Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Malgré la recherche intensive sur l'obésité et son étiologie, la prévalence de celle-ci continue d'augmenter de manière alarmante. L'obésité est un facteur de risque pour de nombreuses conditions, y compris la résistance à l'insuline (IR) et la stéatose hépatique non alcoolique (NAFLD). De ce fait, l'obésité réduit considérablement l'espérance et la qualité de vie et fait pression sur la société en induisant des dépenses de santé ainsi que la stigmatisation des personnes obèses. Au cours des dernières décennies, le déclin de la santé intestinale induit par l'obésité a été impliqué dans l'induction de conditions associées à l'obésité. Cela comprend des changements dans la composition du microbiote intestinal, le développement de l'inflammation intestinale et une réduction de la fonction de la barrière intestinale. La connaissance croissante du rôle intestinal dans les conditions associées à l'obésité amène une approche émergente pour cibler ces effets en réduisant les comorbidités. Le succès des nouvelles thérapies utilisant cette approche est cependant compliqué dû aux influences multidirectionnelles hôte-microbe et à l'induction de cycles vicieux, ce qui rend une caractérisation approfondie nécessaire pour améliorer cette approche. Cette thèse vise à caractériser l'efficacité de nouveaux modulateurs de la santé intestinale, dérivés de l'humain ou de microbes, dans la prévention ou le traitement de l'obésité, IR et NAFLD en utilisant des modèles murins d'induction de l'obésité par la diète (DIO). Cette caractérisation vise en outre à élargir les connaissances actuelles sur le rôle de l'intestin dans l'obésité et à nuancer la compréhension actuelle de l'interaction hôte-microbe pour aider les recherches futures dans le domaine et le développement de nouvelles thérapies contre l'obésité, IR et NAFLD. Les deux premiers chapitres tournent autour des effets des peptides de défense de l'hôte (HDP). Dans le chapitre 1, le traitement de HD-5 chez des souris obèses pendant 10 semaines alors qu'elles étaient continuellement nourries avec une diète riche en gras (HFD) n'a pas changé le phénotype obèse mais a réduit la dyslipidémie, amélioré la sensibilité à l'insuline et réduit les marqueurs NAFLD associés à une modification de la composition du microbiote intestinal par rapport au véhicule. Le deuxième chapitre étudie la capacité d'un autre HDP, un lysozyme d'origine fongique, dans la prévention de DIO. Le lysozyme a empêché la perméabilité intestinale induite par HFD et l'empiètement du microbiote bien que cela n'ait induit qu'une amélioration mineure de l'homéostasie du glucose et qu'aucune différence d'obésité ou de NAFLD n'a été observée. Nous avons ensuite davantage étudié les améliorations intestinales par le lysozyme dans un autre modèle de souris et constaté qu'il pouvait prévenir la colite induite chimiquement. Dans les deux modèles DIO et colite, les effets bénéfiques du lysozyme étaient associés à des changements dans la composition du microbiote intestinal qui étaient comparables. Le troisième chapitre évalue l'efficacité de deux probiotiques Lactobacillus dans la prévention des DIO, IR et NAFLD. Nous avons utilisé deux régimes obésogènes différents et démontré que l'effet de chaque probiotique sur les paramètres mesurés dépendait fortement du régime alimentaire. Cela inclue l'effet du probiotique contre l'obésité, le développement de IR et NAFLD, tandis que nous avons également observé des effets dépendants de la diète sur la composition du microbiote intestinal et la régulation des acides biliaires hépatiques et intestinaux. L'étude a ainsi révélé un lien étroit avec les composantes alimentaires et l'efficacité du traitement non caractérisé auparavant, ce qui doit être pris en compte lors de la recherche préclinique sur des modèles animaux et lors de l'évaluation de l'efficacité de nouveaux traitements chez l'humain. Collectivement, les études ont démontré que les modulateurs de la santé intestinale sont une approche viable pour induire des effets bénéfiques sur l'obésité, IR et NAFLD. Nous avons entre autres observé que les comorbidités associées à l'obésité pourraient être réduites même sans affecter l'obésité, et qu'une grande amélioration de la santé intestinale ne pouvait pas toujours induire des avantages considérables sur l'obésité ou les IR et NAFLD associés, nuançant davantage la compréhension du rôle intestinal dans ce contexte. Cette interaction complexe rend les mécanismes exacts incertains et donc si les effets se produisent directement par le maintien de la santé intestinale ou par des modes d'action indirects devra être démêlé davantage dans des études futures. / Despite intensive research in obesity and its etiology the obesity prevalence is increasing alarmingly worldwide. Obesity is an established risk factor for numerous conditions including insulin resistance (IR) and non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). As a result, obesity decreases life and health expectancy substantially and poses an increasing toll on society with greater health care expenses and stigmatization of individuals with obesity. The last few decades obesity-induced decline in intestinal health has been implicated in the induction of obesity-associated conditions. This includes changes in gut microbiota composition, development of intestinal inflammation, and reduced gut barrier function. The increasing knowledge of the intestinal role in obesity-associated conditions provides an emerging approach to target these effects to reduce the downstream maladies from obesity. The success of novel therapies using this approach is, however, complicated by multidirectional host-microbe influences and induction of vicious cycles making further characterization urgently needed to improve this approach. This thesis aims to characterize the efficacy of novel gut health modulators derived from human or microbes in the prevention or treatment of obesity, IR, and NAFLD using mouse models of diet-induced obesity (DIO) to assess the efficacy in vivo. This characterization further aims to expand the current knowledge of the role of the gut in obesity and nuance the current understanding of host-microbe interplay to aid future research in the field and development of novel therapeutics against obesity, IR, and NAFLD. The first two chapters revolves around the effects of the host defense peptides (HDPs) human alpha defensin 5 (HD-5) and a fungal lysozyme. In chapter 1, treating already obese mice with HD-5 for 10 weeks while they were continuously high fat diet (HFD)-fed did not change the obese phenotype yet reduced dyslipidemia, IR, and NAFLD markers associated with a change in gut microbiota composition compared to vehicle-treated controls. The second chapter investigates the capability of another HDP, a lysozyme of fungal origin, in the prevention of DIO. The lysozyme prevented HFD-induced intestinal permeability and microbiota encroachment although this only induced a minor improvement in glucose homeostasis while no difference in obesity or NAFLD was observed. We further challenged the intestinal improvements by the lysozyme and found the lysozyme could prevent chemically induced colitis in a different mouse model. In both the DIO and colitis models the beneficial effects of lysozyme was associated with changes in gut microbiota composition that were comparable to some extent. Finally, the third chapter assesses the efficacy of two probiotic Lactobacillus strains in prevention of DIO, IR, and NAFLD. We used two different obesogenic diets and demonstrated that the effect of each probiotic strain on the measured parameters was highly dependent on diet. This included the probiotic effect of obesity, IR, and NAFLD development while we additionally observed diet-dependent effects on gut microbiota composition and hepatic and intestinal bile acid regulations. The study thus revealed a close connection to the dietary components and the efficacy of the treatment not previously characterized, which should be considered when conducting preclinical research in animal models and when evaluating efficacy of novel treatments in humans. The studies collectively demonstrated that gut health modulators in the form of HDPs or probiotics is a viable approach to induce beneficial effects on obesity, IR, and NAFLD. We further described obesity-associated comorbidities could be reduced even without affecting obesity, and that great improvement of intestinal health could not always induce extensive benefits on obesity or associated IR and NAFLD further nuancing the understanding of the intestinal role in this setting. This complex interplay makes the exact modes of actions unclear and thus whether the effects occur directly through the maintenance of intestinal health or by indirect modes of action is to be disentangled further in future studies.

Devant la difficulté à contrôler l'épidémie d'obésité à l'aide de recommandations ciblant les individus, les acteurs de la santé publique et de l'aménagement du territoire suggèrent que le milieu résidentiel pourrait être une échelle d'intérêt pour planifier des interventions qui favoriseraient un poids corporel favorable à la santé. Cependant, malgré plusieurs années de recherche à ce sujet, il est encore difficile d'identifier les caractéristiques des milieux résidentiels qui sont associés à l'obésité et de nombreux auteurs suggèrent d'utiliser des devis longitudinaux tenant compte du parcours de vie des individus. Cette thèse propose d'explorer le concept de trajectoire comme avancée méthodologique pour intégrer le parcours de vie et l'exposition à long terme à la défavorisation des milieux résidentiels et ultimement, mieux décrire l'association entre ceux-ci et l'obésité. Les premier et deuxième chapitres présentent les résultats d'une revue de la littérature de type « scoping review » ayant pour objectif d'identifier les études utilisant des devis longitudinaux pour mesurer l'association entre les milieux résidentiels et l'obésité. En plus de recenser le nombre d'articles publiés et d'en résumer qualitativement les résultats, cette revue de la littérature identifie trois (3) types de devis longitudinaux : ceux ayant plusieurs mesures de l'exposition et cherchant à évaluer l'effet du parcours de vie, ceux ayant plusieurs mesures de l'obésité et cherchant à contrôler pour l'autosélection et ceux qui, en utilisant plusieurs mesures de l'exposition et de l'obésité, combinent ces deux approches. Appuyé par les résultats de la revue de littérature, le troisième chapitre décrit la construction d'un indicateur de la trajectoire de défavorisation du milieu résidentiel à l'aide de l'analyse de séquence. Cet indicateur permet de classer les individus faisant partie de la première phase de la Cohorte TorSaDE en neuf (9) trajectoires de défavorisation du milieu résidentiel. La trajectoire attribuée aux individus décrit l'ordre et l'accumulation de l'exposition à la défavorisation du milieu résidentiel. Un modèle logistique est aussi utilisé pour identifier les caractéristiques sociodémographiques individuelles qui influencent l'appartenance à l'une ou l'autre des neuf trajectoires. Enfin, la quatrième partie de cette thèse utilise un modèle logistique pour mesurer l'effet des trajectoires de défavorisation du milieu résidentiel sur le risque de vivre avec l'obésité dans un échantillon d'adultes faisant partie de la cohorte TorSaDE. En contrôlant pour certaines caractéristiques individuelles, les résultats indiquent que les femmes ayant des trajectoires incluant des milieux résidentiels défavorisés et qui n'ont jamais vécu dans des milieux résidentiels favorisés sont plus susceptibles de vivre avec l'obésité que les femmes ayant une trajectoire incluant seulement des milieux favorisés. Dans le cas des hommes, aucune trajectoire de défavorisation n'est plus associée à l'obésité qu'une autre. En somme, les résultats de cette thèse appuient les résultats de recherches antérieures suggérant que la défavorisation du milieu résidentiel a une influence sur la survenue de l'obésité chez les femmes, mais que cet effet est moins fort sinon nul chez les hommes, et ce, particulièrement lorsqu'un indicateur tenant compte du parcours de vie est utilisé. La conclusion de la thèse recommande 1) l'identification d'interventions réduisant les inégalités sociales en lien avec l'obésité appuyées par des politiques intersectorielles, 2) la création de trajectoires de l'environnement bâti pour la recherche et 3) la mesure de l'effet des trajectoires de défavorisation des milieux résidentiels sur d'autres états de santé que l'obésité. / Given the difficulty of controlling the obesity epidemic with recommendations targeting individuals, public health and land-use planning actors suggest that the neighborhood could be a scale of interest for planning interventions that would promote a healthy weight status. However, despite several years of research on this subject, it is still difficult to identify the characteristics of residential environments that are associated with weight. Since most studies are cross-sectional and obesity is a long-term developing health issue, many authors suggest using longitudinal designs that take into account the life course of individuals. This thesis proposes to explore the concept of exposure trajectory as a methodological advance to integrate life course and long-term exposure to the measurement of residential environments and ultimately to better describe the association between these potential influencing factors and obesity. The first and second chapters present the results of a scoping review of the literature with the objective of identifying studies using longitudinal designs to measure the association between neighborhoods and obesity. In addition to counting the number of published articles and summarizing their results qualitatively, this literature review identifies three (3) types of longitudinal designs : those with multiple measures of exposure and seeking to assess the effect of the life course, those with multiple measures of obesity and seeking to control for self-selection, and those that, using multiple measures of exposure and obesity, combine these two approaches. Supported by the results of the literature review, the third chapter describes the construction of an indicator of neighborhood deprivation trajectory using sequence analysis. This indicator classifies the individuals in the first phase of the TorSaDE Cohort into nine (9) trajectories of neighborhood deprivation. The trajectory assigned to individuals describes the order and accumulation of exposure to neighborhood deprivation. A logistic model is also used to identify individual socio-demographic characteristics that influence membership in any of the nine trajectories. Finally, the fourth part of this thesis uses a logistic model to measure the effect of neighborhood deprivation trajectories on obesity in a sample of adults in the TorSaDE cohort. Controlling for certain individual characteristics, the results indicate that women with trajectories that include neighborhood deprivation and who have never lived in advantaged neighborhoods are more likely to live with obesity than women with trajectories that include only privileged neighborhoods. For men, no one deprivation trajectory is more associated with obesity than another. In sum, the results of this thesis support previous research findings suggesting that neighborhood deprivation has an influence on the occurrence of obesity in women, but that this effect is less strong or absent in men, particularly when a life course indicator is used. The conclusion of the dissertation recommends 1) identifying interventions that reduce social inequalities related to obesity supported by intersectorial policies, 2) creating trajectories of the built environment, and 3) measuring the effect of trajectories of disadvantage in residential environments on health states other than obesity.

L’obésité est un trouble de santé épidémique à l’échelle mondiale dont la prévalence a doublé dans les quarante dernières années. Bien que l’obésité soit largement multi-déterminée, un débalancement entre une saillance motivationnelle accrue envers des stimuli de nourriture, que l’on pourrait également appeler craving pour la nourriture, et un contrôle comportemental plus faible, sous-tendu par des fonctions exécutives sous-optimales, pourrait contribuer au phénotype de l’obésité. Les données suggèrent que ce débalancement serait potentialisé par le stress, hautement associé à l’obésité. Bien que le craving pour la nourriture et la perturbation des fonctions exécutives soient de mieux en mieux compris dans le contexte de l’obésité, leur interaction ainsi que leur impact sur les comportements alimentaires, notamment en situation de stress, demeurent nébuleux. La thèse avait donc pour objectif de clarifier ces interrelations, dans un premier temps sans la contribution du stress, et dans un deuxième temps avec celle-ci. Pour ce faire, une première étude expérimentale a été effectuée auprès de participants ayant un indice de masse corporelle (IMC) allant d’un poids santé à l’obésité de classe 3. Les résultats montrent une association négative entre le craving pour la nourriture de type état et les fonctions exécutives. Plus spécifiquement, une faible flexibilité cognitive est associée à un craving élevé pour la nourriture, lequel prédit une consommation de nourriture malsaine plus grande, alors qu’aucune relation n’a été établie avec la nourriture saine. Par la suite, dans une deuxième étude expérimentale, un stresseur social aigu a été induit auprès departicipants ayant un IMC variant entre un poids santé et l’obésité de classe 2. Les résultats obtenus indiquent que le craving pour la nourriture prédit positivement la consommation de nourriture. Enfin, le stress prédit également l’augmentation du craving pour la nourriture dans une interaction complexe avec les fonctions exécutives et l’IMC. Précisément, le stress augmente le craving pour la nourriture lorsque les fonctions exécutives sont faibles et l’indice de masse corporel est élevé. Dans l’ensemble, les résultats de la présente thèse soulignent l’importance du craving pour la nourriture, des fonctions exécutives, du stress et de l’interaction entre ces variables dans la compréhension clinique de l’obésité. Il en résulte ainsi une compréhension plus globalede cette condition de santé, ce qui permettra d’orienter les futures interventions dans le domaine. En effet, l’ensemble des résultats obtenus soulève la pertinence d’ajouter certaines composantes au traitement comportemental classique, tel que des interventions ciblant le craving pour la nourriture, les fonctions exécutives ou encore le stress chez une population de personnes cliniquement obèses. En somme, la thèse offre des pistes de recherches futures afin d’améliorer et de diversifier les options thérapeutiques disponibles pour traiter l’obésité. / Obesity is a worldwide epidemic health condition whose prevalence has doubled over the last forty years. It is a multifactorial disease and thus many factors are involved. Among them, an enhanced motivational drive towards food, namely food craving, and a reduced behavioral control over food intake through poor executive functions have been observed. These characteristics, taken together, lead to a lack of self-regulation toward food and could, therefore, contribute to the obesity phenotype. Moreover, the imbalance between food craving and executive functions is promoted by stress, which is also associated with obesity. Even though food craving and executive functioning are now better understood in the context of obesity, their interaction as well as their impact on eating behaviors, particularly in relation to acute stress, remain unclear. Thus, the objective of this thesis was to clarify these interrelations, firstly without the contribution of stress, and secondly with this contribution. To do so, a first experimental study has been conducted with participants whose BMI were ranging between a healthy weight and class 3 obesity. The results from this study showed a negative association between state food craving and executive functions. Specifically, a low cognitive flexibility was associated with a high food craving following induction. Moreover, the latter was also predictive of a higher junk food intake but showed no relationship with healthy food intake. In the second experimental study, where participants with BMI ranging from a healthy weight to class 2 obesity were enrolled, an acute social stressor was induced. Results from this study showed that food craving positively predicted food intake. Finally, stress predicted food craving increase following induction in a complex interaction with executive functions and BMI. Specifically, stress enhanced food craving when executive functions werelow and BMI was high. Taken together, these results shed some light on the importance of food craving, executive functions, stress and the interaction of these variables in the clinical understanding of obesity. Furthermore, it allows a more global comprehension of this health condition, which could lead to new interventions. Indeed, the thesis discusses the relevance of integrating new components into classic behavioural treatment for obesity such as interventions targeting food craving, executive functions or stress in a clinical population of obese people. In sum, this thesis offers new research perspectives in order to improve and diversify available therapeutic options for obesity.

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.

Les enfants ayant été exposés au diabète gestationnel (DG) in utero sont à risque de développer différentes complications de santé plus tard dans la vie, comme l'obésité et le diabète de type 2 (DT2). À ce jour, peu de stratégies visant la prévention de ces complications chez ces enfants ont été identifiées. L'objectif général de mon doctorat était donc d'évaluer le rôle de l'alimentation dans la prévention des complications associées à une exposition intra-utérine au DG. Plus spécifiquement, le premier objectif de cette thèse était d'évaluer le rôle de l'allaitement maternel dans la prévention de l'obésité. Pour ce faire, l'étude de l'association entre la durée de l'allaitement maternel et la croissance des enfants de 0-5 ans a été évaluée chez des enfants exposés ou non-exposés au DG in utero. Ces enfants étaient des participants d'une étude transversale visant à évaluer l'impact du DG sur la santé de la femme et de son enfant, ainsi que de comprendre le rôle des facteurs postnataux dans la prévention des complications associées au DG (étude GDM2). Ensuite, le deuxième objectif de mon doctorat était d'évaluer l'association entre l'état de santé de la femme, y compris son statut de DG, et la composition de son lait maternel en macronutriments, ainsi que d'évaluer l'association entre la composition du lait maternel et la croissance de l'enfant. L'étude de la composition du lait maternel des femmes avec et sans antécédent de DG a pu être réalisée dans le cadre d'une étude pilote d'un projet d'intervention visant la modification des habitudes de vie en période postpartum chez ces femmes (projet DÉPART). Le troisième objectif de mon doctorat était d'évaluer l'association entre le moment d'introduction des jus de fruits 100% purs chez le nourrisson et la consommation d'aliments et de boissons au goût sucré pendant l'enfance chez les enfants ayant participé à l'étude GDM2. Le quatrième objectif était d'évaluer l'association entre la qualité de l'alimentation de l'enfant et son profil anthropométrique et métabolique pendant l'enfance. Finalement, l'étude de certains facteurs individuels et environnementaux associés à la qualité de l'alimentation des enfants exposés ou non-exposés au DG a été réalisée, toujours au sein du projet GDM2, pour compléter les objectifs de cette thèse. Les résultats de mon doctorat ont permis de déterminer que l'alimentation en période postnatale a le potentiel d'influencer l'association entre le DG et le développement de complications de santé plus tard pendant l'enfance. Plus précisément, l'introduction précoce des jus de fruits chez le jeune enfant serait associée à une plus grande consommation de jus pendant l'enfance au sein de cette population. Ainsi, établir de saines habitudes alimentaires dès le plus jeune âge pourrait aider à améliorer la qualité de l'alimentation de ces enfants à plus long terme, ce qui permettrait de réduire leur risque de complications de santé. En effet, les résultats de cette thèse suggèrent aussi que la qualité de l'alimentation des enfants exposés au DG in utero serait associée à une meilleure distribution du tissu adipeux et une plus faible résistance à l'insuline. De plus, la promotion d'un environnement alimentaire favorable à une saine alimentation à la maison, par exemple par la prise de repas en famille ou par une plus grande consommation de fruits et légumes chez la mère, pourrait être une stratégie efficace pour améliorer la qualité de l'alimentation de ces enfants. Finalement, bien que l'allaitement maternel ne fût pas associé à la courbe de croissance des enfants de moins de 5 ans exposés au DG, les résultats de cette thèse ne suggèrent pas non plus d'effet néfaste de l'allaitement sur la croissance de l'enfant en contexte de DG et ce, malgré le fait que la composition du lait maternel soit influencée par le statut de DG de la femme. Ainsi, l'allaitement maternel devrait être encouragé chez ces femmes considérant les nombreux avantages qui y sont associés. / Children exposed to GDM in utero are at high risk of developing many health problems later in life, such as obesity and type 2 diabetes (T2D). To date, there is a lack of effective preventive strategies for these complications among these high-risk children. Therefore, the aim of this thesis was to evaluate the role of diet in the prevention of complications associated with in utero exposure to gestational diabetes mellitus (GDM). Specifically, the first objective of this thesis was to evaluate the role of breast feeding in the prevention of childhood obesity. Accordingly, we studied the association between breast feeding duration and growth trajectory from birth to 5 years among children exposed and unexposed to GDM in utero. These children were participants of a cross-sectional study that aimed at studying the impact of GDM on mother and children's health, and to better understand the role of postnatal factors in the prevention of complications associated with GDM (GDM2 study). The second objective of this doctoral project was to evaluate the association between maternal health, including GDM status during pregnancy, and breast milk macronutrients composition, and to evaluate the association between human milk composition and infant growth. The study of human milk composition among women with and without GDM was conducted in a pilot study of an intervention program that aimed at improving lifestyle habits among women with a history of GDM during the post partum period (DÉPART study). The third objective of this thesis was to evaluate the association between the timing of fruit juice introduction during infancy and consumption of sweet-tasting foods and beverages during childhood among children that participated in the GDM2 project. The fourth objective was to evaluate the association between diet quality during childhood and anthropometric and glycemic profiles among these children. Finally, the study of several individual and environmental factors that were associated with diet quality of children exposed and unexposed to GDM was conducted among GDM2 participants. Results from this thesis suggested that nutrition in the postnatal period has the potential to influence the association between in utero exposure to GDM and health complications during childhood. More specifically, early introduction of fruit juice during infancy was associated with higher consumption of fruit juice during childhood among children exposed to GDM in utero. Thus, establishing a healthy diet early in life could be a promising strategy to enhance diet quality later in life, which could help reducing subsequent risk of obesity among these high-risk children. Indeed, results from this thesis suggested that a healthy diet during childhood among children exposed to GDM in utero was associated with a healthier fat mass distribution and lower insulin resistance. Promoting a healthy food environment at home, for example through family meals or by improving consumption of vegetables and fruits among mothers, could be an effective strategy to improve diet quality of these children. Finally, while breastfeeding was not associated with infant growth between 0-5 years among children exposed and unexposed to GDM, our results did not suggest any negative impact of breastfeeding on children's growth in the context of GDM, even if breastmilk composition could be altered in women with previous GDM. Therefore, breast feeding should be encouraged among these women given all the proven benefits of this practice.

Les caractéristiques pharmacocinétiques des insulines analogues ultra-rapides (IAUR) furent établies chez des sujets de poids normal, sains ou diabétiques de type 1, et à partir de petites doses d'insuline (4-12 U). La taille de la dose injectée et le flot sanguin dans le tissu adipeux (FSTA) sont des facteurs très importants qui affectent l'absorption sous-cutanée de l'insuline. Cependant, chez les patients obèses et diabétiques de type 2 (DT2), les doses d'insulines injectées sont beaucoup plus importantes et leur FSTA de base est 50 à 70 % plus faible que chez un sujet sain de poids normal. Ce qui porte à croire que l'absorption de l'insuline est moins efficace chez ces patients. Notre objectif est de déterminer la pharmacocinétique et la pharmacodynamie d'une IAUR chez les patients DT2 obèses. Six sujets témoins sains et de poids normal reçurent 10 U d'IAUR lispro et 7 sujets DT2 obèses 10, 30 et 50 U. Après injection sous-cutanée, nous avons procédé à un clamp euglycémique. La lispro plasmatique fut mesurée par RIA spécifique.Les paramètres de cinétique et de dynamique obtenus chez nos sujets sains confirment ceux publiés précédemment. Nos résultats sont donc pleinement en accord avec la littérature. Lors de l'injection de petites doses (10 U) chez les sujets DT2 obèses, l'absorption de la lispro ne semble pas être altérée par rapport aux témoins : la constante d'absorption (ka), le temps au pic plasmatique de lispro (T[indice inférieur max]) et l'aire totale sous la courbe (AUC[indice inférieur 0-[infini]]) sont semblables à ceux des témoins. Cependant, chez les sujets DT2, l'augmentation de la dose injectée couduit [i.e. conduit] à une réduction de la ka et un retard du T[indice inférieur max]. Dans les paramètres de glucodynamie, des différences très significatives se manifestent entre les 2 groupes, avec une réponse à l'insuline retardée et réduite chez les sujets DT2. Avec l'injection de 10 U, le taux d'infusion maximal de glucose (GIR[indice inférieur max]) est 15 fois plus petit et le temps correspondant (tGIR[indice inférieur max]) a presque doublé. Dans ce même groupe, on note un délai qui augmente avec de la dose injectée : le tGIR[indice inférieur max] a doublé entre les doses de 10 et 50 U et se chiffre à 4 heures pour l'injection de 50 U. Cette étude suggère que dans l'application clinique, la taille des doses injectées doit être considérée et que la synchronisation entre l'injection d'une IAUR et la prise du repas chez les patients DT2 obèses doit être étudiée. Afin d'améliorer l'absorption de l'insuline chez nos sujets obèses et DT2, nous avons testé deux méthodes : ajouter un agent activateur de flot (AVD) à la lispro ou bien augmenter la concentration de l'insuline pour diminuer le volume de la dose injectée. L'ajout d'AVD a mené à des résultats surprenants : l'AUC, le pic plasmatique de lispro (C[indice inférieur max]), le GIR[indice inférieur max] et l'infusion totale de glucose (GI[indice inférieur tot]) ont augmenté de 3 fois. Cependant, la diminution du volume de la dose injectée n'a eût [i.e. eu] aucun effet notoire sur l'absorption de la lispro. D'autres études seront donc faites pour mieux caractériser l'effet de lAVD sur l'absorption sous-cutanée de l'insuline.

Résumé : Au Canada, un tiers des enfants souffrent d’embonpoint ou sont obèses. Les événements survenant au cours de la vie intra-utérine jouent un rôle important dans la détermination de la susceptibilité des enfants à développer des maladies liées au métabolisme énergétique comme l’obésité et le diabète. L’épigénétique pourrait expliquer en partie ce risque à long terme. Mon projet de maîtrise s’appuie sur les résultats d’une approche à l’échelle du génome qui a pour objectif d’identifier les changements épigénétiques (méthylation de l’ADN), chez les nouveau-nés, associés à une exposition fœtale à l’obésité maternelle ou au diabète gestationnel (DG). Cette stratégie a permis d’identifier le gène PRDM16 qui joue un rôle clé dans le développement du tissu adipeux brun (BAT). Un déficit dans la fonction du BAT résulte en une accumulation de lipides dans le tissu graisseux ce qui est associé au développement de maladies métaboliques. Notre hypothèse est que le profil de méthylation de l’ADN de PRDM16 et d’autres gènes centraux impliqués dans la genèse du BAT est perturbé par une exposition aux débalancements métaboliques associés à l’obésité maternelle et au DG. Cette étude inclut 133 femmes et leur nouveau-né recrutés dans la région du Saguenay-Lac-St-Jean. Les données anthropométriques et métaboliques des femmes ont été récoltées à la fin de chaque trimestre de grossesse. Une hyperglycémie orale provoquée (HGOP, 75g), entre la 24e et la 28e semaine de grossesse, a permis d’établir le diagnostic de DG selon les critères de l’OMS. À la naissance, des biopsies de placenta ont été recueillies ainsi que les données anthropométriques et métaboliques pour chaque enfant. Les niveaux de méthylation de l’ADN des gènes PRDM16, PPARGC1α, BMP7 et CTBP2 dans le placenta fœtal ont été mesurés par pyroséquençage de l’ADN traité au bisulfite de sodium. Les résultats ont montré que le DG était associé à une méthylation de l’ADN du gène BMP7 plus faible dans le placenta des nouveau-nés exposés au DG contrairement à ceux non exposés. Les niveaux de méthylation des gènes BMP7, PPARGC1α et PRDM16 étaient corrélés au statut glycémique maternel au 2e trimestre de grossesse et expliquaient une partie des niveaux de leptine dans le sang de cordon ombilical. Ces résultats suggèrent que la méthylation des gènes associés à la genèse du BAT est affectée par le DG. Ces résultats suggèrent également que le métabolisme énergétique des enfants exposés au DG est altéré ce qui pourrait mener au développement de troubles métaboliques plus tard dans la vie comme l’obésité et le diabète de type 2. // Abstract : In Canada, one third of children are overweight or obese. The events occurring during the intrauterine life play an important role in determining the susceptibility of children to develop diseases related to energy metabolism such as obesity and diabetes. Epigenetic changes can to explain this long-term risk. My project is build on the results of an epigenome-wide aiming to identify epigenetic changes (DNA methylation) in newborns associated with fetal exposure to maternal obesity and gestational diabetes (GD). This strategy has identified the PRDM16 gene which plays a key role in the development of brown adipose tissue (BAT). A deficiency in the function of BAT results in accumulation of lipids in the adipose tissue that is associated with the development of metabolic diseases. Our hypothesis is that the profile of DNA methylation at PRDM16 gene and other genes involved in BAT genesis are disrupted by exposure to metabolic dysregulation associated with maternal obesity and GD. This study included 133 women and their newborn recruited in the Saguenay-Lac-St-Jean region. Anthropometric and metabolic data of the women were collected at the end of each trimester of pregnancy. An oral glucose tolerance test (OGTT, 75g), between the 24th and 28th week of pregnancy, resulted in the diagnosis of GD according to the WHO criteria. At birth, the fetal placenta biopsies were collected and anthropometric and metabolic data for each newborn. DNA methylation levels of PRDM16, PPARGC1α, BMP7 and CTBP2 genes in fetal placenta were measured by pyrosequencing of sodium bisulfite treated DNA. The results showed that GD was associated with lower DNA methylation of BMP7 gene in the placenta of newborns exposed to GD in contrast to those not exposed. DNA methylation levels of BMP7, PPARGC1α and PRDM16 genes were correlated with maternal glycemic status in the 2nd trimester of pregnancy and partially explained leptin level variability in cord blood . These results suggest that DNA methylation of genes associated with BAT genesis is affected by GD. Therefore, energy metabolism of children exposed to GD could be altered and thus leading to the development of metabolic disorders such as obesity and type 2 diabetes later in life .

Notre première étude épidémiologique s'est intéressée aux causes et facteurs de l'obésité juvénile au Liban. Elle montre que 17.1 % des adolescents Libanais sont en surpoids et 4.5% sont obèses. Les garçons sont plus en surpoids et obèses comparés aux filles (23% et 8.1% vs 12.7 et 1.8%). L'obésité, surtout chez les garçons, est associée à des habitudes sédentaires, à une déstructuration alimentaire et à un statut socioéconomique élevé. L'excès de masse grasse et les désordres métaboliques et hormonaux associés à l'obésité, surtout chez les adolescentes, aggravent le stress oxydant (SO). Ainsi, dans notre deuxième étude nous avons examiné l'effet de l'insulino‐résistance (IR) et de l'inflammation dans la survenue du SO au repos et en réponse à un exercice exhaustif chez les adolescentes en surpoids. Ces dernières présentent un SO plus élevé au repos (diminution du rapport GSH/GSSG, α‐tocophérol et GPx) et en réponse à un exercice exhaustif (augmentation F2‐Isop, ROOH, MPO) en comparaison aux adolescentes non obèses. Ce SO est corrélé à la composition corporelle et à l'IR et à l'inflammation basales. Toutefois, le paramètre déterminant du SO post‐exercice dans le groupe en surpoids était la surconsommation d'oxygène. L'entraînement aérobie est connu pour augmenter la résistance de l'organisme contre le SO induit par l'exercice chez le sujet sain. Notre dernier objectif, a été d'examiner l'effet de 3 mois d'entraînement aérobie multivarié sur le SO post‐exercice chez des adolescentes en surpoids. L'entraînement, en améliorant la composition corporelle chez les adolescentes en surpoids, a atténué la peroxidation lipidique et l'inflammation post‐exercice (F2‐IsoP, ROOH, LDLox, MPO) renforçant ainsi la tolérance de l'organisme vis‐à‐vis du SO induit par l'exercice

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Résumé: Le processus de vieillissement est associé à une modification de la composition corporelle menant à une détérioration du profil métabolique et à une augmentation du risque de développer le diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires. Il est donc important d’établir des stratégies de gestion du poids efficaces pour les personnes âgées. Toutefois, l’obésité est une condition hétérogène et ce ne sont pas tous les individus aux prises avec cette condition qui présentent des détériorations métaboliques et qui répondent de la même façon à une perte de poids. Afin de trouver des stratégies de prévention et de traitement de l’obésité plus efficace pour les individus âgés, nous avons comparé les effets de la perte de poids sur la composition corporelle et le profil métabolique de femmes ménopausées et sédentaires présentant différents phénotypes d’obésité. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés aux effets de la restriction calorique chez des femmes obèses mésomorphes. Les résultats ont fait ressortir l’importance de considérer la composition corporelle initiale des femmes afin de distinguer celles qui répondent mieux à une perte de poids induite par la restriction calorique. La deuxième étude à permis de démontrer que les femmes obèses et dynapéniques répondaient de façon similaire aux femmes obèses non-dynapéniques à une restriction calorique et un entraînement en résistance. Les résultats de cette deuxième étude sont intéressants étant donné que des articles scientifiques récents proposent d’adapter les interventions selon le phénotype d’obésité. L’objectif du troisième article était d'étudier la relation entre le statut de tolérance au glucose et les changements de la composition corporelle observés lors d’une perte de poids par restriction calorique. Nos travaux ont démontré dans un premier temps que la relation entre les mesures de captation du glucose et certaines variables de la composition corporelle varient en fonction de la tolérance au glucose, chez les femmes ménopausées obèses. Les résultats suggèrent également une association positive entre les changements de seulement certaines variables de la masse grasse et la captation du glucose chez les femmes tolérantes au glucose suite à une perte de poids par restriction calorique. Pour conclure, en caractérisant les phénotypes d’obésité selon certain paramêtres biologiques ou physiologiques, cela ne nous permettrait pas de mieux personnaliser nos interventions de perte de poids visant l’amélioration du profil métabolique et de la composition corporelle selon nos résultats. Toutefois, lorsqu’on vise une amélioration de la force musculaire, la catégorisation des femmes sur la base du phénotype d’« obésité dynapénique », semble être un élément important dans la réponse à la perte de poids. / Abstract: The aging process is associated with several body composition changes; which can lead to metabolic deteriorations, type 2 diabetes and cardiovascular diseases. It is therefore critical to establish effective weight lost strategies in older adults. However, obesity is a heterogeneous condition; not all individual will present metabolic disturbances associated with obesity and will respond similarly to a weight loss intervention. In order to find more efficient obesity treatments, we have compared the effects of weight loss interventions on body composition and the metabolic profile in sedentary and menopausal women exhibiting different obesity phenotypes. We first analysed the effects of weight loss from caloric restriction on women displaying a “mesomorphic-obese” phenotype. Results show the importance of considering baseline body composition in order to define which individual may better respond to a caloric restriction induced weight loss intervention. In the second study, we were able to demonstrate that dynapenic-obese women responded similarly to non-dynapenic-obese women following a weight loss intervention combining caloric restriction and resistance training. Results from our first two studies are interesting considering that several scientific publications propose to adapt weight loss intervention according to obesity phenotypes. The third article’s objective was to investigate the relationship between glucose tolerance status and changes in body composition following a caloric restriction induced weight loss intervention. Our data show that the relationship between body composition variables and glucose disposal depends on baseline glucose tolerance in obese menopausal women. Our results also suggest a positive association between changes in measures of fat mass variables and measures of glucose disposal in glucose tolerant women following weight loss. To conclude, based on our results, defining obesity phenotypes using biological or physiological variables would not allow us to better personalise weight loss interventions when the objective is to improve the metabolic profile and body composition. However, if the increase in muscle strength is the main objective, characterizing menopausal women according to the “dynapenic-obesity” phenotype, seem to have positive effects on weight loss response.