétique. Ce contrôle serait exercé par l’intermédiaire des AGPI libérés par la iPLA2. / Retinal vascular complications are secondary events of several retinopathies that result in blindness at all ages. Such complications can be observed in retinopathy of prematurity, diabetic retinopathy and age-related macular degeneration. Lipids, and particularly polyunsaturated fatty acids (PUFAs), display beneficial properties in the prevention of such retinopathies. Among the different lipid classes, the plasmalogen subclass is particularly interesting since it is known to be rich in PUFAs. These PUFAs are known to be released by a calcium-independent phospholipase (iPLA2) and further converted into biologically active metabolites. Some of these metabolites are known to be involved in the modulation of retinal angiogenesis. The aim of this work was to evaluate the involvement of plasmalogens in retinal vascular development through PUFA release by iPLA2. To check this hypothesis, we have comparatively characterized cellular and molecular mechanisms of postnatal retinal vascular development in an animal model of retinal iPLA2 inhibition as well as in a model of plasmalogens deficiency. On the other hand, we have attempted to identify potential alterations in plasmalogen metabolism in diabetic retinopathy. Our results suggest that plasmalogens are essential for the physiological development of retinal vessels. They are involved in the control of astrocyte template formation and the development of the primary vascular network through PUFA released by iPLA2. Molecular mechanisms by which PUFAs from plasmalogens control retinal vascular development involve Angiopoietin-Tie pathways, without affecting those involving VEGF. In the human study, we have observed a decrease in the bioavailability of circulating PUFAs, and especially docosaexaneic acid and arachidonic acid binded to phosphatidyl-ethanolamine in all diabetic patients with or without diabetic retinopathy. Plasmalogens were not involved in these modifications. Our results suggest that plasmalogen metabolism is involved in the control of primary vascular growth during retinal development but not in diabetic retinopathy. Plasmalogens may control early steps of retinal vascular development through the release of PUFAs by iPLA2.

La littérature des dernières décennies regorge de références concernant les bienfaits des acides gras oméga 3, tels que l’EPA (C20:5 n-3) et le DHA (C22:6 n-3) qui jouent un rôle essentiel dans la prévention de nombreuses pathologies comme les maladies neurodégénératives (type Alzheimer). Les sources majeures d’EPA et DHA sont celles d’origine marine. C’est dans ce contexte que cette étude a choisi de s’intéresser aux phospholipides provenant de têtes de saumon. L’objectif était de les extraire, de purifier la phosphatidylcholine (PC) issue du mélange de lipides et d’en déterminer ses propriétés d’auto-assemblage en bicouches. Une approche expérimentale par la caractérisation physico-chimique de ce PC a été complétée par une étude théorique du même composé en utilisant les techniques de simulation par dynamique moléculaire qui a permis une caractérisation à l’échelle moléculaire des bicouches lipidiques. La caractérisation a permis d’aboutir au profil détaillé de la composition du mélange PC saumon, d’élaborer le diagramme de phase PC –eau, de déterminer les propriétés d’empaquetage d’hydratation de ce lipide. Les paramètres choisis pour l’étude en dynamique moléculaire ont permis de reproduire de manière fidèle les résultats expérimentaux, validant ainsi le modèle et les conditions de simulations déterminés au préalable. La caractérisation des propriétés structurales de la PC de saumon sous forme de multicouches a permis d’approfondir la compréhension des mécanismes d’interactions à l’échelle moléculaire existant entre les lipides insaturés eux-mêmes. / The literature of recent decades is replete with references regarding the benefits of omega 3 fatty acids such as EPA (C20:5 n-3) and DHA (C22:6 n-3) which play an essential role in preventing many diseases such as neurodegenerative diseases (Alzheimer's type). The major sources of EPA and DHA are those of marine origin. It is within this context that this study chose to deal with phospholipids from salmon heads. The objective was to extract, purify phosphatidylcholine (PC) derived from the mixture of lipids and determine its properties of self-assembly into bilayers. An experimental approach by the physicochemical characterization of this PC was supplemented by a theoretical study of the same compound using the techniques of molecular dynamics simulation that allowed a molecular-scale characterization of lipid bilayers. The characterization resulted in detailed profile of the mixture composition of salmon PC, to draw up the phase diagram of PC-water, to determine the packing and hydration properties of this lipid. The parameters chosen for the study of molecular dynamics have faithfully reproduced the experimental results, thus validating the model and simulation conditions determined in advance. The characterization of structural properties of the PC as a multilayer salmon has deepened the understanding of interaction mechanisms at the molecular level between unsaturated lipids themselves.

Les zones littorales à macrophytes ont un rôle fonctionnel important dans les hydrosystèmes fluviaux. Outre leur forte productivité, ces milieux se caractérisent également par une forte biodiversité. Cependant, les liens pouvant exister entre hétérogénéité spatiale, biodiversité et flux de matière restent encore peu connus. En milieu aquatique, les microcrustacés représentent un maillon clef entre les microorganismes eucaryotes, qui sont les principaux producteurs d’acide gras polyinsaturés (AGPI), et le compartiment piscicole. Dans ce travail de thèse, nous avons donc cherché à savoir comment la diversité des cladocères rencontrée dans une zone littorale à macrophytes pouvait affecter le transfert des AGPI dans les réseaux trophiques. L’approche vers laquelle s’est orienté ce travail combine à la fois des études menées en milieu contrôlé, permettant des expériences de nutrition, ainsi que des études menées en milieu naturel. Cette double approche permet de faciliter l’interprétation des résultats issus des analyses lipidiques, isotopiques et isotopiques de composés spécifiques. Nos résultats montrent ainsi qu’il n’existe pas de variabilité dans les capacités d’accumulation et de bioconversion des AGPI chez les cladocères coexistant dans une zone littorale à macrophytes. D’après ces résultats, il semble donc que le principal facteur influençant la variabilité des transferts d’AGPI vers le compartiment piscicole soit la stratégie alimentaire et le compartiment trophique exploité par les différentes espèces de microcrustacés. En effet, outre le seston, notre étude montre que certaines espèces de cladocères rencontrées en zone littorale sont capables d’exploiter l’épiphyton et le neuston. Les analyses lipidiques mettent de plus en évidence, que la diversité des compartiments trophiques exploités s’accompagne d’une variabilité d’apports en AGPI. Dans notre étude, l’épiphyton est ainsi significativement plus concentré en AGPI que le seston. A l’interface air-eau, le neuston se caractérise de plus, par une forte accumulation de matière organique d’origine allochtone qui, dans le cas d’une pluie de pollen, représente une source de carbone et d’AGPI non négligeable pour certaines espèces de microcrustacés. Dans les zones littorales à macrophytes, la complémentarité des espèces de cladocères entraine donc une utilisation plus complète des ressources. La diversité des compartiments trophiques, associée à la diversité des microcrustacés, permet donc probablement une optimisation du transfert des AGPI vers les niveaux trophiques supérieurs. / Areas with littoral macrophytes play an important functional role in freshwater systems. In addition to the high productivity recorded in such areas, they also shelter a high diversity of organisms. However, possible links between spatial heterogeneity, biodiversity and energy pathways are still poorly known. As they constitute the major link between microorganisms and species higher in the food web, microcrustaceans play a key role in the transfer of polyunsaturated fatty acids (PUFA) to organisms at higher trophic levels. In this study, we wanted to assess if microcrustaceans diversity encountered in macrophytes littoral zones would lead to a variability of PUFA transfer in the food web. This work combined controlled conditions experiment and studies run in natural environments in order to help the interpretation of results from lipid analysis, isotopic analysis and fatty acid isotope analysis. Our results indicate that there are no differences of PUFA concentrations between cladocerans from a macrophyte littoral zone when they were exposed to the same pool of dietary PUFA. Hence, in heterogeneous feeding habitats such as macrophytes zones where these cladocerans often co-exist, foraging behavior of cladoceran species more than differences of metabolism may be crucial for determining PUFA transfer to upper trophic levels. In addition to seston, our study shows indeed that some cladoceran species are able to forage on the epiphytic and neustonic compartments. Lipid analyses highlight moreover that the diversity of trophic compartments lead to a variability of PUFA inputs to primary consumers. In our study, the epiphytic compartment is indeed significantly more concentrated in PUFA than seston. At the air-water interface, neuston is moreover characterized by important allochthonous organic matter accumulation. During a pollen rain, this organic matter represents an important source of carbon and PUFA for some microcrustacean species. In macrophytes littoral zones, cladocerans complementarity leads to a more complete use of PUFA sources. The association of trophic compartment diversity and microcrustacean diversity probably allows an optimization of PUFA transfer to higher trophic levels.