Pour réduire la teneur en matière grasse des aliments, et suivre en cela les recommandations du Plan National Nutrition Santé, il est nécessaire de bien comprendre les mécanismes de la perception du gras. Dans ce contexte, ce travail de thèse avait pour objectif de contribuer à la compréhension de la perception du gras au travers de l’étude de la variabilité interindividuelle de la perception du gras et de la recherche de son origine.Pour cela, une approche pluridisciplinaire mêlant physico-chimie de molécules aromatiques à connotation grasse, physiologie orale des sujets, processus en bouche et perception sensorielle au cours de la consommation a été mise en place. Une attention toute particulière a été portée sur la composante olfactive de la perception du gras et en particulier sur la potentielle contribution des métabolites produits dans la cavité nasale de l’Homme à partir de composés volatils odorants. Ce travail montre que la réduction du taux de matière grasse dans un fromage blanc diminue la perception de l’arôme crème, augmente l’amertume et l’astringence et diminue le film gras perçu, confirmant ainsi le caractère multidimensionnel de la perception du gras. Il montre également que la perception du gras est liée à la teneur en lipide du tapissage en bouche ainsi qu’à la composition de la matrice en composés d’arômes.Il met en évidence trois groupes de sujets de sensibilité au gras significativement différents. Ces groupes présentent également des différences pour plusieurs paramètres physiologiques et anatomiques pouvant intervenir sur les sensations tactiles, gustatives et olfactives et donc potentiellement sur la perception du gras.Enfin, ce travail prouve l’existence, dans la muqueuse olfactive de l’Homme, d’enzymes capables de métaboliser les composés odorants en métabolites volatils eux-mêmes odorants susceptibles d’intervenir dans la perception du gras ou de la moduler. / To reduce the fat content in food products as recommended by the National Nutrition and Health Plan, it is necessary to understand the fat perception mechanisms. In this context, this thesis work aimed to contribute to the understanding of fat perception through the study of interindividual variability in fat perception and the research of its origin.For this purpose, a multidisciplinary approach combining physico-chemistry of “fatty” aroma molecules, subjects’ oral physiology, food oral processing and sensory perception during food consumption has been established. A particular focus has been done on the olfactory component of fat perception, especially on the potential contribution of the metabolites produced in the human nasal cavity from odorous volatile compounds.This work shows that reducing fat content in cottage cheese decreases the perception of the cream aroma, increases bitterness and astringency and decreases the perceived greasy film. The results confirmed the multidimensional nature of fat perception. This work also shows that fat perception is related to the lipid content of the mouth coating as well as the aroma compounds composition of the food matrix.It highlights three groups of subjects with significant difference in fat sensitivity. These groups also differ in several physiological and anatomical parameters which can impact tactile, taste and smell sensations and therefore potentially fat perception. Finally, this work proves the existence in the human olfactory mucosa of enzymes capable of metabolizing odorous compounds into volatile metabolites. These metabolites proved to be themselves odorants could be involved in fat perception or its modulation.

Alpha-tocopherol, the most abundant form of vitamin E in man, is transported in the circulation by plasma lipoproteins. It plays important roles, not only in preventing lipid peroxidation, but also in modulating several cell functions such as cell signaling and gene expression. While chylomicrons transport dietary alpha-tocopherol after intestinal absorption, LDL and HDL are the major carriers of alpha-tocopherol in fasting plasma and largely contribute to its delivery to cells and tissues. Exchanges of alpha-tocopherol occur between plasma lipoproteins. In addition, alpha-tocopherol transfers have also been observed, in both directions, between plasma lipoproteins and artificial chylomicrons such as intravenous lipid emulsion particles used in parenteral nutrition. In acute conditions, intravenous supply of vitamin E via lipid emulsions, which bypasses the intestinal tract, may offer some advantages over oral administration to rapidly increase alpha-tocopherol plasma concentration. However, many questions remain unanswered regarding kinetics and factors facilitating vitamin E exchanges between lipid emulsions and plasma lipoproteins. The first part of this work aimed at characterizing alpha-tocopherol transfers between alpha-tocopherol rich emulsion particles and plasma lipoproteins as well as the potential for plasma proteins to modulate such transfers. An in vitro model of incubation was used in which emulsion triglyceride concentration was relatively low and lipoprotein levels comparable to those commonly found in the circulation. Results indicate a high capacity for LDL and HDL to acquire extra-amounts of alpha-tocopherol by rapid mass transfers from alpha-tocopherol-rich emulsion particles. Data further shows that, at a fixed alpha-tocopherol concentration provided by emulsion particles, the limiting factor for alpha-tocopherol enrichment is not the capacity of plasma lipoproteins to accommodate extra-amounts of alpha-tocopherol but the facilitating effect of plasma proteins on alpha-tocopherol transfer, the duration of the incubation and possibly the competition between different acceptor particles. Two lipid transfer proteins, PLTP and CETP, appear to largely mediate facilitation of alpha-tocopherol transfer; however, other plasma proteins may be involved. Data further shows that alpha-tocopherol enriched LDL and HDL can readily transfer newly acquired alpha-tocopherol to cells, without any regulation by plasma proteins.<p>Short-term prophylactic vitamin E supplementation has been suggested to be beneficial in some patients in acute conditions who present reduced plasma vitamin E concentrations in association with important changes in plasma lipids and severe oxidative stress. However, it was not clear whether low plasma vitamin E concentration in critically ill patients is related to changes in the composition of plasma lipoproteins or to a decrease in the number of alpha-tocopherol carriers. In the second part of this work, two clinical studies were conducted to analyze changes of lipoprotein concentration and composition in relation to inflammatory reaction and oxidative stress in selected subgroups of critically ill patients, namely patients undergoing cardiac surgery with different procedures. Important changes in LDL and HDL lipid content were observed, some of which contrast with previous observations made in critically ill septic patients. The reduced plasma level of alpha-tocopherol measured after cardiac surgery is entirely due to a reduced number of circulating LDL and HDL particles. Data suggests that such reduced number in alpha-tocopherol carriers post-surgery may impede the delivery of alpha-tocopherol to cells in conditions of increased requirements due to oxidative stress. Avoidance of extracorporeal circulation during cardiac surgery does not reduce inflammation-related changes in plasma lipids but largely prevents oxidative stress. This data on changes occurring in plasma lipoproteins may help to better define strategies against pro-inflammatory changes or oxidative stress. If further studies would confirm a clinical benefit with evidence-based rationale, alpha-tocopherol enriched lipid emulsions may be used to guarantee a sufficient alpha-tocopherol supply in acute conditions associated with fewer alpha-tocopherol transporters and increased requirements due to high risk of oxidative tissue injury.<p> / Doctorat en Sciences biomédicales et pharmaceutiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Le cuivre (Cu) est un nutriment essentiel à la vie des organismes mais aussi, lorsqu’il est présent en excès, un constituant toxique de la cellule. Pour faire face à des concentrations élevées en Cu dans l’environnement, les plantes ont développé des mécanismes complexes d’homéostasie et de tolérance au Cu. L’objectif de ce travail est d’apporter une contribution à la compréhension de ces mécanismes en utilisant la plante modèle Arabidopsis thaliana. Dans un premier temps, nous avons montré que l’excès de Cu2+ entraînait une réorganisation de l’architecture du système racinaire caractérisée par une inhibition de la croissance de la racine primaire et l’augmentation de la densité de racines latérales. Nous avons mis en évidence plusieurs processus métaboliques qui pourraient être impliqués dans cette réorganisation, tels que des changements dans l’homéostasie minérale, le statut hormonal, et la production de lignine. Une approche de génétique classique a ensuite été entreprise afin de mieux comprendre les composants moléculaires impliqués dans cette réponse. Un criblage de mutants a été effectué sur excès de Cu2+ dans le but d’isoler des mutants présentant un phénotype racinaire altéré par le Cu2+. Un mutant sensible au Cu2+ (appelé cop29) a été sélectionné en raison de sa forte inhibition de croissance racinaire sur excès de Cu2+. Le clonage positionnel du mutant, combiné avec des approches génomiques, a permis d’identifier le gène At3g14190 comme étant le gène muté responsable du phénotype de cop29. Ce gène encode une protéine de fonction encore inconnue. La caractérisation phénotypique de cop29 a révélé que le mutant était également sensible à l’excès de Zn2+, Mn2+ et Na+. De plus, nous avons montré qu’en présence d’un excès de Cu2+ ou de NaCl le mutant présentait des concentrations en K+ significativement plus faibles que le type sauvage. Etant donné que le maintien de l’homéostasie du K+ joue un rôle essentiel dans la tolérance des plantes à l’excès de Cu ou de NaCl, nous avons émis l’hypothèse que ces faibles concentrations en K+ pourraient être la cause du phénotype de cop29. Par ailleurs, l’utilisation des banques de données génomiques et protéomiques a mis en avant que la protéine COP29 pourrait également jouer un rôle dans la régulation du cycle cellulaire. Les perspectives consisteront à découvrir la fonction de la protéine COP29 et contribueront ainsi à mettre en évidence un nouveau composant moléculaire impliqué dans la tolérance des plantes aux stress. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Les phosphoinositides (PI) sont impliqués dans de nombreux processus biologiques cellulaires, tels que la régulation du cytosquelette d'actine, le trafic vésiculaire membranaire et les voies de signalisation médiées par des récepteurs membranaires. Le métabolisme des phosphoinositides est un processus hautement régulé par un ensemble de PI-kinases et PI-phosphatases. Des mutations dans ces enzymes sont associées à des maladies tels que le syndrome de Lowe, le diabète de type 2, les désordres bipolaires et le cancer.<p>\ / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L’anorexie mentale (AN), un trouble du comportement alimentaire multifactoriel, se traduit par une perte de poids. La sévère dénutrition retrouvée dans l’AN est associée à des altérations métaboliques induisant une dérégulation de l’axe intestin cerveau. Les mécanismes physiopathologiques sont encore mal connus. Le travail de cette thèse était de mieux appréhender les dysfonctions de l’axe intestin cerveau en évaluant le métabolisme protéique de divers tissus (hypothalamus, côlon et estomac) dans un modèle murin d’anorexie par une approche protéomique. Le premier travail a permis de mieux caractériser le modèle d’anorexie nommé activity-based anorexia (ABA) en fonction du sexe. Puis les différentes analyses protéomiques ont permis de constater une adaptation tissu dépendant des mécanismes régulant l’équilibre énergétique, avec une activité cérébrale potentiellement augmentée au détriment des fonctions digestives. Chez les souris femelles ABA, il a été constaté une augmentation d’expression de protéines mitochondriales au niveau de l’hypothalamus et à l’inverse, une diminution du métabolisme protéino-énergétique au niveau colique avec un rôle de la voie de signalisation mTOR. L’autophagie était augmentée dans ces deux tissus. Ensuite, nous avons démontré un ralentissement de la vidange gastrique secondaire à la dénutrition, et l’analyse protéomique a permis de constater une augmentation du stress oxydant au niveau de l’antre des souris ABA femelles. Ces altérations peuvent contribuer aux troubles fonctionnels gastro intestinaux. En conclusion, nos études soulignent des mécanismes d’adaptation tissu dépendants dans l’anorexie, qui devront être ultérieurement approfondis. / Anorexia nervosa, a multifactorial eating disorder, is a major public health problem and results in a severe body weight loss. The severe malnutrition observed in anorectic patients is associated with metabolic alterations inducing disturbance of the gut-brain axis. However, involved mechanisms remained poorly understood. The aim of the present thesis was to better understand the alterations of the gut-brain axis in the activity-based anorexia (ABA) model by evaluating the protein metabolism of various tissues (hypothalamus, colon and stomach) by proteomic approach. Firstly, we have better characterized the response to ABA model according to sex. Then, different proteomic analyses were performed using female C57BL/6 mice. Our results revealed a tissue-dependent adaptation of protein and energy metabolism with an increased hypothalamic activity and a decrease in the gastrointestinal tract. Indeed, ABA mice exhibited an increased expression of proteins involved in mitochondrial metabolism at the level of the hypothalamus, and conversely a decrease of proteins involved in protein and energy metabolism in colonic mucosa with a key role of the mTOR signaling pathway. Both in hypothalamus and colon, autophagy was increased. We were also able to show that gastric emptying was delayed in ABA mice that is mainly due to malnutrition. In addition, proteomic analysis revealed an increase in gastric oxidative stress in female ABA mice. These alterations may contribute to the gastrointestinal functional disorders frequently described in anorexia nervosa. In conclusions, our study underlined tissue-dependent adaptive metabolic process during anorexia that should be further explored.

Le stress gastro-intestinal représente une condition physiologique cruciale rencontrée par les bactéries probiotiques durant le transit digestif. En effet, ces bactéries ingérées doivent survivre et exprimer leurs fonctions métaboliques spécifiques sous les conditions acides dans l'estomac, et en présence de bile dans l'intestin. Dans le cadre de ce projet de maîtrise, nous proposons d'étudier l'effet d'un stress gastro-intestinal sur la capacité de certaines souches de bactéries lactiques et probiotiques à produire leur bactériocines. Deux souches commerciales à savoir Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis UL719 et Pediococcus diacetilactici UL5, et une souche récemment isolée et caractérisée à partir de fèces de nouveaux- nés à savoir Bifidobacterium thermophilum RBL67, souches productrices de la nisine Z, de pediocine PA-1 et de composés anû-Listeria, ont été utilisées respectivement. Dans un premier temps, l'effet du pH acide (pH 2.0), de la bile (0.3%) de même que leur combinaison (acide/bile) sur la capacité de ces souches à produire leurs substances inhibitrices ont été testées dans un milieu simulant le suc gastrique et intestinal. Deuxièmement et afin de confirmer la capacité de Lac. diacetylactis et de B. thermophilum à survivre et à produire des bactériocines durant le stress gastro-intestinal, les résultats obtenus ont été confirmés en utilisant un simulateur dynamique in vitro du tube digestif (modèle TIM-1). Les deux souches ont montré une résistance à l'acide gastrique. Cependant, leur survie a été réduite dans le duodénum due à la présence de bile. Lac. diacetylactis UL719 était beaucoup plus tolérante à la bile que B. thermophilum RBL67. Des colonies dans chaque compartiment ont été isolées afin d'évaluer l'impact du stress gastro-intestinal sur la capacité des souches testées à produire des acides organiques et des bactériocines. Les résultats ont indiqué que le passage sur le modèle gastro-intestinal et l'exposition à différentes conditions de stress n'ont pas affecté la production d'acides organiques et de bactériocines par les deux souches testées.

Des études ont montré que la substitution, par le tourteau de canola (TC), d’autres sources protéiques augmente la production laitière des vaches d’en moyenne 1 kg/j. Par contre, les prédictions des protéines métabolisables (PM), en utilisant le modèle du NRC (2001), laissent penser que l'inclusion de TC diminue l’approvisionnement en PM pour les vaches. Une différence majeure entre le tourteau de soya (TS) et le TC est la valeur de la digestibilité intestinale estimée dans le modèle du NRC (2001): la digestibilité du TC est de 75 % contre 93 % pour le TS. Cela pourrait être dû à une sous-estimation de la digestibilité avec la technique de sachets mobiles. Ainsi, notre objectif était d'évaluer la digestibilité des protéines non dégradées dans le rumen par la méthode conventionnelle des sachets mobiles et par l’enrichissement avec le¹⁵N. Quatre vaches munies d’une fistule ruminale et d’une canule duodénale ont été nourries avec : deux sources de tourteau de canola, une commerciale (TCC) et l’autre marquée avec ¹⁵N(TCM), et du tourteau de soya (TS). Les résultats montrent qu’il n’y a aucune différence significative dans la dégradabilité effective de la protéine brute entre le TS, le TCC et le TCM (63,5 %, 62,8 % et 63,1 %, erreur standard moyen (ESM) = 2,47, respectivement). Pour la digestibilité intestinale de la protéine brute, aucunedifférence n’a été observéeentre les deux méthodes citées pour le TCM (76,1 %, et 70,04 %, ESM = 0,2, respectivement). Par contre, les résultats indiquent un effet significatif de la taille des pores des sachets sur la digestibilité intestinale. Comme nos résultats montrent qu’il n’y a pas une sous-estimation de la digestibilité, plusieurs questions se posent sur le profil des acides aminés du TC qui pourrait être responsable de la réponse positive sur la production laitière de substitution d’autres sources protéiques. / Many studies have shown that substituting canola meal (CM) to other protein sources in dairy cows, increases milk production average by 1 kg/d. Contrariwise, the predictions of metabolizable protein, using the model of the NRC (2001), showed that the inclusion of CM decreases the predicted availability of metabolizable protein for cows. A major difference between soybean meal (SBM) and CM is the value of the estimated intestinal digestibility in the model of NRC (2001): the intestinal digestibility of CM is 75% against 93% for SBM. This could be caused by an underestimation of the intestinal digestibility with the mobile bags technique. Then, the goal of this study was to evaluate intestinal digestibility of the undegraded protein by the conventional method of mobile bags and ¹⁵N method. Four cows equipped with ruminal fistula and duodenal cannula were fed with: two sources of canola, commercial canola meal (CCM), and the other canola meal labelled with¹⁵N (LCM), and a commercial soybean meal (SBM). Results showed that there is no significant difference in the effective degradability of CP for SBM, CCM and LCM (63.5%, 62.8% and 63.1%, standard error of the mean (SEM) = 2.47, respectively). For intestinal digestibility of the crude protein CP, there was no difference between the method of mobile bags and ¹⁵N method for the LCM (76.1%, 70.04%, SEM= 0.2, respectively). Contrariwise, the results indicate a significant effect of bag pore size on the intestinal digestibility. As our results show that there is no underestimation of digestibility, several questions arise on the amino acid profile of the CM that may be responsible for the positive response in milk production of substituting CM to other protein sources.

Ce mémoire présente les travaux dont l'objectif était de comparer les effets de la protéine de morue à ceux d'autres protéines animales sur la sensibilité à l'insuline, le métabolisme du glucose et divers marqueurs cardiovasculaires chez des femmes présentant un syndrome des ovaires polykystiques. Neuf femmes ont consommé pendant trois mois un régime alimentaire semi-contrôle incluant un repas par jour composé de protéine de morue et un régime similaire contenant des protéines provenant du boeuf, du porc, du veau, des oeufs et des produits laitiers (BPVOL), dans un dispositif de type chassé-croisé. Durant le test d'hyperglycémie provoquée par voie orale (HGPO), les niveaux de glucose et d'insuline étaient abaissés principalement au cours des 30 premières minutes suite à la consommation de protéine de morue comparativement aux autres protéines animales. La sensibilité à l'insuline et le profil lipidique sont demeurés inchangés. Nos résultats suggèrent qu'au cours de la phase initale d'un HGPO, la consommation d'un repas de morue par jour peut entraîner une meilleure réponse glycémique et insulinémique chez ces femmes.

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.

Le rôle des protéines avec un motif TerD est depuis toujours insaisissable. La séquence en acides aminés qui correspond au motif TerD est répandue dans les génomes de plusieurs espèces bactériennes. Les recherches effectuées dans le cadre de ce doctorat avaient pour objectif d’identifier le rôle du gène tdd8 (SCO2368) qui code pour une protéine avec un motif TerD chez Streptomyces coelicolor. Sur la base d’une étude comparative du transcriptome de souches présentant une expression différentielle de tdd8, il a été possible de déterminer l’implication de tdd8 dans plusieurs systèmes de régulation. Les résultats obtenus ont permis d'établir que le niveau d’expression de tdd8 peut jouer un rôle dans le mécanisme de la différenciation morphologique et de la sporulation, dans le métabolisme de l’azote et dans l’équilibre redox. La protéine Tdd8 semble avoir un rôle dans divers processus cellulaires de par son implication dans l’homéostasie du calcium intracellulaire qui a été démontrée dans cette étude. Parmi les gènes qui semblent affectés par le taux d’expression de tdd8, ces recherches ont identifié un regroupement de gènes impliqués dans la réponse au stress redox. La plupart de ces gènes sont positionnés sur deux loci et leur expression implique un système de régulation analogue au régulon DosR retrouvé chez Mycobactérium tuberculosis. La croissance de la souche M145 de S. coelicolor en conditions de stress (hypoxie et présence d’oxyde nitrique) a permis de confirmer l’induction de ces gènes et des recherches bioinformatiques ont permis d’identifier un motif de liaison DosR dans les séquences qui précèdes la région codante de plusieurs gènes situés dans les deux loci identifiés. Les recherches ont également permis une meilleure caractérisation du métabolisme de l’azote et notamment une implication de tdd8 dans la régulation de ce métabolisme. Ces travaux s’inscrivent dans un processus de recherche fondamentale qui permet de mieux comprendre le rôle des protéines avec un motif TerD.