Comme tous les autres acides gras polyinsaturés, les ALC sont sujet à la dégradation oxydative. Dans cet optique, ce projet consistait à caractériser la susceptibilité oxydative de l' isomère 9-cis, ll-trans ALC dans la matière grasse laitière et les matières grasses laitières enrichies en ALC et de suggérer un moyen de le stabiliser dans ces matrices. Les résultats ont permis de constater la vulnérabilité de l' isolnère 9-cis, lI -trans ALC à l' oxydation. 'L' enrichissement en ALC augmente sa stabilité oxydative dû à la formation des acides gras furaniques qui peuvent agir comme antioxydant, probablement ' par une compétition avec les autres acides gras pour réagir avec les molécules d' oxygènes. Par ailleurs, l' d-tocopherol présent dans la matière grasse enrichie par contrôle de la diète favorise une plus grande stabilisation de l' isomère 9-cis, ll-trans ALe comparativement à l'ALC présent dans la fraction de gras laitier obtenu par distillation moléculaire. L' étude des produits secondaires d' oxydation des ALC ont permis"'de confirmer la formation des acides gras furaniques dans les échantillons. Par ailleurs, l 'ajout de l' a-tocopherol à 150 - 600 ppm procurait une stabilisation de l' ALC dans la fraction de gras laitier comparativement aux autres antioxydants étudiés: l'acide citrique et le palmitate d ' ascorbyle.

La prévalence accrue de surplus pondéral et d'obésité chez les femmes en âge de procréer est un problème de santé publique. De nombreuses études ont démontré qu'un poids maternel trop faible ou trop élevé peut influencer le poids du nouveau-né et ainsi influencer son état de santé actuelle et future. Durant la grossesse, l'accumulation de gras foetal survient au dernier tiers. La disponibilité des acides gras essentiels pour le foetus ne dépend pas seulement de l'apport maternel en acide gras mais aussi de la fonction placentaire elle-même ainsi que des changements et des adaptations physiologiques et biochimiques qui surviennent durant la grossesse. Afin de vérifier l'influence d'un poids maternel hors norme sur ces facteurs de disponibilité des acides gras, l'isolation de cellules trophoblastiques a été effectuée à partir de placenta frais provenant de femmes ayant une masse corporelle au-dessous de la normale (IMC<20 kg/m²), de femmes ayant une masse corporelle normale (20 kg/m²<IMC<26 kg/m²) et de femmes obèses (BMI>30 kg/m²). Ces femmes faisaient partie d'une banque de femmes recrutées pour participer au Projet Lipides de notre laboratoire de physiologie materno-foetale. Des études de transport d'acide linoléique, un acide gras essentiel, ont ensuite été effectuées sur des syncytiotrophoblaste et des cytotrophoblastes isolées à partir des placentas des femmes recrutées pour le projet. Par la suite, ce transport d'acide linoléique a été mis en relation avec les dosages maternelles lipidiques et hormonaux des deuxième et troisième tiers ainsi qu'avec les dosages lipidiques et hormonaux foetaux à la naissance. Cette étude met en évidence une diminution du transport syncytiotrophoblastique de l'acide linoléique par la maigreur et l'obésité pré-grossesse maternelle. En fait, le transport de l'acide linoléique est davantage perturbé dans les syncytiotrophoblastes, que dans les cellules trophoblastiques précurseurs, les cytotrophoblastes. De plus, l'obésité (lMC>30) pré-grossesse a été corrélée à une augmentation des niveaux maternels d'insuline lors du deuxième et troisième tiers ainsi qu'à une diminution des concentrations de TSH et d'AFP. D'autre part, la maigreur (lMC<20) pré-grossesse diminue les niveaux d'AFP et de T3 du troisième tiers et du sang foetal à terme. Ces importantes altérations des niveaux hormonaux qui surviennent durant les grossesses de femmes obèses et de femmes maigres pourraient expliquer la diminution du transport placentaire de l'acide linoléique, un acide gras essentiel. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Grossesse, Placenta, Obésité, Indice de masse corporelle, Trophoblaste.

Le tissu adipeux est un tissu encore mal compris. Sa fragilité rend sa transplantation délicate. Une solution autologue de rechange demeure en demande. Prometteuse, l'ingénierie du tissu adipeux (TA) en laboratoire permettrait de remédier au manque de tissus mous pour les chirurgies reconstructives et de produire des modèles d'études physiologiques et pharmacologiques. La méthode de génie tissulaire par autoassemblage permet aux cellules de produire et d'accumuler leur propre matrice extracellulaire (MEC) et de former un feuillet tissulaire manipulable sans biomatériaux exogènes. Les tissus adipeux humains reconstruits (hrAT ; de l'anglais human reconstructed adipose tissue) sont donc composés de cellules souches/stromales dérivées du TA qui ont subi une différenciation adipocytaire. L'hypothèse à la base des travaux présentés dans cet ouvrage est que le milieu de culture utilisé contient des quantités subphysiologiques d'acides gras essentiels (AGe) et qu'il est possible de moduler la composition de la membrane phospholipidique et les triglycérides des cellules adipeuses par la modification de l'apport en acide gras du milieu de culture. Les objectifs poursuivis pour valider cette hypothèse étaient (1) d'isoler, caractériser et comparer les lipides et les phospholipides du hrAT avec ceux du TA natif ; (2) de comparer les transcriptomes du modèle de hrAT avec celui du TA natif ; (3) de quantifier les AGe présents dans les milieux de cultures utilisés ; (4) de comparer les profils lipidique et phospholipidique des hrAT dans des milieux pauvres et riches en AGe et (5) de mesurer l'impact de la modulation de l'activité de la delta(∆)-6-désaturase (FADS2) sur le profil lipidique des hrAT. Au total, 2 915 gènes analysés avec la puce BeadChip Illumina HUmanWG-6 étaient différemment exprimés entre les TA natifs et reconstruits. Les données relatives à l'expression ont été analysées à l'aide du logiciel Ingenuity Pathway 8.5 (IPA) pour détecter une association avec des voies de signalisation. Ensuite, le logiciel IPA a permis de relier ces voies avec des fonctions biologiques pertinentes et de prédire leurs modulations. Des fonctions biologiques associées aux voies de signalisation de PPARγ (valeur p = 0,006), comme la différenciation des cellules adipocytaires (p = 2,65 E⁻¹³) et l'hypertrophie (p = 4,61 E⁻¹⁴), étaient semblables à 75 % au TA natif. Inversement, les résultats indiquaient une diminution des fonctions biologiques associées au métabolisme des lipides (p = 2,88 E⁻¹⁴), dont la synthèse des triglycérides (p = 9,44 E⁻⁴ ) et son hydrolyse (2,91 E⁻³ ). Le dosage de 42 acides gras (AG) par chromatographie en phase gazeuse a permis de souligner une différence entre la composition des hrAT et du TA natif, notamment par rapport aux acides gras essentiels (AGe). En effet, bien que la composition en phospholipides fût similaire à 90 %, les hrAT contenaient 3,5 fois moins de triglycérides que le TA natif. Les AGe, comme l'acide linoléique (AL), se retrouvent en faible quantité (1-3 %) dans les milieux de culture utilisés. Pour pallier ce manque, des hrAT ont été produits dans un milieu de culture supplémenté en AL, ce qui a permis de rétablir partiellement le profil altéré du hrAT en formation via la modulation de l'activité de FADS2 (Δ6-désaturase). Les travaux menés dans le présent ouvrage ont permis de mettre en lumière la composition lipidique du hrAT et de moduler son apport en AGe. Ils ont également montré que le hrAT in vitro, à l'image du TA natif, est modulable et s'adapte à son environnement nutritionnel. Ils ouvrent donc la porte à la production de modèles d'études physiologiques ou pharmacologiques qui aideraient à comprendre les mécanismes associés au métabolisme des lipides et à ses déséquilibres dans toutes les phases du développement pharmaceutique. / Fat tissue is still an underestimated tissue. Its fragility makes its transplantation delicate. An autologous alternative remains in demand. The engineering of adipose tissue (AT) is a promising alternative that could resolve the scarcity of soft tissue for reconstructive surgeries and produce a relevant model for physiological and pharmacological studies. Tissue engineering using the self-assembly approach allows the cells to produce and accumulate their own extracellular matrix (ECM) and form a tissue sheet that can be manipulated, without using any exogenous biomaterial. Human reconstructed adipose tissues (hrAT) are therefore a combination of stem and stromal cells isolated from the adipose tissue that have been undergoing adipocyte differentiation. The hypothesis underlying the work presented is that the culture medium used contains sub-physiological quantities of essential fatty acids (EFA) and that it is possible to modulate the composition of the phospholipid membrane and the triglycerides of adipose cells by modifying the fatty acid intake from the culture medium. The objectives pursued to validate this hypothesis were: (1) To isolate, characterize and compare the lipids and phospholipids of hrAT with those of native AT; (2) To compare the transcriptomes of the hrAT model with those of native AT; (3) To quantify the EFA present in the culture media used; (4) To compare the lipid and phospholipid profiles of hrAT in a poor and rich EFA media; (5) To measure the impact of modulation of Fatty Acid Desaturase 2 (FADS2) activity on the lipid profile of hrAT. A total of 2 915 genes analyzed using Illumina BeadChip chip HUmanWG-6 were differentially expressed between native and reconstructed AT. Data for expression were analyzed with the Ingenuity Pathway 8.5 software (IPA) for detecting an association with signaling pathways. Then, the IPA software linked these pathways with the relevant biological functions and predicted their modulations. Biological functions associated with PPARγ signaling pathways (p value = 0.006), as the differentiation of fat cells (p = 2,65E⁻¹³) and hypertrophy (p = 4,61E⁻¹⁴), were 75% similar to native AT. Conversely, the results indicated a reduction of the biological functions associated with lipid metabolism (p = 2,88E⁻¹⁴), the synthesis of triglycerides (p = 9,44E⁻⁴) and hydrolysis (p = 2,91E⁻³). The quantification of 42 fatty acids (FA) by gas chromatography highlighted a difference between the composition of the hrAT and native AT, particularly for essential FA composition. Indeed, although the phospholipid composition was similar at 90%, the hrAT contained 3.5 times fewer triglycerides as native AT. The EFA, such as linoleic acid (LA), were found in small amounts (1-3%) in the culture media used. To fulfill this gap, the hrAT were produced in a culture medium supplemented with AL which partially restored the altered profile of hrAT via modulation of the activity of FADS2. This work describes the lipid composition of the hrAT and shows that LA supplementation can modulate it. Like native AT, the hrAT can adapt to its nutritional environment. It could be used as a model for physiological or pharmacological studies, in order to understand the mechanisms involved in lipid metabolism and its imbalances in pathological states.

L’acide ruménique (AR; 18:2 9-cis, 11-trans) est un acide linoléique conjugué (ALC) qui possède des propriétés anticarcinogéniques et antiathérogéniques et qui a, du fait, un fort potentiel nutraceutique. Notre équipe de recherche a récemment démontré la présence d’un acide linolénique conjugué (ALnC) dans la matière grasse laitière : l’acide rumélénique (ARn; 18:3 9-cis, 11-trans, 15-cis). Afin d’étudier les effets physiologiques de l’ARn et de les comparer avec ceux de l’AR, des synthèses chimiques de l’AR et de l’ARn ont été développées. D’une part, l’AR a été synthétisé par déshydratation directe de l’huile de Ricin (Ricinus communis) qui contient 88,7 % d’acide ricinoléique (RiOH : 18:2 9-cis, 12-OH). Le RiOH a d’abord dérivé en mésylate (RiOMs; 18:2 9-cis, 12-OMes). RiOMs a ensuite été éliminé avec la base azotée 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-undec-7-ène (DBU) pour former un mélange d’ALC composé à 74,9% d’AR. Les structures des produits formés ont été déterminées en chromatographie en phase gazeuse (CPG) en utilisant une colonne capillaire de 120 m (BPX-70®). Notons que la méthode de synthèse satisfait aux exigences de l’industrie. D’autre part, l’ARn a été préparé selon la procédure suivante. Un produit à une concentration de 84,3% d’acide α-linolénique (ALn; 18:3 9-cis, 12-cis, 15-cis) a d’abord été obtenu par inclusion à l’urée de l’huile de lin saponifiée (55,3 % d’ALn). L’inclusion à l’urée a permis la séparation des acides gras saturés (C16:0 et 18:0) et monoènes (18:1 9-cis, et 18:1 11-cis) retenus dans la fraction incluse (FI) des acides linoléique (AL; 18:2 9-cis, 12-cis) et linolénique (ALn; 18:3 9-cis, 12-cis, 15-cis) dans la fraction non incluse. L’isomérisation alcaline du concentré d’ALn (1700C, 2h) a produit l’ARn à une pureté de 24,6%. La structure des produits d’isomérisation a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse (CPG-SM). La purification du produit d’isomérisation a été réalisée en chromatographie préparative sur une colonne en phase inversée (RP-18) octadécasylilée et a mené à l’obtention de quelques grammes d’un produit composé à 46,65 % d’ARn. Un ALnC, le 18:3 9-cis, 13-trans, 15-cis, produit dans un ratio de 1:1 avec l’ARn durant l’isomérisation alcaline, limite la pureté de l’ARn à 50% pour la technique de purification préconisée. Ces deux méthodes de préparation de l’AR et de l’ARn, en plus de la méthode chromatographique de purification de ce dernier, permettront d’effectuer l’étude des propriétés physiologiques de l’ARn in vivo. / Rumenic acid (RA; 18:2 cis-9, trans-11), a known conjugated linoleic acid (CLA), possesses anticarcinogenic and antiatherogenic properties and has a strong nutraceutical potential. Our research group recently demonstrated the occurrence of a conjugated linolenic acid (CLnA) in milk fat, and for which we proposed rumelenic acid as a trivial name (RnA; 18:3 cis-9, trans-11, cis-15). In order to study physiological effects of RnA and in order to compare with those of RA, chemical synthesis of RA and RnA were developed. RA was prepared by direct dehydration of Castor oil (Ricinus communis) which contained 88,7 % of ricinoleic acid (RiOH : 18:2 cis-9, 12-OH). RiOH was first convert to a mesylate (RiOMs; 18:2 cis-9, 12-OMes). RiOMs was then eliminated by the nitrogen base 1,8-diazabicyclo[5,4,0]-undec-7-ene (DBU) to produce a CLA mixture comprising 74,9 % of RA. Molecular structures were determined by high resolution gas chromatography (HRGC) using a 120 m capillary column (BPX-70®). The method allowed synthesis of CLA directly as triglycerides from Castor oil. Experimental conditions and yield fully satisfied large scale conditions. RnA was prepared by the following procedure. α-Linolenic acid (LnA; 18:3 9-cis, 12-cis, 15-cis) was concentrated at 84,3 % from saponified linseed oil (LnA = 55,3 %). Urea complexation allowed separation of saturated fatty acids (16:0 et 18:0) and monoenes (18:1 cis-9, et 18:1 cis-11) in the adduct fraction (AF) from LnA and linoleic acid (LA) in the non adduct fraction (NAF). Alkali isomerization (1700C, 2h) of the concentrated LnA yield RnA at 24,6 % of purity. Molecular structures of CLnA were determined by gas chromatography coupled with a mass spectrometer detector (GG-MS). Purification of isomerised products was carried out by preparative chromatography using a reverse phase column (RP-18) and lead to production on a gram scale of RnA at 46,65 % purity. An isomer of LnA (18:3 cis-9, trans-13, cis-15), produced during alkali isomerization in a 1:1 ratio with RnA, limited purity of RnA of the resulting product at 50% for the purification method used. Both methods for preparation of RA and RnA and purification step of the latter will permit in vivo physiological studies of RnA.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2009-2010 / L'ajout de certains acides linoléiques conjugués (ALC) dans l'alimentation diminue la synthèse du gras du lait chez la vache. Les ALC alimentaires peuvent cependant être hydrogénés par les microorganismes du rumen. La formation de sels de calcium est considérée comme une méthode pour prévenir l'hydrogénation des ALC au cours de leur passage dans le rumen. Afin de déterminer les effets des ALC sous forme inerte sur la production et la composition du lait et sur le profil métabolique sanguin en conditions commerciales, 240 vaches laitières provenant de 8 troupeaux québécois ont été réparties selon un dispositif en blocs, selon la date de vêlage. Les traitements consistaient en quatre différentes doses d'ALC (0, 8, 16 et 32 g/j) distribuées de façon aléatoire à l'intérieur de chaque bloc. La production de gras a été diminuée de 11, 20 et 28 %, et la teneur en gras diminuée de 13, 22 et 28 % par rapport au témoin lorsque les animaux ont reçu 8, 16 et 32 g/j d'ALC (effet linéaire : P < 0,001). La production laitière, la production et la teneur en protéine du lait et le profil métabolique des animaux n'ont pas été affectés. Les sels de calcium d'ALC pourraient être utilisés en conditions commerciales pour contrôler efficacement la teneur en gras du lait. Il a été démontré que l'isomère d'ALC 18:2 trans-10, cis-12 réduit l'expression de plusieurs gènes codant pour des enzymes lipogéniques et inhibe la désaturation des acides gras dans le tissu mammaire. De récentes études suggèrent aussi que le 18:2 trans-10, cis-12 stimule l'activité d'enzymes proinflammatoires, qui elles entraînent une diminution de l'adipogenèse et une résistance du tissu adipeux à l'insuline. L'obectif du deuxième volet de ce programme de recherche consistait à vérifier si les effets du 18:2 trans-10, cis-12, qui sont rapportés dans la littérature pour le tissu adipeux, peuvent être partiellement responsables de l'inhibition de la synthèse de la matière grasse laitière chez la vache en lactation. Quatre vaches Holstein ont été réparties selon un dispositif en chassé-croisé. Les animaux recevaient une perfusion intraveineuse de 18:2 ds-9, cis-12 (témoin) ou de 18:2 trans-10, cis-12, à raison de 10 g/j, sur une période de 5 jours. Au dernier jour de perfusion, des biopsies du tissu mammaire étaient prélevées et soumises à une analyse de l'abondance de l'ARNm codant pour différentes enzymes associées au métabolisme lipidique des tissus mammaires et adipeux. Suite à la perfusion intraveineuse de 18:2 trans-10, cis-12, la teneur et la production de gras du lait ont diminué respectivement de 46 et 38 % (P < 0,05). Aucun effet de traitement n'a été observé sur la consommation volontaire de matière sèche, la production laitière ou la teneur en protéines du lait La perfusion intraveineuse de 18:2 trans-10, cis-12 a respectivement diminué l'ARNm de l'acétyl-coenzyme A carboxylase et de l'acide gras synthase de 46 et 57 % (P < 0,05). Une tendance était observée pour une diminution de l'ARNm codant pour les enzymes stéaroyl-coenzyme A désaturase-1 (P = 0,06) et lipoprotéine lipase (P ? 0,14). L'abondance de l'ARNm de la sterol response element-binding protein-1 (SREBP 1) était diminuée de 59 % pour le groupe recevant les perfusions de 18:2 trans-10, cis-12 (P< 0,05). Cependant, la perfusion de 18:2 trans-10, cis-12 n'a pas affecté l'abondance de l'ARNm des protéines Tumor necrosis factor a. (TNFa), interleukine-6 et interleukine-8 (P > 0,15). Ces résultats démontrent que les mécanismes expliquant les effets inhibiteurs du 18:2 trans-10, cis-12 sur la lipogenèse du tissu mammaire sont différents de ceux rencontrés dans les autres tissus de l'organisme. Dans plusieurs situations où une chute de gras du lait est observée, celle-ci est beaucoup plus importante que celle prédite par la concentration en 18:2 trans-10, cis-12 du lait. Ces observations suggèrent que d'autres acides gras intermédiaires de la biohydrogénation puissent être impliqués dans le syndrome de chute de gras du lait. L'objectif du troisième volet de cette étude était d'évaluer les effets d'une perfusion intraveineuse de deux isomères de 18:3 diènes conjugués (DC; 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 et 18:3 cis-9, trans-13, cis-15), lesquels constituent deux intermédiaires de la biohydrogénation ruminale de l'acide a-linolénique (AAL), sur la synthèse de la matière grasse laitière. Trois vaches Holstein multipares ont été réparties dans un dispositif en carré latin 3x3. Au cours des 5 premiers jours de chaque période, les vaches recevaient, via une perfusion intraveineuse, une emulsion lipidique 15 %, fournissant : 1) 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 + 18:3 cis-9, trans-13, cis-15 + 18:2 trans-10, cis-12 (18:3 DC + JALC); 2) 18:3 cis-9, cis-12, cis-15 + 18:2 cis-9, cis-12 comme témoin (AAL + AL); ou 3) 18:3 cis-9, cis-12, cis-15 + 18:2 trans-10, cis-12, comme témoin positif (AAL + ALC). La consommation volontaire de matière sèche, la production laitière et la teneur en protéines n'ont pas été affectées par les traitements (P > 0,10). À la fin de la période expérimentale, la teneur en gras du lait était diminuée de 7 % pour les vaches recevant les traitements AAL + ALC ou 18:3 DC + ALC comparativement à celles recevant le traitement témoin (AAL + AL; P < 0,05). L'effet du traitement 18:3 DC + ALC sur la teneur en matières grasses du lait n'était attribuable qu'au contenu en 18:2 trans-10, às-12 du supplément perfusé. Les résultats de cette étude n'offre donc aucun support quant à une possible implication des isomères de 18:3 cis-9, trans-11, cis-15 et 18:3 cis-9, trans-13, cis-15 dans le syndrome de chute de gras du lait. Finalement, la forme des lipides influence leur absorption à travers la paroi intestinale. L'objectif de cette dernière étude était d'évaluer le coefficient de bioaccessibilité des acides gras d'un lait enrichi en 18:2 cis-9, trans-11 à l'aide du modèle gastro-intestinal dynamique in vitro TIM-1 (TNO, Zeist, The Netherlands). Le lait enrichi en 18:2 cis-9, trans-11 a été recueilli d'une vache Holstein recevant 4 % d'huile de carthame dans sa ration. Les autres traitements étaient constitués de 18:2 cis-9, trans-11 synthétiques sous forme d'acides gras libres ou de triacylglycérols, incorporés sous forme d'émulsion à un lait à faible teneur en 18:2 cis-9, trans-11. Le chyme excrété du compartiment iléal a été analysé pour sa composition en acides gras ainsi que la distribution des différentes classes de lipides. Les résultats ont révélé que la bioaccessibilité des acides gras s'élevait à 81,8 ± 3,1 % (P = 0,97). Le degré d'absorption des acides gras saturés était inversement proportionnel à la longueur de leur chaîne carbonée (effets linéaire et quadratique : P < 0,01). La bioaccessibilité était plus grande pour les acides gras insaturés que pour leurs équivalents saturés (P < 0,01). Enfin, la bioaccessibilité du 18:2 cis-9, trans-11 était la même pour tous les traitements et s'élevait à 87,0 ± 3,4 % (P = 0,99). Les résultats suggèrent que la distribution régiospécifique du 18:2 cis-9, trans-11 sur la structure du triacylglycérol n'influence pas sa disponibilité pour une absorption ultérieure à travers la membrane intestinale. De plus, cette étude aura permis de déterminer que le modèle gastrointestinal dynamique in vitro utilisé constitue un moyen efficace d'obtenir de l'information utile sur la digestibilité des acides gras chez l'humain.

L'objectif général de ce projet consiste à étudier les effets de différents isomères d'acide linoléique conjugué (ALC), soit l'isomère cis9, trans11 (c9, t11), et l'isomère trans10, cis12 (t10, c12) combinés ou non ensemble, ainsi qu'un mélange des isomères transi, cis10 (t8, c10) et c9, t11 sur le métabolisme lipidique et la composition corporelle à partir d'un modèle cellulaùe in vitro, d'un modèle animal et chez l'humain. Les résultats démontrent que le mélange t8, cl0+c9, t11 réduit l'accumulation de triglycérides (-26%) dans les (pré)adipocytes de souris 3T3-L1, comparativement à l'isomère c9, t11. Par ailleurs, le contenu en adiponectine des cellules traitées avec le mélange t8, cl0+c9, t11 est demeuré inchangé, indiquant une fonction cellulaire normale. Les hamsters Golden Syrian mâles nourris pendant 28 jours d'une diète hypercholestérolémique incorporant 2% d'un mélange d'ALC t8, c10+c9, t11 présentent également une masse grasse inférieure (-14%) à celle du groupe contrôle nourri à l'aide de la diète hypercholestérolémique sans ALC, confirmant ainsi nos précédents résultats obtenus avec les (pré)adipocytes de souche 3T3-L1. Les mécanismes sous-jacents demeurent à être élucidés. D'autre part, l'ALC t10, c12 combiné ou non avec l'isomère c9, t11 entraîne une diminution importante du contenu en triglycérides dans les (pré)adipocytes 3T3-L1 et en masse grasse chez les hamsters, mais s'accompagne d'effets délétères comme une diminution du niveau cellulaire d'adiponectine dans les (pré)adipocytes et une augmentation du poids du foie, du niveau du cholestérol non-HDL ainsi que de la concentration hépatique d'alanine transaminase chez les hamsters. Chez l'humain, la prise de 3.5g d'un supplément d'ALC à base de l'isomère c9, t11 ou d'un mélange 50:50 d'isomères c9, t11+t10, c12 pendant huit semaines n'entraîne de changement ni dans la composition corporelle ni dans la concentration des lipides plasmatiques. Aucun changement n'est également observé sur les paramètres d'inocuité testés. En conclusion, les résultats de ce projet doctoral montrent que, même si les suppléments d'ALC (c9, t11+t10, cl2) présentement disponibles sur le marché ne représentent pas une solution adéquate pour la perte de poids chez des hommes souffrant d'embonpoint, il poirrrait être intéressant d'explorer davantage le potentiel d'isomères d'ALC peu connus comme l'isomère t8, c10.

Les acides linoléiques conjugués (ALC) ont suscité beaucoup d’intérêt à cause de leurs effets bénéfiques sur la santé. Une des hypothèses pouvant expliquer le lien entre la consommation d’ALC et les effets bénéfiques revendiqués est l’existence d’interactions étroites entre les ALC et le microiote colique chez l’humain. Dans cette optique, ce projet de doctorat vise à étudier à l’aide de différents modèles in vitro novateurs, la bioaccessibilité des ALC et d’autres acides gras (AG) d’origine laitière lors du transit gastrointestinal. Il vise également à évaluer le potentiel prébiotique de ces AG et leur impact sur l’équilibre de l’écosystème digestif. Des laits enrichis naturellement en 18:2 cis-9, trans-11 (18:2 c9 t11) ou par émulsification de deux isomères d‘ALC d’origine synthétique sous formes de triglycérides ou d’acides gras libres ont été préparés et utilisés. Les laits ont été standardisés à 1 et à 3,25 % de matière grasse (MG). Un simulateur in vitro de la partie distale du tube digestif a été utlisé pour l’étude de la bioaccessibilité des AG au niveau digestif alors qu’un système de fermentation en continu avec microbiote colique immobilisé a été utilisé pour l’étude de l’effet des différents AG sur l’équilibre du microbiote colique. Les résultats obtenus ont révélé que la bioaccessibilité des AG est très variable et qu’elle dépend de la longueur de la chaîne, de la présence de doubles liaisons et du pourcentage de MG. L'absorption était plus efficace en présence de 1 % de MG. D’autre part, l’étude des effets des ALC d’origine laitière sur la survie et la croissance de différentes souches probiotiques après digestion gastrointestinale a montré que les bifidobactéries n’ont pas été affectées par aucun des traitements alors qu’une stimulation de la croissance des lactobacilles a été observée avec les AG synthétiques à 1 % de MG. Le digestat provenant du lait contenant 3.25 % de MG semble conduire à un mélange d'acide gras résiduel ayant un effet légèrement bactéricide ou bactériostatique pour les lactobacilles. Finalement, l’étude de l’impact des ALC et des AG du lait sur l’équilibre de l’écosystème colique n’a pas révélé de changement significatif de cet équilibre. Certains groupes bactériens ont été stimulés comme les bifidobactéries. Au niveau métabolique, nous avons noté une production de l’acide oléique, de l’acide trans-vaccénique, de l’acide stéarique, de 18:2 cis-9, trans-11 et de 18:2 trans-10, cis-12 qui est concomitante avec une consommation de l’acide linoléique (AL). / Conjugated linoleic acid (CLA) have attracted a lot of interest because of their beneficial effects on health. One hypothesis that could explain the link between the consumption of CLA and the claimed beneficial effects relies to the close interactions between CLA and the human colonic microiota. This study aims to investigate the bioaccessibility of CLA and other fatty acids (FA) of dairy origin during gastrointestinal transit by using different in vitro innovative models. It also aims to evaluate the prebiotic potential of these FA and their impact on the balance of the digestive ecosystem. Fortified milks naturally enriched with cis-9, trans-11 18: 2 (c9 t11 18:2) or by emulsifying two synthetic CLA isomers in the forms of triglycerides or free fatty acid were prepared and used. The milk samples were standardized to 1 and 3.25% fat. An in vitro model reproducing the distal part of the digestive tract has been used for the bioaccessibility study of FA in the digestive tract while a continuous colonic fermentation model with immobilized colonic microbiota was used to study the effect different FA on the balance of the colonic microbiota. Our results showed that the bioaccessibility of FA is highly variable and depends on the length of the FA, the presence of double bonds and the percentage of fat. In general, the absorption was more effective in the presence of 1% fat. Furthermore, the effects of milk CLA after gastrointestinal digestion on the survival and growth of different probiotic strains has shown that Bifidobacteria were not affected by any of the treatments, while a stimulation of growth of Lactobacilli was observed with synthetic FA at 1% MG. Digested milk containing 3.25% fat seems to lead to a mixture of residual fatty acid exhibiting a bactericidal or bacteriostatic effect on Lactobacilli. Finally, the study of the impact of CLA and milk FA did not inducu any significant changes in the microbiota equilibrium. However, some bacterial groups such as bifidobacteria were stimulated. Regarding metabolic activity, we noted a production of oleic acid, vaccenic acid, stearic acid, cis 9, trans-11 18: 2 and trans-10, cis -12 18: 2 which was concomitant with a consumption of linoleic acid.

Les personnes en surcharge pondérale semblent préférer une alimentation riche en graisse. Face à l'épidémie d'obésité qui touche nos Sociétés tant urbaines que rurales, élucider les mécanismes de la détection des lipides alimentaires devient un enjeu majeur. Il avait précédemment été admis que la glycoprotéine CD36 exprimée dans les papilles caliciformes de souris, est impliquée dans la perception oro-gustative des lipides alimentaires. Dans ce travail, nous avons montré que l'acide linoléique (LA), en activant les phospholipases A2, sPLA2, cPLA2 et iPLA2 via CD36, produit de l'acide arachidonique (AA) et la lyso-phosphatidylcholine (lyso-PC). LA déclenche un influx calcique dans les cellules CD36-positives et induit la production du facteur CIF (Calcium Influx Factor). CIF, AA et lyso-PC exercent différentes actions sur l'ouverture des canaux SOC (Stored Operated Calcium Channel) constitués de protéines Orai et contrôlés par STIM1. Stim1 est un senseur calcique situé sur la membrane du réticulum endoplasmique activé par la déplétion du calcium intracellulaire. Nous avons utilisé la technologie siRNA et des modèles de souris transgéniques pour montrer que CIF et lyso-PC activent des canaux calciques homodimériques composés de protéines Orai1 tandis qu'AA active des canaux hétéro-pentamériques composés d'Orai1 et Orai3. Nous avons également montré que STIM1 régule la production de CIF dans les cellules stimulées par la thapsigargine et l'acide linoléique ainsi que l'ouverture de deux types de canaux calciques. Par ailleurs les souris au phénotype Stim1-/- perdent la préférence spontanée pour les lipides observé chez les animaux de type sauvage. D'un autre côté les cellules CD36-positive de souris Stim1-/- sont incapables de libérer la sérotonine dans l'environnement extracellulaire. Nos résultats suggèrent que des acides gras à longue chaine (AGLC) induisent la signalisation calcique régie par STIM1 via CD36. La perception oro-gustative des lipides alimentaires détermine la préférence spontanée pour les lipides observée chez les mammifères

L’adiponectine (ApN) est une adipokine de 30 KDa produite abondamment par le tissu adipeux qui a été décrite pour la première fois en 1995. Dès lors qu’une corrélation inverse entre les taux circulants d’ApN et l’adiposité a été mise en évidence, de très nombreuses études ont été initiées pour chercher à établir un lien avec les pathologies liées au syndrome métabolique. Ainsi, chez les patients obèses et diabétiques, une perte de poids induite par un traitement médicamenteux ou un régime hypocalorique s’accompagne d’une augmentation des taux circulants d’ApN et d’une amélioration des paramètres biochimiques. Il ressort de ces études que des taux élevés d’ApN sont corrélés à une amélioration de la sensibilité à l’insuline, des paramètres lipidiques et une diminution du risque cardiovasculaire. Cependant, les mécanismes d’action conduisant à l’amélioration du métabolisme lipidique et glucidique restent encore mal connus. Au cours de cette étude, nous avons, dans un premier temps, cherché à déterminer les conséquences d’une variation de la masse grasse sur la production de l’ApN chez la souris. Pour cela, différentes stratégies nutritionnelles et pharmacologiques, conduisant à une fonte ou à une augmentation de la masse grasse, ont utilisées. Les résultats obtenus suggèrent que la production d’ApN n’est pas dépendante de la taille des adipocytes mais plutôt de leur état inflammatoire. Dans un second temps, grâce à un modèle d’explants de foie en culture, nous avons cherché à déterminer les effets directs de l’ApN sur le métabolisme lipidique du foie. Une première approche a consisté à tester les effets à long terme c’est à dire susceptibles de correspondre à des modifications d’expression génique et de synthèse protéique en incubant les explants pendant 21h dans un milieu de culture contenant de l’ApN en présence ou non d’insuline. Les résultats suggèrent que l’ApN accentue les effets de l’insuline, ce qui se traduit par une meilleure utilisation du glucose avec en contre partie une stimulation de la lipogenèse et une réduction de la ß-oxydation en présence d’insuline. De plus, l’ApN apparaît exercer un effet sur les voies de catabolisme des HDL. Par une seconde approche, nous avons testé les effets à court terme de l’ApN sur les capacités β-oxydatives en traitant les explants pendant 45 min. Dans ces conditions plus appropriées pour mettre en évidence l’activation des voies de régulation rapides, la présence d’ApN entraine une stimulation de la ß-oxydation qui s’accompagne d’une augmentation de la p- AMPK. En conclusion, ces résultats suggèrent que l’ApN exerce des effets directs sur le métabolisme hépatique du glucose compatible avec l’effet insulino-sensibilisateur observé in vivo. En revanche, les résultats ne permettent pas, à ce stade, d’établir une relation entre une induction par l’ApN de l’activité ß-oxydative des acides gras dans le foie et ces effets bénéfiques sur les paramètres lipidiques. / Adiponectin (ApN), a 30-kDa adipokine abundantly produced by adipose tissue has been described for the first time in 1995. Early findings demonstrating serum adiponectin levels are inversely correlated with obesity initiated intense investigation of the relationship between adiponectin and all symptoms of the metabolic syndrome. Of these studies, strong evidence suggests that a weight loss induced by medication or hypocaloric diet led to increased circulating ApN levels and improvement of biochemical parameters. Thus, high levels of ApN have been correlated with an improvement of insulin sensitivity and lipid parameters reducing cardiovascular risk. However mechanisms involved in the improvement of glucose and lipid metabolism are not fully understood. In this study, we wanted to determine whether variations of plasma ApN levels are associated with alterations of liver lipid metabolism in mice. For this, we used different nutritional and pharmacological strategies to induce fat mass variations and measured corresponding ApN production and lipid parameters. First, results suggested that production of ApN is not dependent on the size of adipocytes, but rather to their inflammatory state. The effect of ApN of liver metabolism was further studied using an in vitro model of liver explants in culture. A first approach consists of testing the long-term effects of ApN on liver incubating the slices for 21h in the presence or not of insulin. Biochemical and molecular data suggested that ApN accentuates the effects of insulin, resulting in improvement of glucose utilization associated with a stimulation of lipogenesis and a reduction in β-oxidation in the presence of insulin. In addition, ApN appears to affect HDL catabolism pathways. In a second approach, we tested the short-term effects of ApN on β-oxidative capacity treating the slices for 45 min. Under these conditions more appropriated to highlight the activation of fast regulatory pathways, ApN induced a stimulation of ß-oxidation which was accompanied by an increase in p-AMPK. In conclusion, data suggested that ApN has direct effects on hepatic glucose metabolism consistent with the insulin-sensitizer effect demonstrated in vivo. However, at this stage, these results did not give evidence of a relationship between induction of liver fatty acid β- oxidation by ApN and its beneficial effects on lipid parameters.

Ce travail doctoral présente différentes voies de recherches pour l'élaboration d'un catalyseur hétérogène bifonctionnel favorisant la production des acides linoléiques conjugués (ALC) bénéfiques pour la santé humaine, aux dépens des acides gras trans (AG/) et saturés (AGs) néfastes, au cours du procédé d'hydrogénation/isomérisation de l'huile de carthame. De tous les catalyseurs à base de cristallites de métaux très dispersées sur la silice mesoporeuse SBA-15, modifiée ou non avec l'aluminium, qui ont été synthétisés et testés pour l'hydrogénation/isomérisation de l'huile de carthame, le catalyseur 1%Rh/SBA-15 s'avère être le plus actif et optimise la production des ALC sous des conditions opératoires douces de transfert de matière gaz/liquide/solide. L'huile partiellement hydrogénée contient 73 mg ALC/g huile et moins de 2% AGt mono-insaturés. L'addition de 1 ppm de soufre permet de doubler la production à 131 mg ALC/g huile avec 8% AGr mono-insaturés. Un mécanisme réactionnel est proposé pour décrire les effets positifs du soufre sur l'activité d'isomérisation de conjugaison de 1%Rh/SBA-15.