L’objectif de ce projet de recherche était de déterminer les effets d’une supplémentation de probiotiques du genre Bacillus sur les performances de production de vaches de race holstein en mi-lactation et sur le profil en acides gras de leur lait. Pour ce faire, six vaches multipares porteuses d’une canule ruminale ont été utilisées selon un dispositif en chassé croisé répliqué et randomisé. Les vaches ont ainsi reçu soit 200 g/j de poudre de lactosérum comme traitement témoin ou 200 g/j de BioPlus 2B (Chr Hansen, Milwaukee, WI), un probiotique commercial de Bacillus subtilis et de Bacillus licheniformis, représentant un apport quotidien de 6,4 × 10¹¹ UFC et utilisant la poudre de lactosérum comme diluant. La production laitière, la composition du lait et son profil en acides gras, les paramètres de fermentation ruminale et le microbiote ruminal ont été évalués. Les traitements n’ont pas affecté les performances laitières. L’utilisation du probiotique a cependant augmenté la concentration relative d’anteiso 13:0 et d’anteiso 15:0 et tendait à augmenter la concentration totale d’acides gras à chaîne ramifiée dans les matières grasses du lait lorsque comparé au traitement témoin. Les traitements n’ont pas modifié le pH, l’azote ammoniacal ou les concentrations en acétate, propionate et butyrate du rumen. Cependant,le probiotique a augmenté la concentration ruminale d’isovalérate et tendait à augmenter celle de l’isobutyrate. Cette expérience a permis d’observer la sensibilité du profil en acides gras du lait face aux modifications du microbiote ruminal. Les bactéries probiotiques du genre Bacillus pourraient donc être utilisées dans un protocole de maximisation des acides gras à chaîne ramifiée du lait pour permettre une augmentation du niveau de ces acides gras dans les produits laitiers. / The aim of the study was to determine the effect of a Bacillus-based direct-fed microbial on dairy performance of mid-lactating Holstein dairy cows and on their milk fatty acid composition. To this end, six multiparous cows fitted with a rumen cannula were used in a randomized replicated crossover design. Cows received 200 g/d of either whey powder, as a control, or BioPlus 2B (Chr Hansen, Milwaukee, WI), a commercial direct-fed microbial providing Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis, representing a daily dose of 6.4 ×10¹¹ cfu, and using whey powder as a carrier. Milk production, composition and fatty acid profile, as well as ruminal parameters and microbiota were evaluated. Bacillus concentrationin the rumen increased with the addition of the direct-fed microbial supplement. Treatmentdid not affect ruminal pH, NH3-N and concentrations of acetate, propionate, and butyrate.However, direct-fed Bacillus increased ruminal concentration of isovalerate and tended to increase the concentration of isobutyrate. Treatments did not affect milk performance. The direct-fed Bacillus increased the relative concentration of anteiso 13:0 and anteiso 15:0 in milk fat, and tended to increase total concentration of branched-chain fatty acids as compared with control. This trial indicates that milk fatty acid composition is sensitive to ruminal microbiota modifications. Direct-fed Bacillus could be used as part of a standard protocol aiming to produce milk enriched in branched-chain fatty acids.

Les études épidémiologiques rapportent qu’une consommation adéquate de produits laitiers pourrait diminuer l’incidence du diabète de type 2 (DT2), une maladie chronique qui devrait concerner 10,8 % des Canadiens d’ici 2020. Bien que les mécanismes à l’origine de cette association demeurent inconnus, il a été suggéré que les produits laitiers pourraient diminuer l’inflammation systémique chronique, un facteur de risque du DT2. Toutefois, les produits laitiers ont un effet variable sur les marqueurs inflammatoires dans les études cliniques. L’effet des produits laitiers peut être influencé par le statut inflammatoire des individus, mais aussi par la composition en nutriments des différents produits laitiers. Les produits laitiers contiennent des protéines, des acides aminés et des acides gras, notamment des acides gras trans naturels, dont l’effet sur l’inflammation est méconnu. De plus, il a été démontré que les nutriments laitiers pouvaient réguler l’expression des gènes inflammatoires. Néanmoins, une approche mécanistique est nécessaire afin d’élucider le rôle des produits laitiers sur l’inflammation dans le but de prévenir l’apparition du DT2. Dans ce contexte, nous avons émis l’hypothèse que l’effet des produits laitiers sur l’inflammation était influencé par le statut inflammatoire des individus et par la composition en macronutriments des produits laitiers. L’objectif général des travaux présentés dans cette thèse était donc d’évaluer la contribution de ces deux facteurs sur l’inflammation. Dans un premier temps, nous avons eu accès aux données alimentaires, anthropométriques et biochimiques de deux cohortes de participants recrutés dans la région de la ville de Québec. Les résultats nous montrent que la consommation de produits laitiers est inversement corrélée à la glycémie et à la tension artérielle chez les individus en santé. Cette consommation est également faiblement corrélée à la concentration de protéine C-réactive (CRP), mais ne corrèle pas avec les autres marqueurs inflammatoires (facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et interleukine 6 (IL-6)). De plus, les concentrations dans les phospholipides plasmatiques des acides gras trans retrouvés spécifiquement dans la matière grasse laitière sont associées à la consommation de produits laitiers riches en gras, ainsi qu’à un taux d’adiponectine et à une tension artérielle plus favorables. Dans un deuxième temps, nous avons développé des modèles cellulaires avec ou sans induction de l’inflammation au TNF-α, afin d’identifier les nutriments laitiers bioactifs. Les cellules ont été incubées pendant 24 heures avec des acides gras trans laitiers, des protéines ou des acides aminés, seuls ou en combinaisons. Les acides gras trans et les composés protéiques influencent peu les gènes inflammatoires dans les cellules saines. En revanche, lorsque les cellules sont stimulées avec du TNF-α pour induire l’inflammation, les acides gras trans laitiers, les protéines du lactosérum et leurs acides aminés majoritaires (leucine, isoleucine et valine) diminuent l’expression des gènes inflammatoires dans les cellules endothéliales. Les acides gras trans laitiers diminuent également l'excrétion des prostaglandines, mais augmentent la quantité de F₂-isoprostanes dans les surnageants. De plus, les acides gras trans laitiers sont retrouvés dans de grandes proportions dans les membranes cellulaires, modifiant ainsi le profil en acides gras, ce qui pourrait affecter le bon fonctionnement des récepteurs localisés dans la membrane. Enfin, l’incubation d’acides gras trans laitiers avec des composés protéiques laitiers ne révèle aucun effet additif ou synergique sur l’expression des gènes inflammatoires et les quantités d’eicosanoïdes dans les cellules endothéliales. Les données générées vont en faveur d’un effet bénéfique des acides gras trans laitiers et des protéines du lactosérum sur l’inflammation. De plus, l’effet de ces macronutriments apparait uniquement dans les cellules en état inflammatoire, ce qui favorise l’hypothèse que l’effet des produits laitiers dépendrait du statut inflammatoire des individus. La composante cellulaire de ce projet a permis de mieux comprendre l’impact des différentes sources d’hétérogénéité sur la réponse inflammatoire. La mise en place d’études in vivo s’avère nécessaire afin de valider les sources majeures de la variabilité de la réponse inflammatoire aux produits laitiers. / Epidemiological data reported that an adequate dairy product consumption may lower the incidence of type 2 diabetes (T2D), a chronic disease which may concern 10.8 % of Canadians by 2020. Although the mechanisms underlying this association remain unclear, it has been suggested that dairy product intake may improve low-grade systemic inflammation, a key etiologic factor in the development of T2D. However, dairy products have mixed effects on inflammatory markers in clinical studies. The effect of dairy products could be mediated by the inflammatory status of the participants, as well as the nutrient composition of dairy products. Dairy products contain proteins, amino acids and fatty acids, specifically natural trans fatty acids, for which the effect on inflammation remains unclear. Furthermore, it has been demonstrated that dairy nutrients can regulate inflammatory gene expression. Nevertheless, a mechanistic approach is required to elucidate the role of dairy products on inflammation and the prevention of T2D. Accordingly, we tested the hypothesis that the effect of dairy products on inflammation was influenced by the inflammatory status of the individuals and the macronutrient composition of dairy products. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the contribution of those two factors on inflammation. Firstly, dietary, anthropometric and biochemical data from two cohorts of individuals recruited in Quebec City were assessed. Results show that dairy product consumption is inversely correlated with glycaemia and blood pressure in healthy individuals. Dairy intake is also slightly correlated with plasma C-reactive protein (CRP) concentrations, without influencing other inflammatory markers (tumor necrosis factor alpha (TNF-α) and interleukin 6 (IL-6)). Moreover, concentrations of dairy trans fatty acids in plasma phospholipids are associated to high-fat dairy product consumption, as well as favorable adiponectin levels and blood pressure. Secondly, we developed cell models, with or without induction of inflammation with TNF-α, to identify bioactive dairy nutrients. Cells were incubated for 24 hours with individual or combinations of dairy trans fatty acids, proteins or amino acids. Dairy trans fatty acids and dairy protein compounds do not influence inflammatory gene expression in healthy cells. Oppositely, dairy trans fatty acids, whey proteins and their major amino acids (leucine, isoleucine and valine) decrease inflammatory gene expression in TNFα-stimulated endothelial cells. Dairy trans fatty acids also lower prostaglandin excretion; yet they increase F₂-isoprostane levels in cell supernatants. Moreover, dairy trans fatty acids are highly incorporated into cell membranes, which modifies fatty acid profiles and possibly impairs the function of membrane receptors. Finally, co-incubation of dairy trans fatty acids and dairy protein compounds have neither an additive nor a synergic effect on inflammatory gene expression and eicosanoid levels in endothelial cells. The present work suggests a beneficial impact of dairy trans fatty acids and whey proteins on inflammation. Further, the anti-inflammatory effect of these nutrients appears only in inflamed cells, which favors the hypothesis that dairy products may positively impact inflammation according to the inflammatory status of the individuals. The cellular approach is a useful tool to investigate the impact of the different sources of variability regarding inflammatory response to dairy products. Further investigations in vivo are required to validate the major sources of variability in animal models or in humans.

Le métabolisme des lipides joue un rôle primordial au cœur de l'homéostasie cutanée. Précisément, les acides gras polyinsaturés (PUFAs) n-3 et n-6 sont impliqués dans des fonctions à la fois structurales et métaboliques, essentielles au développement et au maintien de la fonction barrière de la peau. Ces fonctions variables et complexes sont toujours partiellement incomprises à ce jour, et les conséquences qui en découlent sont évidentes et parfois néfastes. En effet, cette incompréhension limite notre capacité à reconstruire des modèles cutanés plus représentatifs de la peau normale humaine, qui sont nécessaires aux études pharmaceutiques. De plus, cette dernière fait partie intégrante de notre incapacité à déterminer les causes de certaines pathologies multifactorielles complexes telles que le psoriasis et, conséquemment, à développer des traitements efficaces pour les soigner. Les modèles de peau humaine sains et psoriasiques produits par génie tissulaire ont été exploités afin de mettre en lumière le rôle des acides gras polyinsaturés dans la fonction barrière de la peau. Au cours de cette thèse, plusieurs objectifs spécifiques ont été étudiés. Les deux premiers objectifs visaient l'optimisation du modèle de peau saine grâce à la supplémentation des milieux de culture avec, dans un premier temps, soit une supplémentation individuelle en acide alpha-linolénique (n-3 PUFAs) ou en acide linoléique (n-6 PUFAs). Dans un deuxième temps, une double supplémentation a été réalisée où l'acide alpha-linolénique et l'acide linoléique ont été ajoutés simultanément. Les résultats issus de ces deux études ont montré que la supplémentation des milieux de culture avec l'acide alpha-linolénique et celle avec les deux acides simultanément permettaient d'améliorer la fonctionnalité des substituts cutanés en diminuant l'absorption percutanée de la testostérone, alors que la supplémentation en acide linoléique seul n'avait pas d'effet. Ces résultats surprenants ont mis en évidence l'importance du ratio de n-3 et de n-6 PUFAs lors de la formation de la barrière cutanée in vitro. Le troisième objectif de cette thèse a été de caractériser l'endocannabinoïdome de la peau normale humaine et des substituts sains reconstruits par génie tissulaire. Cette étude a permis de mieux comprendre les différents acteurs du métabolisme des endocannabinoïdes au sein de la peau. Nos résultats ont aussi montré que les différents endocannabinoïdes présents dans la peau humaine étaient également retrouvés dans les substituts cutanés. De plus, une double supplémentation en acide alpha-linolénique et en acide linoléique a permis de moduler le profil d'endocannabinoïdes, confirmant que les peaux représentent un modèle adéquat pour l'étude du métabolisme des endocannabinoïdes cutanés. Finalement, le dernier objectif spécifique de cette thèse consistait à étudier le potentiel de l'acide alpha-linolénique (n-3 PUFAs) comme traitement pour soigner le psoriasis. Cette étude a permis de confirmer que les n-3 PUFAs pouvaient réguler la prolifération et la différenciation des kératinocytes psoriasiques in vitro afin qu'ils retrouvent un phénotype se rapprochant davantage de celui des cellules saines. Nos résultats montrent que cette régulation est induite par la modulation de la production des médiateurs lipidiques issus des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6 ainsi que par l'activation et l'inhibition subséquentes des cascades de transduction du signal des kinases. En conclusion, le travail présenté dans cette thèse a permis de faire avancer de manière importante l'état des connaissances en ce qui a trait au métabolisme des acides gras polyinsaturés n-3 et n-6 au sein des peaux saines et psoriasiques. Ce dernier a également permis l'optimisation de la reconstruction tissulaire d'un modèle de peau dans le but d'obtenir un tissu affichant une barrière cutanée similaire à celle d'une peau normale humaine et, par conséquent, de mener à un modèle répondant davantage aux besoins de l'industrie pharmaceutique. Finalement, cette thèse a contribué à supporter et à promouvoir l'utilisation des n-3 PUFAs en tant que traitement possible pour les patients atteints de psoriasis, ainsi qu'à démontrer la pertinence de poursuivre les recherches dans ce domaine puisqu'elles offrent un potentiel important quant à l'amélioration de la qualité de vie des patients. / Lipid metabolism plays a central role in the skin homeostasis. More specifically, omega-3 and omega-6 polyunsaturated fatty acids (n-3 and n-6 PUFAs) are involved in both structural and metabolic functions, which are essential for the development and maintenance of the skin barrier function. These highly variable and complex functions are still partially misunderstood to this day, and the resulting consequences are obvious. Indeed, these gaps in knowledge limit our ability to produce reconstructed skin models that are representative of normal human skin, which are necessary for pharmaceutical studies. In addition, improving our knowledge of skin lipids would help understand the causes of certain complex multifactorial pathologies such as psoriasis and would consequently lead to the development of more effective therapies. Tissue-engineered healthy and psoriatic human skin substitutes have been exploited to shed light on the role of polyunsaturated fatty acids regarding the barrier function of the skin. This thesis evaluated several specific objectives. The first two objectives aimed at the optimization of the healthy skin substitutes using first, individual supplementation of culture media with alpha-linolenic acid (n-3 PUFA) or linoleic acid (n-6 PUFA), as well as in a second step, a dual supplementation with both alpha-linolenic and linoleic acids. The results of these two studies showed that supplementation of culture media with alpha-linolenic acid and with the dual supplementation improved the functionality of skin substitutes by reducing the percutaneous absorption of testosterone, whereas the linoleic acid supplementation alone had no effect. These surprising results demonstrated the importance of the ratio of n-3 to n-6 PUFAs in the formation of the skin barrier in vitro. The third objective of this thesis was to characterize the endocannabinoidome of human skin compared to that of healthy tissue-engineered skin substitutes. This study provides a better understanding of the different actors in the metabolism of endocannabinoids within the skin. Our results show that the different endocannabinoids present in human skin were also found in the skin substitutes, and that they were modulated following a double supplementation with alpha-linolenic acid and linoleic acid, confirming that reconstructed skin equivalents are an adequate model for the study of the metabolism of cutaneous endocannabinoids. Finally, the last specific objective of this thesis was to study the potential of alpha-linolenic acid (n-3 PUFA) as a treatment for psoriasis. This study confirmed that n-3 polyunsaturated fatty acids can regulate the proliferation and differentiation of psoriatic keratinocytes so that they adopt a healthier behavior. This regulation is mediated by the modulation of the lipid mediators produced from n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids, as well as by the activation and inhibition of subsequent signal transduction cascades involving kinases. In conclusion, the results reported in this thesis significantly contribute to advancing the state of knowledge regarding the metabolism of n-3 and n-6 polyunsaturated fatty acids in healthy and psoriatic skin. This thesis also allowed the optimization of a skin model to be more representative of the functionality of normal human skin, and thus the generation of a more efficient model for the pharmaceutical industry. Ultimately, our work will help to support and promote the use of n-3 polyunsaturated fatty acids as a treatment for patients with psoriasis, which could greatly improve their quality of life.

Le chémoréflexe laryngé (CRL), un ensemble de réponses physiologiques servant à protéger les voies respiratoires inférieures, est provoqué par la présence de liquide, consiste en une toux accompagnée de déglutition, de la fermeture du larynx, de l’éveil et de l’augmentation de la pression artérielle systémique. Chez un nouveau-né prématuré ou un raton, le CRL est immature et la stimulation de celui-ci provoque une apnée accompagnée de désaturation en O2, de bradycardie, d’un laryngospasme et d’une redistribution du débit sanguin aux organes vitaux. L’apnée du prématuré, le malaise grave du nourrisson et le syndrome de la mort subite du nourrisson sont des exemples de pathologies qui sont très probablement reliées à des évènements cardiorespiratoires observés chez les nouveau-nés prématurés. Le syndrome de la mort subite du nourrisson atteint principalement les garçons et un CRL immature est fortement soupçonné d’y être impliqué dans certains cas. La séparation maternelle néonatale (SMN) est connue pour provoquer un retard de développement du circuit neuronal contrôlant la respiration, mais quel est son effet sur le développement du CRL? Des études montrent que les n-3 PUFA favoriseraient le développement du poumon et du système nerveux central, mais est-ce que ceux-ci ont un effet au niveau du développement de la respiration au sens plus large? L’hypothèse de cette thèse est que l’environnement est capable d’avoir un impact sur le chémoréflexe laryngé chez le jeune raton. La SMN consiste en la séparation des ratons de leur mère et du reste de la portée dans un incubateur à température (35 °C) et humidité (45 %) contrôlés 3 h par jour du 3e jour de vie au 12e. Les expériences ont eu lieu au 14e et 15e jour. La SMN augmente les effets délétères de la stimulation du CRL, surtout chez les mâles. Nous avons réalisé 3 stimulations du CRL (injections de 10µL d’eau à proximité du larynx) séparées par 5 minutes de récupération. L’inhibition cardio-respiratoire due au CRL augmentait avec le nombre de stimulations. Nous avons étudié les courants des neurones des régions impliquées dans le CRL : le noyau du tractus solitaire (NTS, qui est le centre d’intégration des données provenant entre autres du larynx) et le noyau moteur dorsal du nerf vague (DMNV, impliqué dans la bradycardie). Au niveau du DMNV, nous avons observé une augmentation de la fréquence et de l’amplitude des courants postsynaptiques excitateurs (EPSCs) chez les animaux stressés. La tétrodotoxine (TTX) a un effet plus important chez les animaux stressés vs contrôles. Cela nous permet de déduire qu’au niveau du DMNV les afférences arrivant sur ces neurones sont plus nombreuses chez les animaux stressés vs contrôles. Une explication serait que l’élagage synaptique réalisé par la microglie est perturbé par la SMN. L’analyse de la microglie au niveau du NTS et du DMNV montre que le stress modifie le phénotype de la microglie, ce qui perturberait la fonction d’élagage synaptique. Mais l’étude ne démontre pas d’effet du stress au niveau de la communication neurones-microglie. Le stress provoqué par la SMN a des effets délétères sur le CRL, surtout chez les mâles, en provoquant une augmentation de l’inhibition cardio-respiratoire due au CRL. Cet effet serait dû à un défaut de l’élagage synaptique dans les régions impliquées dans le CRL, notamment au niveau des neurones responsables de la bradycardie. Le système respiratoire étant immature chez le nouveau-né prématuré, nous avons testé l’hypothèse que la supplémentation maternelle en acide gras polyinsaturé n-3 (AGPI n-3) pouvait accélérer la maturation de celui-ci. Les expériences ont eu lieu aux 10e et 11e jours de vie chez les ratons. La supplémentation maternelle en AGPI n-3 réduit l’apnée due au CRL et favorise le développement de la réponse ventilatoire à l’hypoxie et des poumons. Cependant, le traitement augmente le nombre d’instabilités respiratoires et provoque un retard de développement de la microglie dont l’impact est inconnu. Les AGPI n-3 seraient un bon traitement pour favoriser le développement du système nerveux contrôlant la respiration; cependant, il faudrait approfondir l’étude afin de s’assurer que certains effets des AGPI n-3 n’aient pas de conséquences indésirables. Le stress favorise les effets délétères dus à la stimulation du CRL chez le raton en augmentant le signal arrivant sur les neurones impliqués dans la réponse cardio-respiratoire au CRL, ce qui pourrait s’expliquer par un défaut d’élagage synaptique. Si l’on doit favoriser le développement du système respiratoire chez l’animal immature, les AGPI n-3 seraient une bonne option. / Laryngeal chemoreflex (LCR) is a set of physiological responses to protect lower airways from liquids and include coughing and swallowing, larynx closure, arousal, and systemic arterial pressure increase. In preterm infants or young rats, LCR is immature and elicits apnea, O2 desaturation, bradycardia, laryngospasm and redistribution of blood flow to vital organs. Apnea of prematurity, apparent life threatening events and sudden infant death syndrome (SIDS) are examples of pathology strongly suspected to be linked to cardiorespiratory events observed in preterm infants. SIDS is more prevalent in males and immature LCR is suspected to be involved in a few SIDS cases. Neonatal maternal separation (NMS) is known to delay development of control of breathing neuronal networks but what is its effect on LCR development? Studies have shown that n-3 PUFA promote lung and central nervous system development but could they have an effect on respiratory development? The thesis hypothesis is that environment could influence LCR in rat pups. NMS consists in the separation of pups from their mother and the rest of the litter in an incubator at a controlled temperature (35°C) and humidity (45%), 3h per day from post-natal day 3 (P3) to P12. Experiments were performed at P14-15. SMN increases deleterious effect of LCR stimulation especially in males. We have performed 3 LCR stimulations (with 10µl of water injected close to the larynx) separated by 5 minutes of recovery for each. We have observed that LCR cardiorespiratory inhibition increased with the number of stimulations. We have studied excitatory currents in neurons in regions involved in LCR: nucleus tractus solitarius (NTS, integration center of information coming from the larynx) and dorsal motor nucleus of the vagus nerve (DMNV, involved in bradycardia). In the DMNV we have seen an increase in excitatory post-synaptic currents (EPSCs) frequency and amplitude in stressed animals. Tetrodotoxin (TTX) has a more important effect on stressed animals vs controls. These findings allow us to hypothesize that afferents arriving on neurons in the DMNV are more numerous in stressed animals than in controls. One explanation of these results could be that synaptic pruning made by microglia is disrupted by NMS. Microglial analysis in the NTS and DMNV shows that NMS changes microglia phenotype which could disrupt synaptic pruning. However, this study did not demonstrate any disturbance from stress in neurons/microglia communication. Stress issuing from NMS delays LCR development, especially in males, by causing an increase in cardio-respiratory inhibition following LCR stimulation. This effect would be due to a synaptic pruning abnormality in neuronal regions involved in LCR, especially those involved in bradycardia. The respiratory system is immature in preterm infants. To accelerate maturation of this system, we have tested the effect of n-3 PUFA maternal supplementation. Experiments were performed in P10-11 rat pups. Maternal supplementation of n-3 PUFA reduced apnea duration caused by LCR stimulation, promoted hypoxic ventilatory response development and lungs development. However, the treatment increases the number of respiratory instabilities and induces a delay of microglial development whose impacts we do not know. N-3 PUFA maternal supplementation could be an interesting treatment to promote control of breathing development. That said, we should further the study to be sure that the unexpected effects of this treatment have no undesirable consequences. Stress increases the deleterious effects of LCR stimulation in rat pups by increasing the signal arriving on neurons involved in LCR cardiorespiratory response. This phenomenon could be explained by a disruption of synaptic pruning. If we look at a treatment to enhance respiratory system development in immature animals, n-3 PUFA is an option which should be considered.

L'endocannabinoïdome constitue un système biologique de large spectre, un acteur important dans le maintien des fonctions homéostatiques qui sont régulés par la diète et l'activité physique. Le microbiote intestinal réfère à la flore bactérienne résidant dans le tubegastro-intestinal, se modulant au gré des changements alimentaires et des stress physiques. La dynamique entre le microbiote intestinal - ou plus largement, le microbiome intestinal - et l'endocannabinoïdome prodigue des avenues intéressantes quant à la promotion d’un mode de vie sain et actif ainsi qu'à l'optimisation de la performance. Dans le cadre de l'étude pilote "Diet influences immediate endocannabinoidome mediators response to exercise in active women" réalisée auprès de dix femmes de 19-32 ans très actives, la réponse directe de certains membres de l'endocannabinoïdome à la suite d'un effort maximal de course corrobore les données répertoriées à cet effet. En contexte de sept jours d'alimentation méditérranéenne contrôlée, ces mêmes métabolites périphériques ont augmenté plus fortement qu'avec la diète occidentale. L'effet de l’intervention nutritionnelle a été mineur sur les familles microbiennes des participantes de cette cohorte. Dans le cadre de l'étude pilote "Diet influences immediate endocannabinoidome mediatorsresponse to exercise in active women" réalisée auprès de dix femmes de 19-32 ans très actives, la réponse directe de certains membres de l'endocannabinoïdome à la suite d'un effort maximal de course corrobore les données répertoriées à cet effet. En contexte de sept jours d'alimentation méditérrannéenne contrôlée, ces mêmes métabolites périphériques ont augmenté plus fortement qu'avec la diète occidentale. L'effet de l’intervention nutritionnelle a été mineur sur les familles microbiennes des participantes de cette cohorte. L'effet de l'activité physique sur l'endocannabinoïdome et le microbiome intestinal transparaît dans le cerveau. La revue de la littérature "Neurobiological processes induced byaerobic exercise through the endocannabinoidome" vise justement l'approfondissement des mécanismes endocannabinoïdes inhérents à la cognition, l'humeur, la neuroinflammation et la douleur en relation avec l'exercice physique. L'exacerbation ou le contrôle de conditions neuropsychologiques à travers les processus de l'endocannabinoïdome et autres médiateurs neuroactifs adjacents est aussi abordé. Ces manuscrits s'inscrivent dans une lignée limitée d'études adressant la synergie de l'endocannabinoïdome et du microbiome intestinal dans la santé métabolique et mentale et par extension, dans la performance. Ce mémoire rassemble les études à ce sujet en plus de suggérer des moyens d'ajuster plus judicieusement l'activité physique et la diète en respect de l'axe microbiome intestinal-endocannabinoïdome. / The endocannabinoidome is a broad-spectrum biological system, an important actor in the maintenance of homeostatic functions that are regulated by diet and physical activity. The gut microbiota refers to the bacterial flora residing in the gastrointestinal tract, modulated with dietary changes and physical stress. The dynamics between the gut microbiota - or more broadly, the gut microbiome - and the endocannabinoidome offer interesting paths in the promotion of a healthy and active lifestyle as well as in the optimization of performance. As part of the pilot study "Diet influences the immediate response of endocannabinoid mediators to exercise in active women" carried out with ten very active women of 19-32 years of age, the direct response of some members of the endocannabinoidome as a result of maximum course effort corroborates prior data in the domain. In the context of a seven-day controlled Mediterranean diet, these same metabolites increased more strongly than with the Western diet. The effect of the nutritional intervention was minor on the microbial families of the participants of this cohort. The effect of physical activity on the endocannabinoidome and the gut microbiome is reflected in the brain. The literature review "Neurobiological processes induced by aerobic exercise through endocannabinoidome" aimed to deepen the endocannabinoid mechanisms inherent in cognition, mood, neuroinflammation and pain relatively to physical exercise. The exacerbation or control of neuropsychological conditions through the processes of endocannabinoidome and other adjacent neuroactive mediators was also discussed. These manuscripts are part of a limited line of studies addressing the synergy of the endocannabinoidome and gut microbiome in metabolic and mental health and by extension, in performance. This thesis brings together studies on this subject in addition to suggesting more ways to judiciously adjust physical activity and diet while respecting the gut microbiome-endocannabinoidome axis.

The objective of the current study was to determine the efficacy of 3% acetic acid in reducing Salmonella in pork trimming and the effects of such treatment on meat quality. For 15-s dipping and 5-log CFU/pork cube inoculation, only 0.2- to 0.3-log reduction was observed (P ≤ 0.026). Acetic acid worked best at 75 s and 50°C, providing 1.4-log reduction (P < 0.001), damaging Salmonella cell membranes. When an inoculated pork cube was placed at the geometrical center of 2.3-kg pork trimming, dipping at 50°C for 75 s only reduced Salmonella by 0.2 log (P = 0.040). Although dipping slightly increased lightness (P < 0.001) and decreased redness (P ≤ 0.008) on the meat surface, no inside color change was detected (P = 0.120). Neither lipid oxidation (TBARS, P = 0.644), protein solubility (P = 0.187), nor water-holding capacity (P = 0.076) were affected by treatments.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l’Université de Montréal / L'analyse saisonnière des lipides a été réalisée chez la pensée de mer afin de mieux définir son cycle reproducteur, et l'estradiol-17 β a été dosé simultanément pour déterminer son rôle éventuel dans la reproduction. Les gonades sont les tissus de la colonie qui étaient des plus riches en lipides, et dans les colonies les fluctuations de lipides totaux (LT) et d'acides gras totaux (AGT) suivaient un patron saisonnier. Dans un premier temps, les LT et les AGT augmentent faiblement entre mars et avril, puis de façon abrupte entre avril et mai, où LT et AGT culminent. Les quantités de LT et d'AGT diminuent d'abord lentement pendant les mois de ponte, de juin à août, puis plus rapidement après la saison de reproduction, en septembre et octobre, où ils retournent à leurs niveaux de base. Les variations de lipides indiquent que la reprise de la croissance sexuelle a lieu vers le mois de mars. Une accélération de la maturation sexuelle se produit entre avril et mai, juste avant la ponte qui débute en juin. Malgré ta baisse de LT et d'AGT en juin et août, le haut niveau de maturation semblent se maintenir. La chute plus marquée de LT et AGT en septembre et en octobre marque l'arrêt de la maturation des gonades et la fin de la ponte. L'analyse des acides gras (AG) par chromatographie en phase gazeuse a révélé, d'une part des variations saisonnières avec des spécificités liées au sexe, et d'autre part des différences de composition d'AG entre tissus somatiques et reproducteurs. Les acides gras polyinsaturés (AGPI) dominaient la composition des AGT de la colonie, incluant principalement l'acide arachidonique (AA) et l'acide eicosapentaénoïque (EPA). En dépit de la prépondérance de l'AA, te pourcentage d'EPA par rapport aux AGT était le plus variable au cours de l'année, et était carrelé avec le développement sexuel. Les variations du rapport des acides gras œ6 sur les acides gras co3 dans les colonies sont inversement carrelées avec l'accumulation de LT et d'AGT pendant l'année. Par conséquent, le rapport Ѡ6/ Ѡ3 semble être un bon indicateur de l'état de maturité sexuelle chez ta pensée de mer. L'EPA était incorporé en grande quantité dans les spermatophores le mois précédant l'atteinte de la maturité, alors qu'à la même période, les œufs accumulaient surtout de l'AA et secondairement de l'EPA. Les différences de composition en acides gras observées entre les gamétophores étaient reflétées dans la composition en acides gras des colonies entières. L'estradiol-17 β (E2) a été détecté à des niveaux variables selon la saison. L'implication d'E2 dans la reproduction de la pensée de mer est fortement suggérée par l'augmentation de sa concentration à deux moments critiques du cycle sexuel: au début de la maturation sexuelle en mars, et au moment de la ponte. Cependant, l'élévation du niveau d'E2 en juin était de loin supérieure dans les colonies femelles à celle rencontrée dans les colonies mâles. Il est possible qu'E2 stimule la reprise de la gamétogénèse en mars et accélère plus spécifiquement la maturation finale des œufs autour de la période de ponte. La concentration d'E2 plus élevée dans les tissus somatiques que dans les œufs au mois de mars, suggère que la synthèse d'Ez pourrait avoir lieu à l'extérieur des tissus reproducteurs. Sur ce point, une conclusion définitive ne pourra être tirée qu'en connaissant révolution du niveau d'E2 dans les différents tissus sur toute la période reproductrice. Cette étude est la première à avoir utilisé les lipides comme baromètre de la maturation sexuelle chez un anthozoaire (anémones et coraux). La présence d'estradiol-17 β chez la pensée de mer, et ses différences de sécrétions en fonction du sexe, apporte de nouvelles données sur la neuroendocrinologie des systèmes nerveux tes plus primitifs. Les fluctuations d'acides gras sont utilisées comme étalon chimique pour apprécier t'implication de l'E2 dans la maturation sexuelle.

Thèse ou mémoire avec insertion d'articles. / L'obésité est une maladie complexe qui cause de nombreux troubles physiopathologiques. La chirurgie bariatrique représente le meilleur traitement connu à ce jour contre l'obésité sévère. Parmi les chirurgies, celles dites hypoabsorptives telles que la dérivation gastrique Roux-en-Y (RYGB), la dérivation biliopancréatique avec commutation duodénale (BPD-DS), la dérivation duodéno-iléale simple avec gastrectomie verticale (SADI-S) sont les plus efficaces. Cependant les mécanismes impliqués dans les bénéfices métaboliques et la perte de poids à la suite de ces chirurgies restent mal compris. Le but de ce travail était d'approfondir la compréhension des mécanismes en nous focalisant sur (1) les rôles clés de certains acteurs intestinaux et moléculaires que sont le microbiote intestinal et ses produits dérivés tels que les acides gras à chaînes courtes (AGCC) et à chaînes ramifiées (AGCR) et (2) les liens entre les changements du microbiote intestinal et de l'endocannabinoïdome (eCBome). Des rats Wistar mâles nourris soit avec un régime standard de moulée de laboratoire, soit avec un régime riche en graisse ont été utilisés. Le poids corporel, la prise alimentaire, les niveaux de glucose, d'insuline et des hormones gastro-intestinales, glucagon-like peptide-1 (GLP-1) et peptide tyrosine tyrosine (PYY) ont été mesurés. La composition du microbiote intestinal ainsi que le contenu fécal et cécal en acides gras AGCC/R ont été étudiés avant et après les chirurgies. Les concentrations des médiateurs de l'eCBome ainsi que l'expression des gènes de l'eCBome ont été mesurées dans les différentes régions de l'intestin grêle. Comparées à la chirurgie restrictive gastrectomie verticale (SG), les chirurgies RYGB, BPD-DS, SADI-S ont entraîné une diminution du poids corporel, de la masse adipeuse, une amélioration du métabolisme du glucose et une augmentation des hormones GLP-1 et PYY. Ces effets étaient associés à des altérations du microbiote intestinal à la fois dans les fèces et dans les anses intestinales des rats nourris avec un régime standard ou avec un régime riche en graisse. Dans le premier cas, sous un régime riche en fibre et faible en graisse, nous avons observé une augmentation des proportions des bactéries du genre Bifidobacterium et une baisse des proportions des Clostridiaceae et des Peptostreptococcaceae. Dans le second cas, sous un régime riche en graisse, nous avons observé une hausse de l'abondance des Enterobacteriaceae, Sutterella et Clostridium. Ces changements dans la composition bactérienne de l'intestin ont donné lieu à une hausse de la production de propionate, butyrate, isobutyrate et isovalérate, laquelle fut associée à une augmentation de la sécrétion de PYY et aux effets métaboliques bénéfiques des chirurgies. D'autre part, les changements du microbiote intestinal étaient associés à des altérations des niveaux des médiateurs de l'eCBome qui, tous deux étaient corrélés aux améliorations des chirurgies BPD-DS et SADI-S. Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent un rôle clé du microbiote intestinal, des acides gras à chaîne courte et ramifiée et des médiateurs de l'eCBome tels que l'oleoyléthanolamide (OEA) dans les bénéfices des chirurgies hypoabsorptives. / Obesity is a complex disease that causes many pathophysiological disorders. Bariatric surgery represents the best treatment for severe obesity. Among the obesity surgeries, the hypoabsorptive ones, namely Roux-en-Y gastric bypass (RYGB), biliopancreatic diversion with duodenal switch (BPD-DS), single-anastomosis duodeno-ileal bypass with sleeve gastrectomy (SADI-S) are the most effective. However, the mechanisms involved in the metabolic benefits and weight loss following these surgeries remain poorly understood. The aim of this work was to further delineate the mechanisms where by hypoabsorptive bariatric procedures affect energy homeostasis by focusing on (1) the roles of intestinal and molecular players, namely the gut microbiota, its derivated products, including short-chain and branched-chain fatty acids (SCFAs and BCFAs), and (2) the links between changes in the gut microbiota and the eCBome. Male Wistar rats were fed either low-fat or high-fat diets. Body weight, food intake, glucose and insulin levels, gastrointestinal hormones, glucagon-like peptide-1 (GLP-1) and peptide tyrosine tyrosine (PYY) were measured. The composition of the intestinal microbiota as well as the fecal and cecal contents of B/SCFAs were studied before and after the surgeries. The concentrations of eCBome mediators as well as the expression of the eCBome genes were measured in the different regions of the small intestine. Compared to the vertical sleeve gastrectomy (SG), RYGB, BPD-DS, SADI-S surgeries resulted in decreased body weight and fat mass, improved glucose metabolism and increased GLP-1 and PYY hormones. These effects were associated with alterations in the gut microbiota in the feces and in the small intestines of rats fed low-fat diet or high-fat diet. In the former, we observed an increase in the proportions of bacteria of the genus Bifidobacterium and a decrease in the proportions of Clostridiaceae and Peptostreptococcaceae. In the latter, we observed an increase in the abundance of Enterobacteriaceae, Sutterella and Clostridium. These changes in the bacterial composition of the gut resulted in increased production of propionate, butyrate, isobutyrate and isovalerate, which were associated with an increased PYY secretion and the beneficial metabolic effects of surgery. Notably, changes in the gut microbiota were associated with altered levels of eCBome mediators, and both were correlated with metabolic improvements of the BPD-DS and SADI-S surgeries Overall, our results suggest a key role of the gut microbiota, SCFAs and BCFAs, and eCBome mediators such as oleoylethanolamide (OEA) in the benefits of hypoabsorptive surgeries

Cette étude s'inscrit dans le cadre d'un programme de recherche destiné à évaluer le potentiel de la biodésinfection anaérobie (BDA) pour lutter contre les champignons phytopathogènes du sol dans les fraisières. Elle avait pour objectifs de (1) caractériser les profils d'acides gras volatils (AGVs) obtenus suite à la BDA réalisée avec différentes matières organiques et (2) déterminer la fongitoxicité et la phytotoxicité des AGVs. La BDA du sol a été réalisée in vitro avec comme amendements organiques une variété de résidus lignocellulosiques et de sous-produits de l'industrie agroalimentaire largement disponibles dans la province de Québec. Les sols amendés en matière organique ont généralement présenté des valeurs négatives de potentiel redox après deux semaines de BDA. Les concentrations du sol en AGVs (acide acétique, butyrique, isobutyrique, propionique, valérique et isovalérique) et la concentration totale en AGVs ont varié selon l'amendement organique utilisé. Les concentrations totales en AGVs les plus élevées furent obtenues dans les sols amendés avec la mélasse, la drêche de brasserie ou le marc de pomme. L'exposition à l'acide acétique et à l'acide butyrique, aux concentrations obtenues dans les sols soumis à la BDA, fut létale pour Verticillium dahliae et Neopestalotiopsis rosae. Des plantules de fraisier (Fragaria × ananassa) transplantées dans le sol après la BDA ont développé des symptômes de phytotoxicité au niveau des feuilles et des racines. Les symptômes les plus intenses ont été observés dans les sols dont les concentrations totales en AGVs étaient les plus élevées. L'acide butyrique et l'acide acétique seraient responsables, à tout le moins en partie, des symptômes foliaires de phytotoxicité. Cette étude démontre que le type de matière organique incorporé dans le sol influence les profils d'AGVs obtenus suivant un traitement de BDA et que l'acide acétique et l'acide butyrique, les AGVs produits en plus grande quantité, sont fongitoxiques et phytotoxiques.

La consommation d'une diète riche en lipides et en sucre et à base de protéines de saumon hydrolysées améliore la sensibilité à l'insuline des rats Wistar comparativement aux rats consommant une diète à base de caséine. Cette amélioration de la sensibilité à l'insuline pourrait être expliquée par un plus faible gain de poids des animaux consommant la diète avec la protéine de saumon hydrolysée comparativement à l'autre diète diabétogénique. Comme aucune variation au niveau du poids des tissus adipeux viscéraux n'est remarquée chez ces animaux, l'hypothèse d'une augmentation de la dépense énergétique, due à la présence de composés tels que la calcitonine du saumon et les sels biliaires, pourrait être une explication possible à ce gain inférieur de poids corporel. Malgré un effet positif de cette protéine sur la sensibilité à l'insuline, cet effet n'est pas aussi remarquable que celui observé avec la protéine de morue dans une diète riche en lipides et en sucre, une étude réalisée précédemment dans notre laboratoire. Une explication possible de cette différence dans la protection de la sensibilité à l'insuline entre les deux diètes pourrait être la qualité de la protéine utilisée. Une partie de la protéine de saumon hydrolysée provient des viscères tandis que la protéine de morue provient entièrement de muscles. Par ailleurs, la consommation d'une diète riche en lipides et en sucre où 6% des lipides ont été remplacés par de l'huile de menhaden a démontré que ces rats ont une amélioration du profil glucidique et insulinémique comparativement aux animaux consommant la diète sans remplacement. La diminution de la phosphorylation de la protéine AKT sur le résidu serine 473 des foies de ces animaux comparativement aux animaux consommant une diète chow démontre que le foie n'est pas le tissu cible de cette amélioration du profil glucidique et insulinémique observée chez ces animaux. La baisse de poids des tissus adipeux viscéraux suggère que cette amélioration observée au niveau du métabolisme pourrait s'expliquer par l'implication des tissus périphériques. D'autre part, la consommation d'une diète riche en lipides et en sucre chez des rats Wistar où 6% des lipides ont été remplacés par de l'huile d'argan a démontré que cette huile n'exerce pas d'effet positif sur la sensibilité à l'insuline. De plus, les huiles d'argan et de menhaden n'ont pas d'effet notable sur la voie des MAPK.