Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Le fromage cheddar est reconnu comme une excellente source de calcium. Outre son intérêt nutritionnel intrinsèque, le calcium favorise la lipolyse lors de la digestion. Cet effet s’explique par la formation de savons de calcium avec les acides gras saturés à longue chaîne, ce qui entraîne l’exposition de nouveau substrat à l’interphase huile-eau des gouttelettes de gras laitier, permettant à la lipase de continuer son action. En contrepartie, les savons de calcium limitent l'absorption des acides gras impliqués. D’un point de vue technologique, le calcium joue un rôle clé dans la structure du fromage car il participe à la formation du gel de paracaséine. Ayant un effet sur la matrice fromagère et sur la digestion des lipides, le calcium peut alors modifier la biodisponibilité du gras laitier. L’objectif de ce projet était de mieux comprendre l’effet du calcium sur la biodisponibilité du gras laitier à partir de fromages de type cheddar avec le but éventuel de développer des aliments pouvant contrôler la digestion et l’absorption des lipides. Dans un premier temps, des fromages de type cheddar enrichis en calcium par l’ajout de CaCl₂ ont été soumis à une digestion in vitro. L’analyse des chymes a permis de démontrer que les fromages enrichis se désintégraient plus lentement que leur contrôle sans calcium ajouté. D’une autre part, la libération d’acides gras des fromages enrichis progressait plus rapidement, mettant en évidence l’effet du calcium sur les mécanismes impliqués dans la lipolyse. Dans un second temps, des fromages de type cheddar ont été fabriqués à partir de lait standardisé avec des huiles de beurre contrôle, oléine et stéarine et salés avec ou sans CaCl₂. Les fromages ont été digérés in vitro pour étudier l’effet du calcium sur la lipolyse et la formation de savons de calcium avec les huiles de beurre ayant différents profils d’acides gras. Les fromages préparés avec la fraction stéarine (avec le rapport le plus élevé d’acides gras saturés à longue chaîne) étaient plus résistants à la désintégration physique et présentaient une lipolyse plus lente que les autres fromages, en raison du point de fusion élevé de cette matière grasse. Les fromages enrichis en calcium présentaient des taux de lipolyse supérieurs aux fromages sans enrichissement. Cette lipolyse accrue a été expliquée par la formation de savons de calcium avec des acides gras à longue chaîne. Ces composés insolubles pourraient toutefois réduire la biodisponibilité des acides gras impliqués en empêchant leur absorption. Pour confirmer l’effet du calcium et du type de matière grasse sur la biodisponibilité des lipides, les fromages ont été utilisés par la suite pour une étude chez le rat. La lipémie postprandiale des animaux a été mesurée suite à l’ingestion du fromage. Les matières fécales ont été analysées pour quantifier les acides gras excrétés sous forme de savons de calcium. Les fromages ont eu des effets différents au niveau de la lipémie postprandiale. L'enrichissement en calcium a entraîné une augmentation de la lipémie avec les fromages à l'oléine, alors qu'un pic différé a été observé avec les fromages à stéarine. Ceci s'explique par la formation de savons de calcium avec des acides gras saturés à longue chaîne, favorisant indirectement une lipolyse plus rapide de ceux à courtes et à moyennes chaînes. Le retard du pic pour les fromages à base de stéarine s’expliquait par leur teneur plus élevée en acides gras saturés à longue chaîne, qui formaient des savons avec le calcium et se retrouvaient dans les fèces. Les résultats confirment que le calcium affecte la digestion intestinale des lipides laitiers en augmentant le taux de lipolyse. Cependant, il limite également la bioaccessibilité des acides gras en produisant, au pH intestinal, des savons de calcium insolubles avec des acides gras saturés à longue chaîne. Ce projet démontre que la biodisponibilité des lipides peut être régulée par le calcium présent dans le fromage cheddar. Cette étude met en évidence l'interaction en cours de digestion du calcium et des lipides présents dans la matrice laitière et confirme sa répercussion physiologique. Ces effets sur la digestion et l'absorption des lipides sont d’intérêt pour la conception de matrices alimentaires pour la libération contrôlée de nutriments et bioactifs liposolubles. D'autres recherches dans ce domaine permettront de mieux comprendre le rôle joué par les aliments sur la santé humaine et d’habiliter le développement de produits laitiers pour contrôler la libération de nutriments afin de moduler les réponses métaboliques. Mots clés : fromage, gras laitier, digestion, lipolyse, savons de calcium. / Cheddar cheese is recognized as an excellent source of calcium. In addition to its intrinsic nutritional value, calcium promotes lipolysis during digestion. This lipolysis enhancing effect is explained by the formation of calcium soaps with saturated long-chain fatty acids, resulting in the exposure of new substrate to the oil-water interphase of the milk fat droplets, thus enabling lipase to continue its action. On the other hand, the formation of calcium soaps reduces the absorption of saturated long-chain fatty acids. From a technological point of view, calcium plays a key role in the cheese structure as it participates in the formation of the paracasein gel. By such effects on the cheese matrix and the digestion of lipids, calcium can modify the bioavailability of the dairy fat. The objective of this project was to better understand the effect of calcium on the bioavailability of dairy fat from Cheddar cheeses, in aim to developing food matrices for controlled digestion and absorption of lipids. In a first step, Cheddar cheeses enriched with calcium by the addition of CaCl₂ were subjected to digestion in vitro. Chyme analysis showed that calcium-enriched cheeses disintegrated less rapidly than the non-enriched control but that their lipolysis progressed more rapidly, demonstrating the effect of calcium on the factors that influence lipolysis. In a second step, Cheddar cheeses were made from standardized milk with control, olein and stearin butter oils and salted with or without CaCl₂. The cheeses were digested in vitro to study the effect of calcium on lipolysis and the formation of calcium soaps from butter oils with different fatty acid profiles. Cheeses prepared with the stearin fraction (with the highest ratio of saturated long-chain fatty acids) were more resistant to physical disintegration and presented slower lipolysis than the other cheeses because of the high melting point of this fat. Cheeses enriched with calcium had higher levels of lipolysis than cheeses without enrichment. This increased lipolysis was due to the formation of calcium soaps with saturated long-chain fatty acids. These insoluble compounds could reduce the bioavailability of the fatty acids involved by preventing their absorption. To confirm the effect of calcium and type of fat on lipid bioavailability, the cheeses were subsequently used for an in vivo study. Postprandial lipemia of Wistar rats was monitored following ingestion of the cheese. The feces were analyzed to quantify the fatty acids excreted as calcium soaps. The cheeses had different effects in postprandial lipemia. Calcium enrichment led to a higher lipemic peak for the cheeses with olein, while a delayed peak was observed for cheeses with the stearin. This was explained by the increased affinity of calcium for saturated long-chain fatty acids, indirectly allowing faster lipolysis of other fatty acids, such as those with short- and medium-chains. The delay for stearin cheeses was due to their high content of saturated long-chain fatty acids, which formed soaps with calcium, thus reducing their absorption and ending up in feces. The results confirm that calcium plays an important role in intestinal digestion of dairy lipids by increasing the rate of lipolysis. However, it also limits the bioaccessibility of fatty acids by producing insoluble calcium soaps with saturated long-chain fatty acids at intestinal pH conditions. This project demonstrates that the bioavailability of lipids can be regulated by calcium in Cheddar cheese. This study demonstrates the interaction of calcium and lipids present in the dairy matrix during digestion and confirms its physiological repercussion. These effects on digestion and lipid absorption are of interest for the design of food matrices for the controlled release of liposoluble nutrients or bioactive molecules. Further research in this area will provide a better understanding of the role of foods in human health and enable the development of dairy products to control the release of nutrients to modulate metabolic responses. Keywords: Cheese, milk fat, digestion, lipolysis, calcium soaps.

Le but des travaux de ce doctorat était d'évaluer l'influence du syndrome d'apnées obstructives du sommeil et des micronutriments sur les composantes de l'équilibre énergétique et le traitement de l'obésité. Une revue des études ayant rapporté la présence de la thermogenèse adaptative lors de programmes de perte de poids nous a permis de constater que le métabolisme énergétique est sensible à des facteurs de nature diverse qui ont le potentiel de nuire au maintien du déséquilibre énergétique négatif essentiel au traitement de l'obésité. Afin de mieux comprendre ces facteurs, nous avons dans un premier temps mesuré la dépense énergétique d'hommes diagnostiqués avec différents niveaux de sévérité du syndrome d'apnées obstructives du sommeil, puisque les résultats d'une étude pilote de notre laboratoire nous avaient permis de constater que cette pathologie est associée à une dépense énergétique plus faible que prédite. Les résultats de l'étude pilote confirmés, nous nous sommes questionnés dans un deuxième temps à savoir si les micronutriments qui sont, comme l'oxygène, indispensables à la production d'énergie cellulaire pouvaient également avoir le potentiel d'influencer l'équilibre énergétique. La troisième étude a donc consisté à comparer le poids, la composition corporelle, la dépense énergétique et les principaux comportements alimentaires de consommateurs et de non-consommateurs de suppléments de vitamines et minéraux. Sur la base des résultats de cette étude qui ont démontré que les individus faisant usage de tels suppléments étaient plus minces, avaient une dépense énergétique relative plus élevée et une susceptibilité à la faim moindre, deux interventions ont été élaborées afin de déterminer les effets d'une supplémentation en micronutriments lors d'un programme de perte de poids chez les obèses. La première intervention consistait en une restriction énergétique jumelée à une supplémentation de multivitamines et minéraux taudis que la deuxième, plus ciblée, consistait en une restriction énergétique accompagnée d'une supplémentation en calcium et en vitamine D. Dans l'ensemble, nous avons démontré que les micronutriments semblent influencer l'appétit, ce qui dans le cas du calcium favorise la perte de poids par l'entremise d'un effet probable sur l'apport alimentaire.

Thèse (Ph. D.)--Université Laval, 2005. / Bibliogr. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Objectifs : Les résultats d'études épidémiologiques et de laboratoire suggèrent l'existence de relations entre les facteurs de croissance, la vitamine D, le calcium, la densité mammaire et le risque de cancer du sein. Cette étude transversale examine si les niveaux sanguins de facteurs de croissance (IGF-I, IGFBP-3 et peptide C) sont associés aux densités mammaires, et si IGF-I ou IGFBP-3 peut influencer la force de l'association entre les apports alimentaires en vitamine D et en calcium et la densité mammaire. Méthode : Des femmes pré-ménopausées (n=783) et post-ménopausées (n=791) ont été recrutées lors d'une mammographie de dépistage. Le pourcentage de densités mammaires telle que visualisée à la mammographie a été estimée par une méthode assistée par ordinateur, les niveaux d'IGF-I, d'IGFBP-3 et de peptide C par ELISA, et les apports en vitamine D et en calcium par un questionnaire de fréquences alimentaires. Résultats : Chez les femmes pré-ménopausées, les niveaux élevés d'IGF-I et faibles d'IGFBP-3 étaient corrélés de façon indépendante à des densités mammaires élevées (rs=O,083; P=0,021 et rs=-0,124; P=0,0005). De plus, les femmes avec une combinaison de niveaux élevés d'IGF-I et faibles d'IGFBP-3 avaient une densité mammaire moyenne de 53,8% comparée à 40,9% pour celles ayant une combinaison de niveaux faibles d'IGF-I et élevés d'IGFBP-3 (P=0,014). Par ailleurs, les niveaux circulants d'IGF-I ou d'IGFBP-3 semblent modifier la force de l'association négative entre les apports en vitamine D (VitD) ou en calcium (Ca) et la densité mammaire (P ineraction<0,16). Des associations négatives entre ces nutriments et la densité mammaire ont été observées uniquement chez les femmes avec des niveaux élevés d'IGF-I (VitD : |3=-2,8 et Ca : p=-2,5; P<0,002) ou d'IGFBP-3 (VitD : P=-2,7 et Ca : p=-2,7; P<0,001). Aucune de ces associations n'a été observée chez les femmes post-ménopausées. Aucune association n'a été observée entre les niveaux de peptide C et la densité mammaire. Conclusions : Les résultats supportent les hypothèses qu'IGF-I et IGFBP-3 sont associés aux densités mammaires, et que la force de l'association entre les apports en vitamine D ou en calcium et la densité mammaire varie selon les niveaux d'IGF-I ou d'IGFBP-3 chez les femmes pré-ménopausées. / Objectives : Epidemiologic and laboratory findings suggest some relations between IGF-I, IGFBP-3, vitamin D, calcium, mammography breast density and breast cancer risk. This study was designed specifically to test the hypothesis that levels of growth factors (IGF-I, IGFBP-3 and C-peptide) are associated with mammography breast density, and to examine whether levels of IGF-I or IGFBP-3 could affect the strength of the association of vitamin D and calcium dietary intakes with mammography breast density. Methods : A total of 783 premenopausal and 791 postmenopausal women were recruited during screening mammography examinations. Blood samples were collected at the time of mammography, and plasma IGF-I, IGFBP-3 and C-peptide levels were measured by ELISA. The percentage of the breast that is mammographically dense was estimated using a computer-assisted method. Intakes of vitamin D and calcium were obtained by a food frequency questionnaire. Results : Among premenopausal women, high levels of IGF-I and low levels of IGFBP-3 were independently correlated with high breast density (rs=O.O83; P=0.021 and rs=-0.124; P=0.0005, respectively). Women with combined levels of high IGF-I and low IGFBP-3 had higher mean breast density than those with a combination of low IGF-I and high IGFBP-3 levels (53.8% versus 40.9%; P=0.014). On the other hand, levels of IGF-I or IGFBP-3 appear to modify the strength of the negative association of vitamin D (VitD) or calcium (Ca) intake with breast density (^interaction <0.16). Negative associations of these nutrients and breast density were observed only among women with high levels of IGF-I (VitD : p=- 2.8 and Ca: p=-2.5; P<0.002) or high levels of IGFBP-3 (VitD : p=-2.7 and Ca : p=-2.7; P<0.001). None of these associations was observed among postmenopausal women. No association was observed between levels of C-peptide and breast density. Conclusions : Our findings support the hypothesis that IGF-I and IGFBP-3 are associated with premenopausal breast density, and that the strength of the negative relation of vitamin D and calcium intakes with mammography breast density varies with levels of IGF-I or IGFBP-3 among premenopausal women.

L'obésité est un problème de santé qui affecte de plus en plus la société actuelle. Plusieurs pistes de solutions ont été mises de l'avant afin de parvenir à prévenir ou à traiter cette situation problématique. L'alimentation a été ciblée par plusieurs comme étant un des éléments clés de sa prise en charge. Ainsi, une multitude de régimes ont vu le jour dans le but de contrer l'obésité. Le constat général ressortant de l'évaluation de plusieurs d'entre eux est que, peu importe le modèle choisi, le succès réside dans l'observance de la diète recommandée. Des composantes spécifiques de l'alimentation ont aussi été étudiées en lien avec l'obésité. Le calcium et la vitamine D sont deux des nutriments qui font l'objet de ce mémoire. Il a été possible de démontrer qu'une consommation plus élevée de calcium et de vitamine D était associée à un profil lipidique amélioré et à de plus petits adipocytes omentaux. De plus, l'apport alimentaire en vitamine D était le meilleur prédicteur du diamètre adipocytaire, indépendamment de la consommation de calcium. Les acides gras ont aussi fait partie des thèmes abordés dans ce mémoire. Nous avons observé la similitude entre la consommation alimentaire d'acides gras et leur concentration dans les tissus adipeux. Il a été observé que les femmes ayant un contenu plus élevé en acide gras stéarique, dans leur tissu adipeux, avaient de plus petits adipocytes omentaux. Finalement, la mesure de la protéine et de l'ARN messager de la stearoyl-désaturase 1 (enzyme permettant la conversion du stéarate (18:0) en oléate (18:1)) vient corroborer nos résultats, montrant des corrélations positives avec la masse grasse. En conclusion, ce mémoire laisse entrevoir de nouveaux facteurs influençant l'étiologie de l'obésité. Toutefois, il ne permet pas de changer les mesures actuelles de prévention prônées pour réduire l'obésité. Des études supplémentaires son nécessaires afin de connaître le rôle exact du calcium, de la vitamine D et des acides gras dans la lutte contre l'obésité.