Les protéines découplantes (UCPs) sont situées dans la membrane interne des mitochondries. La première découverte, UCP1, est connue pour son potentiel à découpler la synthèse de l’adénosine 5’ triphosphate (ATP) de l’oxydation des substrats énergétiques, ce qui entraîne une accélération du métabolisme et une production de chaleur. La protéine découplante 2 (UCP2), est distribuée de façon ubiquitaire et semble plutôt réguler la production des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’utilisation des substrats énergétiques. À notre connaissance, le rôle d’UCP2 dans les différents segments de l’axe hypothalamo-hypophyso-surrénalien (hypothalamic-pituitary-adrenal — HPA) est encore peu connu, tout comme l’implication potentielle de cette protéine dans la réponse au stress. Lors de cette étude, nous avons (i) regardé la distribution de l’ARN messager d’Ucp2 dans l’axe HPA, (ii) évalué les effets du stress sur l’expression d’Ucp2 et (iii) utilisé un modèle de souris déficiente en Ucp2 (Ucp2 KO) afin d’évaluer la réponse au stress en l’absence d’Ucp2. Sans avoir détecté de différence majeure dans la réponse au stress entre les souris de type sauvage (Wild-type — WT) et Ucp2 KO, il est sans équivoque qu’Ucp2 est exprimée en abondance dans l’axe HPA et que plusieurs régions du cerveau exprimant Ucp2 présentent une activation suite au stress. / Uncoupling proteins (UCPs) are located in the inner membrane of mitochondria. The first discovered uncoupling protein 1 (UCP1) is well known for its potential to uncouple adenosine 5’ triphosphate (ATP) synthesis from energetic substrate oxidation, resulting in heat production. Its partially homologue uncoupling protein 2 (UCP2) is found in several tissues and has been reported to reduce reactive oxygen species (ROS) production and seems implicated in the regulation of energetic substrates. According to our knowledge, the expression of Ucp2 in the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis has not been described yet, neither its implication in stress response. Our study presents i) the distribution of Ucp2 mRNA in the HPA axis, ii) the effect of stress on Ucp2 expression in the brain and HPA axis and iii) the stress response of Ucp2 deficient mice (Ucp2 KO) to evaluate whether or not the absence of Ucp2 affects the stress response in mice. Although we do not detect any difference between Ucp2 KO mice and wild type (WT) mice following a stress, we have shown that Ucp2 is expressed in abundance in the HPA axis. Many brain regions also present an increase in Ucp2 expression after a stress.

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Tableau d'honneur de la FÉSP

L’obésité viscérale est identifiée comme étant le facteur de risque de maladies cardiovasculaires le plus contributif à la résistance à l’insuline. De mauvaises habitudes alimentaires et la sédentarité contribueraient à l’obésité et affecteraient de manière indépendante et défavorable les actions métaboliques et vasculaires de l’insuline. L’objectif visé par ce projet de recherche consistait à déterminer l’impact d’une alimentation riche en gras saturé et en sucre (HFHS) sur la fonction endothéliale ainsi que l’établissement d’un stress oxydatif et d’une réponse inflammatoire dans un modèle animal de résistance à l’insuline avec surplus de poids. Plus précisément, le chapitre 2 avait pour but de développer et de caractériser un nouveau modèle expérimental animal, le rat nourri avec un régime HFHS, plus représentatif de la diète consommée par un pourcentage élevé de la population nord-américaine. Le chapitre 3 avait pour objectif de déterminer les effets d’un traitement préventif avec un antioxydant, le tempol, sur la fonction endothéliale ainsi que les actions glucorégulatrices et hémodynamiques de l’insuline dans ce modèle animal. Le chapitre 4 avait pour but d’étudier les effets du régime HFHS et du tempol sur l’expression et l’activité de marqueurs des voies de signalisation de l’insuline ainsi que de biomarqueurs du stress oxydatif et de l’inflammation. Nous avons noté que le régime HFHS entraînait une altération de la vasodilatation endothélium-dépendante, une diminution du transport du glucose stimulé par l’insuline et de la sensibilité à l’insuline ainsi qu’une réduction de l’expression et de l’activation de plusieurs protéines de la voie de signalisation à l’insuline. Nous avons également identifié des facteurs du stress oxydatif ou inflammatoires susceptibles de contribuer à la dégradation de la fonction endothéliale et prendre part aux complications vasculaires et métaboliques induites par le régime HFHS chez le rat. Nous démontrons que plusieurs de ces altérations pouvaient être évitées, atténuées ou retardées par une intervention précoce destinée à contrôler le stress oxydatif. Ce projet de recherche a permis de mieux comprendre l’implication et le lien entre le NO endothélial et le stress oxydatif ainsi que l’inflammation induits par un régime HFHS, dans un modèle animal de résistance à l’insuline avec surplus de poids. / Visceral obesity has been identified as the main cardiovascular disease risk factor that contributes to insulin resistance. Bad eating habits and sedentary lifestyle can contribute to obesity, but can also affect independently and unfavourably the metabolic and vascular insulin actions. The aim of this research project was to determine the impact of a high fat high sucrose diet (HFHS) on endothelial function as well as the establishment of an oxidative stress and inflammatory response in an animal model of dietary-acquired insulin resistance and obesity. Precisely, the objective of chapter 2 was to develop a new animal experimental model, the rat fed with a diet rich in saturated fat and refined sugar, representative of the high-energy diets frequently consumed by a large percentage of North American. The aim of chapter 3 was to determine the effects of a preventive treatment with an antioxidant, tempol, on endothelial function as well as glucoregulatory and hemodynamic actions of insulin in this animal model. The objective of chapter 4 was to study the effects of HFHS diet and tempol on the expression and activity of markers of insulin signalling pathways, oxidative stress and inflammation. We noted that the HFHS diet altered the endothelium-dependent vasodilation, decreased insulin-stimulated glucose transport and insulin sensitivity as well as reduced expression and activation of many insulin signalling pathway proteins. We also identified oxidative stress or inflammatory markers that could contribute to endothelial function degradation and take part in vascular and metabolic complications induced by the HFHS diet, in the rat. We demonstrated that many of those alterations could be avoided, attenuated or prevented by an early intervention aimed at controlling oxidative stress. This research project provided a better understanding of the implication and the link between endothelial NO and the oxidative stress as well as the inflammation induced by a HFHS diet, in an animal model of diet-induced insulin resistance and obesity.

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