Tableau d'honneur de la FÉSP / L'obésité et son large spectre de maladies associées ont atteint des proportions pandémiques inquiétantes, soulignant la nécessité d’identifier des stratégies alternatives afin de lutter contre ce problème. À ce titre, les régimes riches en fruits et légumes représentent des déterminants bien établis d'une incidence plus faible de ces désordres métabolique. Grandement soutenus par des évidences épidémiologiques reliant les régimes riches en polyphénols et un meilleur état de santé, des efforts considérables ont été déployés afin d’étudier les bienfaits de ces métabolites secondaires des plantes. Malgré tout, les mécanismes par lesquels ces phytoéléments améliorent la santé métabolique demeurent encore mal compris, ce qui en justifie une étude plus approfondie. D’autre part, de plus en plus d’évidences indiquent que les bactéries intestinales exercent un important contrôle sur des aspects clés du métabolisme, et on comprend aujourd’hui que plusieurs phytoéléments de baies ont une biodisponibilité limitée, atteignant ainsi le colon qui abrite la plus vaste part du microbiote intestinal. Le travail présenté dans cette thèse vise donc à étudier l’impact de phytoéléments de baies sur le syndrome métabolique de souris soumises à une diète obèsogène et d’en comprendre le rôle du microbiote intestinal dans ces effets. En traitant quotidiennement ces animaux avec des extraits riches en polyphénols d'une gamme de baies aux compositions polyphénoliques variées, nous avons montré que les extraits les plus bioactifs (c.- à-d., canneberge, cloudberry, alpine bearberry, lingonberry et camu camu) partagent la capacité de diminuer l'inflammation intestinale, l’entotoxémie métabolique, la stéatose hépatique et la résistance à l'insuline. L'analyse des populations microbiennes fécales par séquençage du gène 16S ARNr a révélé que l'état métabolique amélioré lié à l'administration de ces extraits était associé à un remodelage draconien du microbiote intestinal, marqué par une expansion d'Akkermansia muciniphila. Cette bactérie intestinale est fortement associée à un faible niveau d’adiposité chez l’humain et son administration à des souris obèses a été montrée suffisante pour renverser le syndrome métabolique. Par ailleurs, les résultats présentés dans cette thèse suggèrent que les polymères de polyphénols, à savoir les proanthocyanidines et les ellagitannins, pourraient bien être des iv molécules clés dans les effets bénéfiques observés, ouvrant la voie à plus de recherche en ce sens. L’ingestion régulière de ces polyphénols par la consommation de canneberges, de cloudberry, d'alpine bearberry, de lingonberry et de camu camu représentent donc une stratégie efficace pour la prévention de désordres métaboliques associés à l’obésité. Cet ouvrage ouvre ainsi à de nouveaux concepts mécanistiques, ciblant l’axe intestin-foie et le microbiote intestinal pour expliquer les effets bénéfiques des polyphénols sur la santé métabolique. / Obesity and its wide spectrum of associated diseases have reached worrisome pandemic proportions, underscoring the need for alternative strategies to fight this problem. Plant-rich diets are well-established determinants of a lower incidence of obesity-related diseases, and fruits are important components of these diets. Supported by strong epidemiological evidence linking polyphenol-rich diets and better health status, research has been focused on the potential health effects of these plant secondary metabolites, albeit the mechanisms by which these poorly bioavailable phytonutrients improve metabolic health remains are not yet fully understood. Since there is compelling evidence for a relationship between host metabolic control and the gut microbiota, the work presented in this thesis aimed to investigate the impact of polyphenol-rich berry extracts on features of the metabolic syndrome in diet-induced obese mice. The work presented in this thesis also focuses on the relationship between putative gut microbial alterations driven by dietary polyphenols and its relevance to host metabolism. By daily treating dietinduced obese mice with polyphenol-rich extracts of a wide range of berries (with varied polyphenolic concentration and composition) we demonstrated that the most bioactive extracts (i.e., cranberry, cloudberry, alpine bearberry, lingonberry and camu camu) shared in common the ability to dampen intestinal inflammation and bacterial lipopolysaccharide leakage to systemic circulation, findings associated with reduced hepatic steatosis and improved insulin resistance. 16S rRNA genebased analysis of fecal DNA revealed that the improved metabolic status linked to the administration of these polyphenolic extracts was associated with a drastic gut microbial remodeling, marked by a consistent bloom of Akkermansia muciniphila. This gut bacterium is strongly associated with leanness in humans and its administration to obese mice reversed features of the metabolic syndrome. The findings presented in this thesis suggest that polymers of polyphenols, namely proanthocyanidins and ellagitannins, may have a superior impact on the gut-liver homeostasis, supporting further research on these particular classes of phenolic phytonutrients. While bringing evidence that substantiate the regular consumption of sources of proanthocyanidins and ellagitannins as a strategy to prevent prevalent chronic diseases associated with obesity, this work provides novel mechanistic insights pointing to the gut-liver axis and the gut microbiota as primary targets of dietary polyphenols in order to improve metabolic health.

Le projet de maîtrise présenté dans ce mémoire avait pour objectif de vérifier les effets d’un supplément d’extraits riches en polyphénols provenant de fraises et de canneberges, sur la sensibilité à l’insuline et sur divers marqueurs du métabolisme du glucose et de la santé cardiométabolique d'hommes et de femmes en surpoids et résistants à l'insuline. Pour ce faire, un total de 41 sujets ont consommé pendant 6 semaines un supplément liquide fournissant 330 mg de polyphénols par jour ou un placebo. Un clamp hyperinsulinémique-euglycémique ainsi qu’un test de tolérance au glucose ont été réalisés en pré et post-intervention. Les résultats obtenus révèlent que la consommation régulière de polyphénols de petits fruits peut améliorer la sensibilité à l’insuline périphérique et prévenir une hausse de l’hyperinsulinémie compensatoire, ce qui représente ainsi une approche alternative intéressante en vue d’améliorer le profil métabolique de sujets à risque de développer le diabète.

Les plantes appartenant à la famille des Asparagaceae, notamment les asperges (Asparagus officinalis L.) contiennent une large gamme de molécules bioactives comme les polyphénols, les flavonoïdes et les saponines. Ces composés ont plusieurs propriétés santé : effets antioxydants, anticancéreux et cardioprotecteurs. De plus, la production d'asperge génère des quantités importantes de coproduits ce qui en fait un bon choix pour une valorisation par la production d’extraits bioactifs pour le marché des produits de santé. Dans cette étude, réalisée dans une optique de bioraffinage vert, nous utilisons seulement l’éthanol et l’eau sous des conditions optimales plutôt que les solvants pétrochimiques généralement adoptés en extraction de molécules bioactives et qui peuvent être nocifs pour la santé humaine. Les teneurs en polyphénols et flavonoïdes totaux ont été déterminées dans différents segments de la tige d'asperge (parties supérieure et inférieure), dans différentes variétés d’asperge ainsi que dans les coproduits de la variété Guelph Millenium. L’identification des polyphénols a été réalisée par UPLC-MS/MS et la quantification des saponines a été effectuée par une méthode spectrophotométrique. L'optimisation de l’extraction des polyphénols et des flavonoïdes a été accomplie en modulant la température, la concentration d'éthanol et le ratio solvant/soluté. Les résultats obtenus ont montré que les polyphénols présents dans l’asperge sont des flavonoïdes et des acides phénoliques avec une dominance pour la rutine (92%). Les polyphénols sont davantage concentrés dans la partie supérieure de l’asperge (1.15 %) et représentent 0.6 % pour les parties basales et 1.4 % pour les asperges de calibre inférieur, sur une base de matière sèche. Les paramètres d'extraction optimisés sont 80 % d’éthanol à 70 °C pour 3 heures avec un ratio soluté/solvant de 1:40. Cette étude ne se limite pas à protéger l’environnement en retirant des sites d’enfouissement des coproduits d’asperge, mais elle confère une valeur ajoutée à ces coproduits. Mots clés : Asperge, coproduits, optimisation, polyphénols, flavonoïdes, saponines, UPLCMS/MS. / Plants belonging to the family of Asparagaceae, especially asparagus (Asparagus officinalis L.) contain a wide range of bioactive molecules such as polyphenols, flavonoids and saponins. These compounds have several health properties: antioxidant, anticancer and cardioprotective effects. In addition to that asparagus production generates a significant amounts of co-products, making it a good choice for the valorisation through the production of bioactive extracts for the functional food market. In this study, carried out with a green biorefinery view, we used only ethanol and water under optimum conditions rather than other solvents sometimes adopted in extraction of bioactive molecules and which may be harmful for human health. Total polyphenol and flavonoid were determined in different segments of the asparagus stem (upper and lower parts), differents varieties of asparagus and co-products of the Guelph Millenium variety. Identification of polyphenols was performed by UPLC-MS/MS and quantification of saponins was performed by a spectrophotometric method. The optimization of the extraction of polyphenols and flavonoids was accomplished by modulating the temperature, the ethanol concentration and the solute/solvent ratio. The polyphenols present in asparagus are especially flavonoids and phenolic acids with a dominance for rutin (92%) .The polyphenols have been found to be more concentrated in the upper part of the asparagus stem (1.15 %) and represent 0.6 % for the basal parts of the stem and 1.4 % for the lower grade asparagus based on dry matter. The optimized extraction parameters are 80 % ethanol at 70 °C for 3 hours with a solute/solvent ratio of 1:40. This study is not limited to protect the environment by removing asparagus co-products from landfills, but adds values to these co-products. Key words : Asparagus, co-products, optimization, polyphenols, flavonoids, saponins, UPLC-MS/MS.

Le syndrome métabolique (SM), précurseur du diabète de type 2 et des maladies cardiovasculaires, est un fléau majeur alourdissant le système de santé dans les pays industrialisés. Ces maladies ont en commun le stress oxydatif, qui contribuerait à leur développement. De plus, leur progression peut être modulée par l’alimentation, qui est source d’aliments aux propriétés pro- ou antioxydantes. Les études longitudinales décrivent depuis longtemps la consommation de viande comme étant plutôt néfaste pour la santé, alors que celle de fruits y serait favorable. La viande est entre-autres la source alimentaire principale d’acides aminés à chaîne ramifiée (AACR), métabolites dont les niveaux plasmatiques seraient élevés chez les personnes résistantes à l’insuline ou présentant le SM. Les données de 197 individus d’adiposité variée et présentant ou non le SM de la cohorte INFOGENE ont été utilisées afin de vérifier si la consommation de protéines d’origine animale ou végétale ou celle de viande rouge et des autres principaux aliments source de protéines était associée aux niveaux plasmatiques d’AACR. La relation entre ces aliments et les sous-produits du catabolisme des AACR, les acylcarnitines (AC) C3 et C5, fut par la suite investiguée. Alors qu’une forte association entre le statut d’embonpoint et la présence de SM et les niveaux plasmatiques d’AACR ou d’ACs C3 et C5 a été observée, les protéines d’origine animale et la consommation de viande rouge ne présentaient globalement qu’une modeste association avec les niveaux plasmatiques d’AACR. Ainsi, ces résultats suggèrent que l’apport en ces aliments ne serait pas le principal contributeur à l’augmentation des niveaux plasmatiques des AACR et des ACs C3 et C5. De leur côté, plusieurs études chez l’animal mettent de l’avant le potentiel du bleuet dans l’amélioration de la santé cardiométabolique. Son contenu élevé en polyphénols serait en cause. Un essai randomisé, contrôlé et à double insu fut conduit chez 49 adultes assignés à la consommation journalière de 50 g de poudre de bleuets (PB) ou placebo (PP) pour une durée de huit semaines afin d’observer si cette supplémentation affectait positivement la tension artérielle, le profil lipidique ou le degré de résistance à l’insuline des participants. En comparant les données recueillies au début, au milieu et à la fin de l’intervention et entre les groupes PB et PP, aucune amélioration dans ces paramètres ne fut observée. Ces résultats laissent suggérer que la consommation en poudre de l’équivalent de 2,3 tasses de bleuets n’aurait pas d’effet, à prime abord, sur la santé cardiométabolique d’individus à risque de développer le SM. Les bénéfices rapportés chez l’animal demeurent donc à étudier davantage chez l’humain. / The metabolic syndrome (MS), precursor to the development of type 2 diabetes and cardiovascular diseases, is a major burden for the health system in developed countries. These diseases have in common that oxidative stress is believed to contribute to their development. Moreover, their progression can be modulated by diet, which is source of pro- and anti-oxidant foods. Longitudinal studies have for a long time considered meat consumption to be rather harmful for health, while that of fruits is thought to be beneficial. Meat is the main dietary source of branched-chain amino acids (BCAA), which plasma levels are reported to be elevated in insulin resistant individuals or ones presenting the MS. Data from 197 individuals with various adiposity values with or without MS from the INFOGENE cohort were examined to assess whether the consumption of animal or vegetal protein or that of red meat and other main protein food sources were correlates of plasma BCAA levels. The relationship between these food groups and by-products of BCAAs catabolism, the acylcarnitines (AC) C3 and C5, was subsequently investigated. While a strong association between overweight status and MS and plasma BCAA or C3 and C5 ACs was observed, dietary animal protein and red meat only had a modest association overall with plasma BCAA levels. Thus, these results suggest that intakes of these foods would not be the main contributor to the increase of plasma BCAAs and C3 and C5 ACs levels. For their part, several animal studies highlighted the potential of blueberries at improving cardiometabolic health. Their high antioxidant content would underlie these findings. A randomized, double-blind placebo-controlled clinical trial on 49 adults assigned to the daily consumption of 50 g of blueberry (BBP) or placebo powder (PP) for 8 weeks was conducted to test if this supplementation positively impacted blood pressure, lipid profile or insulin resistance of participants. Comparing data collected at baseline, 4 and 8 weeks and between BBP and PP groups, no improvement in these parameters was observed. These results suggest that the consumption of a powder equivalent to 2.3 cups of blueberries did not improve the cardiometabolic profile of individuals at risk of developing MS. The benefits reported in animal studies therefore remain to be further investigated in humans.

Plusieurs facteurs peuvent limiter la capacité, ou le désir, d’un individu d’effectuer un exercice physique. Entre autres, la perception de la difficulté de l’effort et une faible résistance à la fatigue peuvent limiter la performance tant chez des athlètes d'élite que des individus sédentaires. Les athlètes, les entraîneurs, les médecins et autres intervenants sont donc continuellement à la recherche d’interventions pouvant améliorer la capacité à l’effort et la résistance à la fatigue neuromusculaire. De nombreux travaux démontrent que l'augmentation de l'apport en substrat énergétique au niveau du muscle actif et des niveaux de la machinerie métabolique, soit des activités à la hausse d’enzymes clés impliquées dans le métabolisme énergétique, pourraient réduire les effets néfastes d'une activité physique inhabituelle, améliorant ainsi la tolérance à l'exercice et la performance globale. Cette performance est souvent évaluée au moyen de la puissance aérobie maximale (PAM), soit la quantité de travail produit au niveau du muscle squelettique dans les conditions de consommation maximale d’oxygène au niveau de l’organisme dans son ensemble. La résistance à la fatigue est, de son côté, souvent évaluée par la durée ou le travail total qui peut être fournit dans un effort d’intensité dans le temps. Outre l’entraînement, l’apport nutritionnel, incluant l’utilisation de compléments nutritionnels, peut également améliorer la résistance à la fatigue et la PAM globale en modifiant, entre autres, le potentiel métabolique des muscles squelettiques. Le complément alimentaire Blue Calorad® (BC) est un breuvage contenant du collagène de milieu marin hydrolysé, de l'extrait de myrtille et des polyphénols combinés dans une formule brevetée. Il a été rapporté que ce médicament réduit le stress induit par l'exercice, améliore l'endurance et la récupération grâce à des effets antifatigue. Ces allégations proviennent cependant des rapports anecdotiques des consommateurs. Par conséquent, une évaluation objective des effets et des mécanismes potentiels sous-jacents de ces effets s’impose. Il est plausible que le Blue Calorad® ait des effets sur la performance car, individuellement, les ingrédients du produit, dont les bleuets, le collagène et les polyphénols, amélioreraient la santé et la capacité d'exercice chez des modèles humains et animaux en bonne santé. Les adaptations physiologiques aiguës et chroniques induites par ces éléments modulent certains mécanismes qui se révèlent limitants pour la performance. L'étude présentée dans l’article de ce mémoire a examiné l’hypothèse selon laquelle le Blue Calorad® agit de la sorte. Nos résultats démontrent que la consommation ad libitum de Blue Calorad®, pendant une durée de 5 semaines chez des rattes non entraînées, permet d’augmenter leur performance sur tapis roulant en ralentissant l’apparition de la fatigue. Cette amélioration de la performance n’a pas été accompagnée iv de changements significatifs des paramètres physiologiques choisis, soient la composition corporelle, certaines variables plasmatiques, le glycogène musculaire et plusieurs éléments de la machinerie musculaire squelettique des métabolismes anaérobie et aérobie. Ces résultats appuient les rapports anecdotiques des consommateurs du produit et suggèrent que le Blue Calorad® pourrait produire un effet ergogénique chez l’humain, bien que les mécanismes de son action demeurent inconnus. / Maximal aerobic power (MAP), the ability of the muscles to use oxygen received from the heart and the lungs to produce energy, is an important determinant of performance among both athletes at the elite level and sedentary individuals seeking to partake structured physical activity. Athletes, coaches, physicians and others use varied interventions to enhance performance, with the goal of delaying the onset of fatigue. Many authors have suggested that increasing energy supply and upregulating activities of key enzymes involved in the skeletal muscle metabolism could mitigate the deleterious impact of unaccustomed physical activity thereby improving exercise and overall performance. Aside from physical training, a well-structured and balanced nutrition plan may also enhance exercise tolerance and overall MAP by altering anaerobic and aerobic skeletal muscle metabolic potential. Blue Calorad® (BC), is a liquid dietary supplement containing marine hydrolyzed collagen, blueberry extract, and polyphenols combined in a proprietary formula, which has been reported to reduce exercise-induced stress and enhance endurance and recovery via its potential anti-fatigue effects. Claims surrounding this product are based solely on anecdotal evidence provided by consumers and therefore, potential mechanisms behind its effects have yet to be discovered. BC has yet to be tested in humans. However, blueberries, collagen and polyphenols have been reported to enhance health and exercise capacity in both healthy human and animal models. The acute and chronic physiological adaptations induced by these elements mimic some of the mechanisms that prove to be limiting to overall physical performance and when enhanced these could thereby potentiate the effects of an increased performance. The study presented later in this paper examined this hypothesis. Our results suggest that ad libitum consumption of BC over a 5-week period in sedentary female rats increases performance during two MAP tests. Although the BC supplementation did not clearly enhance the chosen physiological parameters such as body composition, plasma variables, muscle glycogen and ultimately anaerobic and aerobic mechanisms related to skeletal muscle metabolic potential, the increased performance responses could prove beneficial to sedentary individuals or those seeking to newly partake in a physical activity regime.

Le psoriasis est une maladie de la peau pour laquelle aucun traitement curatif n’est encore connu, caractérisée par une inflammation accrue. Compte tenu des effets secondaires des traitements conventionnels, on estime qu’un pourcentage non négligeable de patients utilise des produits naturels. Les polyphénols sont des molécules multifonctionnelles pouvant être utilisées pour le traitement de maladies pluricausales comme le psoriasis. L’objectif général de ce travail a été d’étudier l’effet pharmacologique d’extraits polyphénoliques issus d’écorces d’essences canadiennes en vue d’une utilisation possible pour le traitement du psoriasis. Dans un premier temps, les extraits d’écorces de plusieurs essences canadiennes ont été analysés quant à leurs propriétés antioxydantes, toxiques et antiprolifératives. Les résultats de cette étude ont permis d’identifier l’extrait aqueux issu de l’écorce de l’épinette noire (Picea mariana) comme étant l’extrait brut le plus prometteur obtenu à partir d’écorces d’essences canadiennes. Puis, on a effectué la purification de cet extrait dans le but de produire une fraction enrichie en polyphénols et on a déterminé la structure moléculaire des composés majoritaires présents dans l’extrait purifié à l’aide de méthodes d’analyse chimique. Au total 28 composés ont été identifiés dans l’extrait purifié, en incluant le trans-resvératrol, qui a été trouvé dans des quantités importantes dans l’écorce de Picea mariana (104,19 µg.g-1 par masse d’écorce séche). Finalement, on a vérifié l’effet pharmacologique de l’extrait purifié sur la voie de signalisation NF-κB associée au TNF-α en utilisant des kératinocytes psoriasiques. On a constaté que cet extrait a la capacité d’inhiber l’expression d’ICAM-1 ainsi que la production de l’IL-6, l’IL-8, la fractalkine, le VEGF, le monoxyde d’azote et l’élafine au sein des kératinocytes psoriasiques stimulés avec le TNF-α, ce qui a été relié à l’inhibition de l’activation de NF-κB. Ce travail a permis d’étudier pour la première fois le rôle immunopharmacologique d’un extrait polyphénolique en tant qu’agent anti-TNF-α sur les kératinocytes psoriasiques. De plus, il ouvre de nouvelles perspectives pour l’analyse du rôle individuel des composés contenus dans l’extrait purifié d’épinette noire pour le traitement du psoriasis. / Psoriasis is an incurable skin disorder characterized by an important inflammation. Clinically approved antipsoriatic treatments present many undesirable effects, therefore it has been estimated that a non negligeable percent of patients use natural health products. Natural polyphenols are multifunctional molecules that could be used for the treatment of multi-causal diseases, such as psoriasis. The aim of this work was to study the pharmacological effect of polyphenolic extracts obtained from barks of Canadian species in order to evaluate their possible utilisation for psoriasis treatment. Extracts from barks of some Canadian species were firstly analyzed for their antioxidant, toxicological and antiproliferative properties. The black spruce (Picea mariana) extract obtained by hot water extraction was considered as the most valuable crude extract obtained from barks of Canadian species. Then, the purification of this extract was performed in order to produce a fraction enriched in polyphenols and the nature of major compounds present in the purified extract was determined using different chemical analysis methods. A total of 28 compounds were identified in the purified extract, including trans-resveratrol, which was determined to be present at significant level in the bark of Picea mariana (104.19 µg.g-1 dried bark). Finally, the influence of the purified extract on the TNF-α/NF-κB signaling pathway on psoriatic keratinocytes was evaluated. It was found that this extract has the capacity to inhibit the ICAM-1 expression as well as the production of IL-6, IL-8, fractalkine; VEGF, nitric oxide and elafin by psoriatic keratinocytes upon TNF-α stimulation, which was attributed to the inhibition of TNFα-induced NF-κB activation in these cells. This study provides new insight into the immunopharmacological role of a polyphenolic extract in impacting the TNF-induced responses by psoriatic keratinocytes. Additionally, it opens new perspectives for the analysis of the individual role of polyphenolic compounds present in this extract for psoriasis treatment.

La première étape de ce travail visait à caractériser l’impact du calcium sur les interactions entre la β-lactoglobuline (β-lg) et l’epigallocatéchine-3-gallate (EGCG). Il a été démontré que le calcium avait un impact important sur la taille des agrégats formés et leur potentiel-zêta (ζ). De plus, l’analyse de la composition de ces complexes a démontré un impact important du calcium sur la rétention d’EGCG par ces particules. Différents types d’interactions entre la protéine, la catéchine et le calcium (par exemple. électrostatiques, hydrophobes et hydrogènes) sont suggérés comme étant responsables des caractéristiques observées. La deuxième étape visait à déterminer l’impact de différentes concentrations de calcium sur les interactions entre la β-lg et l’EGCG. Cette deuxième étape a permis de démontrer que l’effet du calcium sur l’augmentation de la taille de particule ainsi que sur le changement de potentiel-ζ était seulement possible en présence d’EGCG. Cet effet serait principalement dû à la formation de ponts calciques (EGCG/calcium/EGCG) pouvant créer un réseau responsable de l’augmentation de la taille des particules. La troisième et dernière étape de ce travail visait à déterminer si les complexes formés par la β-lg, l’EGCG et le calcium pouvaient améliorer la réponse glycémique chez des souris C57BL/6 soumis à un test oral de tolérance au glucose. Il a pu être démontré que la β-lactoglobuline seule avait un effet bénéfique sur la glycémie postprandiale. L’ensemble de ces résultats démontre que la présence du calcium a un effet important sur les interactions entre la protéine laitière et la catéchine du thé vert et sur la taille des agrégats résultants. Par ailleurs, la protéine seule semblait avoir le plus grand effet sur la réponse métabolique indiquant que des interactions avec l’EGCG et le calcium n’avaient que peu d’effet sur l’activité métabolique de la β-lg. / The first step of this work aimed to determine the impact of calcium on the interactions between β-lactoglobulin (β-lg) and epigallocatechin-3-gallate (EGCG) and it was shown that calcium had an important impact on particle size and zeta(ζ)-potential values. Moreover, the analysis of the formed complexes’ composition revealed that the presence of calcium could greatly influence the quantity of EGCG retained by the complexes. Various interactions between the protein, the catechin and calcium (eg. electrostatic, hydrophobic, and hydrogen) are suggested as being responsible for the characteristics of the complexes observed. The second step aimed to determine the impact of various calcium concentrations on the interactions between β-lg and EGCG. This second step allowed us to demonstrate that the impact of calcium on particle size and ζ-potential was only possible when in the presence of EGCG. This effect would primarily be due to the formation of calcium bridging capable of creating a large network responsible for the increased particle size. The third and last step of this work aimed to determine if the formed complexes between β-lg, EGCG and calcium reduce the glycemic response of C57BL6 mice. It was demonstrated that β-lg alone had a beneficial effect on postprandial glycaemia. Together, these results demonstrate that the presence of calcium has an important effect on the interactions between the milk protein and green tea catechins. However, these interactions do not appear to modulate the metabolic response associated with the consumption of β-lg.

Au Québec, on retrouve près de 9000 ha de sols organiques cultivés dans la région de la Montérégie. Ces sols très fertiles produisent près de 50% des légumes de champs de la province. Toutefois, leur durée de vie est menacée par des processus de décomposition, de compaction et d'érosion causant des pertes de sol de l'ordre de 0,3 à 4,3 cm an$^\textup{-1}$. L'objectif de cette thèse était de développer et d'optimiser des stratégies de conservation des sols organiques cultivés basées sur des amendements en pailles, en copeaux de bois, en cuivre et en lignosulfonate dans le but de compenser et de réduire les pertes de sol causées par la décomposition. Afin de répondre à cet objectif, trois volets d'étude ont été développés : (1) fertilité chimique, (2) efficacité à compenser ou à ralentir la décomposition, et (3) fertilité chimique et efficacité en contexte de culture. Au volet 1, l'apport de cuivre a montré peu d'effet sur les paramètres liés à la décomposition. Les réductions les plus marquées mesurées au cours d'une incubation en pot et d'une expérience en colonnes ont été, respectivement, de 11% pour la teneur en carbone organique dissous et de 16% pour la teneur en azote organique soluble, alors que la recommandation en cuivre s'appuie sur une réduction de 70% de la décomposition. L'application de pailles et de copeaux de bois a un taux représentatif d'un apport de 9 t ha$^\textup{-1}$ incorporé sur 20 cm a réduit de 57% la teneur en azote minéral et de 8% la teneur en phosphore au cours d'une incubation en pots de 56 jours. Au cours d'une expérience en colonnes, l'application d'une dose de 30 t ha$^\textup{-1}$ incorporée sur 40 cm a réduit la teneur en azote minéral de 50% et la teneur en phosphore Mehlich-3 de 16% après 166 jours d'incubation. Au volet 2, une incubation en conditions contrôlées d'un sol humique et d'un sol mésique, tous deux représentatifs des deux extrémités du spectre de dégradation des sols organiques de la Montérégie, a permis d'estimer une fourchette d'émission potentielle de 0,7 à 7,3 t C-CO₂ ha$^\textup{-1}$ an$^\textup{-1}$ pour ces sols. Les applications de cuivre et de lignosulfonate n'ont pas réduit les émissions de CO₂ du sol humique, mais ont réduit celle du sol mésique de 37% et de 61%, respectivement. L'effet régulateur du cuivre et du lignosulfonate sur les émissions de CO₂ du sol mésique a toutefois été temporaire. L'application de pailles et de copeaux de bois sur ces sols a aussi permis d'estimer que de 52% à 81% du carbone appliqué avec les biomasses pourrait être conservé dans les sols après un an. Ces valeurs ont, à leurs tours, permis d'estimer une fourchette de besoin en biomasse de 2 à 32 t ha$^\textup{-1}$ an$^\textup{-1}$ pour maintenir la quantité de sol intact Au volet 3, une expérience en colonne a montré une absence d'effet à long terme du lignosulfonate sur le taux d'augmentation en azote minéral et sur l'activité microbienne totale, suggérant que ce produit n'a pas ralenti la vitesse de décomposition des sols testés. Le lignosulfonate a aussi eu des effets négatifs et positifs sur les rendements, mais ces effets n'ont pas pu être reliés à des variations marquées de disponibilité en azote et en phosphore, suggérant une action de ce traitement sur d'autres paramètres du sol. L'application de miscanthus et de pin pressé à un taux de 15 t ha$^\textup{-1}$ incorporé sur 20 cm sans fertilisation additionnelle à la fertilisation de base a réduit la disponibilité en azote et les rendements d'épinard et de roquette de 4% à 46%. L'application de biomasse a aussi augmenté la teneur en matière organique des sols, bien que son effet sur le stock de carbone n'ait pas pu être quantifié. Ces résultats amènent à conclure que l'application systématique de cuivre n'est pas une approche efficace de conservation des sols organiques cultivés. Bien que l'application de lignosulfonate ait montré un potentiel à ralentir la décomposition, son effet régulateur ne semble pas pouvoir être généralisé à l'ensemble des sols organiques. En revanche, l'apport de pailles et de copeaux de bois s'est révélé prometteur pour compenser les pertes de sol causées par la décomposition. Un ajustement de la régie de l'azote devra toutefois être envisagé lors de l'implémentation de cette méthode afin de prévenir les carences et les chutes de rendement. / In the province of Quebec, nearly 9000 hectares of organic soils in the Montérégie region are dedicated to horticultural activities. These exceptionally fertile soils contribute to the production of approximately 50% of the province's field vegetables. However, their lifespan is under threat due to three degradation processes: decomposition, compaction, and erosion. These processes leading to annual soil losses ranging from 0.3 to 4.3 cm. The primary objective of this thesis was to develop and optimize strategies for conserving cultivated organic soils based on amendments with straw, wood chips, copper, and lignosulfonate in order to compensate for and reduce soil losses resulting from decomposition. This study was divided into three parts to address this objective: (1) chemical fertility, (2) efficiency, and (3) chemical fertility and efficiency in the context of cultivation. In the first part, the addition of copper showed little effect on decomposition-related parameters. The most pronounced reductions measured during jar incubation and column experiments were 11% for dissolved organic carbon content and 16% for soluble organic nitrogen content, while copper recommendations are based on a 70% reduction in decomposition. The application of straw and wood chips, at a rate representing 9 t ha$^\textup{-1}$ of biomass incorporated over 20 cm, reduced mineral nitrogen content by 57% and phosphorus content by 8% during a 56-day jar incubation. In a column experiment, the application of 30 t ha$^\textup{-1}$ incorporated over 40 cm reduced mineral nitrogen content by 57% and Mehlich-3 extracted phosphorus content by 8% after 166 days of incubation. In the second part, incubation under controlled conditions of a humic soil and a mesic soil, representative of the two ends of the degradation spectrum of organic soils in Montérégie, enable us to estimate a potential range of emissions of 0.7 to 7.3 t C-CO₂ ha$^\textup{-1}$ yr$^\textup{-1}$ for these soils. Copper and lignosulfonate applications did not reduce CO₂ emissions from the humic soil but reduced emissions from the mesic soil by 37% and 61%, respectively. However, the regulatory effect of copper and lignosulfonate on CO₂ emissions from the mesic soil was temporary. Moreover, the application of straw and wood chips to these soils allowed us to estimate that between 52% and 81% of the carbon applied with the biomass could be retained in the soil over the course of a year. These findings led to biomass requirements estimation ranging from 2 to 32 t ha$^\textup{-1}$ yr$^\textup{-1}$. In the third part, a column experiment demonstrated the absence of a long-term effect of lignosulfonate on the rate of increase in mineral nitrogen and total microbial activity, suggesting that this product did not slow down the decomposition rate of the tested soils. Lignosulfonate also had both negative and positive effects on yields, but these effects could not be explained by the observed variations in nitrogen and phosphorus availability, suggesting an action of this treatment on other soil parameters. Furthermore, the application of miscanthus and pressed pine at a rate of 15 t ha$^\textup{-1}$ incorporated over 20 cm without additional fertilization beyond the standard resulted in reduced nitrogen availability and decreased yields of spinach and arugula by 4% to 46%. Biomass application also increased soil organic matter content, although its effect on soil carbon stock could not be quantified. These findings lead to the conclusion that the systematic application of copper is not an effective approach for conserving cultivated organic soils. While the application of lignosulfonate has shown potential in slowing decomposition, its regulatory effect does not appear universally applicable to all organic soils. Conversely, the repeated application of straw and wood chips has demonstrated promising for compensating soil losses caused by decomposition. However, modification in nitrogen management should be consider when implementing this method to prevent deficiencies and crop yield decrease.

Les forêts du sud-ouest de la province de Québec, Canada, sont riches en essences feuillues dites nobles telles que le bouleau jaune (Betula alleghaniensis) et l’érable à sucre (Acer saccharum). Leur exploitation antérieure a généralement été basée sur une coupe à diamètre limite visant la récupération des billes de grande valeur. Une telle pratique, avec le temps, a amené une diminution générale de la vigueur des arbres sur pied en forêt. La réglementation actuelle oblige les exploitants forestiers à récolter préférentiellement les arbres de faible vigueur de manière à rétablir la qualité des forêts. Ces arbres de faible vigueur, souvent de faible qualité, possèdent généralement une faible valeur économique. La pertinence de l’ajout d’une étape d’extraction chimique à l’éthanol des tissus de bois et de l’écorce dans les procédés de transformation de la matière déjà existants a été étudiée dans ce mémoire. Plus spécifiquement, les travaux visaient à évaluer le potentiel d’une telle stratégie appliquée à la transformation des arbres de faible vigueur. Du bois et de l’écorce provenant d’arbres vigoureux (références) et non-vigoureux mourants (infectés par des champignons ou séchant du houppier) ont été extraits à l’éthanol à l’aide de deux méthodes différentes : par macération et par extraction assistée aux ultrasons. D’une part, les extraits ont été étudiés pour leur contenu en polyphénols (phénols totaux, taux de proanthocyanidines, de flavonoïdes et d’acides hydroxycinnamiques) et en triterpènes et phytostérols. D’autre part, les tissus ont été étudiés avant et après extraction pour leur pouvoir calorifique supérieur, leur composition chimique organique, leur contenu en cendres, ainsi que la composition chimique des cendres. Bien qu’une variation soit observée entre les différents arbres, les extractions n’affectent pas les capacités de combustion des tissus. Elles peuvent en outre constituer un apport notable de polyphénols, de triterpènes et de stérols possédant un potentiel économique dans les domaines nutraceutique, pharmaceutique ou cosméceutique, et ce, peu importe la vigueur des arbres à la source des tissus ou la méthode d’extraction utilisée. L’extraction du bois et de l’écorce de bouleaux jaunes et d’érables à sucre de faible vigueur peut donc être envisagée dans une stratégie de transformation à valeur ajoutée de la ressource. / Forests of South-West Québec, Canada, are rich in yellow birch (Betula alleghaniensis) and sugar maple (Acer saccharum). Past forest practices were aiming to harvest the superior quality and higher value logs via selective cuttings, which resulted in a decrease of the general vigor of the trees left standing in the forests. Current regulations require the foresters to harvest preferentially low vigor trees in order to restore the quality of the forests. These low vigor trees, which are often less suitable for value-added products such as flooring or furniture, are also generally of a low economic value. The addition of an ethanolic extraction of the wood and bark tissues to a currently applied processing approach was studied in order to assess its feasibility with trees of different vigor. Wood and bark tissues were collected from vigorous (references) and non-vigorous dying trees (fungus infected or with very poor foliage) and were extracted with ethanol using two different methods: maceration assisted and an ultrasound assisted extraction. The extracts were characterized for their total phenols, proanthocyanidins, flavonoids, hydroxycinnamic acids, triterpenes and phytosterols content. Tissues were characterized before and after extraction for their calorific value, organic composition, ash content and ash mineral composition. While much variation was observed between trees, the ethanolic extractions did not affect the combustion properties of the tissues, while bringing a significant contribution in polyphenols, triterpenes and phytosterols - all molecules having potential applications in nutraceutics, pharmaceutics or cosmeceutics - no matter the vigor of the tree at the source of the tissues or the extraction method employed. The ethanolic extraction of wood and bark coming from low vigor yellow birch and sugar maple can be considered as a mean to add value to the resource.

Candida albicans est un mycète pathogène opportuniste associé à des infections superficielles et systémiques, en particulier chez les individus immunologiquement ou médicalement compromis. C. albicans est notamment responsable de candidoses buccales et de stomatites prothétiques. De plus, les lésions buccales ulcéreuses (mucosites buccales) résultant de traitements de chimiothérapie et de radiothérapie sont sensibles aux infections secondaires à C. albicans. Ce mycète possède une multitude de facteurs de virulence lui permettant de coloniser l’hôte, de déjouer les défenses du système immunitaire et d’induire un phénomène inflammatoire. Actuellement traitées avec des antifongiques tels que le nystatin et le fluconazole, les infections à C. albicans sont de plus en plus difficiles à guérir, en raison de l’augmentation de la résistance du pathogène à ces molécules. Le but du projet de recherche consiste à évaluer dans un premier temps les effets de l’huile essentielle et des proanthocyanidines de cannelle sur la croissance et les principaux facteurs de virulence de C. albicans. En second lieu, les effets des mêmes composés sur les cellules épithéliales buccales ont été étudiés / Candida albicans is an opportunistic pathogenic fungus associated with superficial and systemic infections, particularly in immunologically or medically compromised individuals. C. albicans is particularly responsible for oral candidiasis and denture stomatitis. In addition, ulcerative oral lesions (oral mucositis) resulting from chemotherapy and radiotherapy treatments are susceptible to secondary infections by C. albicans. This fungus has a multitude of virulence factors allowing it to colonize the host, to counteract the defenses of the immune system and to induce an inflammatory response. Currently treated with antifungals such as nystatin and fluconazole, candidiasis infections are increasingly difficult to cure, due to the increased resistance of the pathogen to these molecules. The purpose of the research project was to evaluate the effects of cinnamon essential oil and proanthocyanidins on the growth and major virulence factors of C. albicans. Moreover, the effect of the same compounds on oral epithelial cells was investigated.